現(xiàn)階段 我為什么站隊166mm？

:日前，中節(jié)能太陽能科技（鎮(zhèn)江）有限公司發(fā)布文章稱，中節(jié)能鎮(zhèn)江現(xiàn)階段戰(zhàn)隊166mm，并詳解理由。

近兩年光伏最熱門話題之一當屬硅片尺寸之爭，毋庸置疑的是，大尺寸硅片成為行業(yè)發(fā)展趨勢。今日我們將結合硅片尺寸發(fā)展歷程、當下各硅片尺寸對比等，與各位同仁分享中節(jié)能太陽能科技（鎮(zhèn)江）有限公司（以下簡稱中節(jié)能太陽能鎮(zhèn)江）在大硅片尺寸組件上的探索。

中節(jié)能（鎮(zhèn)江）從半導體、收益對比、供應鏈、量產、可靠性、系統(tǒng)端等角度進行全面的分析。

眾所周知，光伏硅片與半導體硅片技術極為相似，早期光伏硅片尺寸標準主要源自半導體硅片行業(yè)。在摩爾定律的驅動下，半導體行業(yè)硅片尺寸從初始的4英寸發(fā)展到主流的12英寸。1980年代4英寸占主流，1990年代是6英寸占主流，2000年代8英寸占主流，目前主流的12英寸硅片預計在2022年達到市場份額的峰值，后續(xù)將朝著18英寸過渡。

但是半導體硅片技術與光伏硅片技術仍存在一定差異性。一方面，半導體硅片在摩爾定律驅動下每18個月芯片數(shù)量增加一倍，制造成本越來越高，因而硅片尺寸擴大、單片芯片數(shù)量增加是降低成本的必由之路。而光伏硅片尺寸增大是由于硅片價格的大幅下跌、平價上網壓力、其它降本技術乏力所共同推動的。另一方面，半導體硅片需切割成n個芯片、單獨封裝使用，而光伏領域則是將n個硅片串聯(lián)后封裝使用。

模仿借鑒是實現(xiàn)創(chuàng)新的前提準備、量變的積累和質變的必然。早期光伏處于起步階段，需參考借鑒半導體行業(yè)經驗，但隨著光伏領域多年高速成長、經驗積累、科技創(chuàng)新，光伏硅片尺寸的發(fā)展方向必然會走出適合自身的發(fā)展道路。

G12大硅片降本最多、G1硅片最低

針對三種尺寸硅片進行不同維度對比詳見表2.1：硅片面積G12、M6較G1分別高75%、8.8%，組件功率則分別提升21.5%、8.8%（G12組件為50版型）；G12、M6組件較G1組件可實現(xiàn)降本9.4%、2.9%；系統(tǒng)端BOS投入則實現(xiàn)3.4%、1.9%的成本節(jié)約，并助力LCOE分別降低6.5%、1.9%。

因而從收益角度G12硅片最具優(yōu)勢、M6其次。

表2.1三種大尺寸硅片對比

G12組件設計受限，可靠性風險增加

目前基于G1、M6硅片的組件主流采用60或72片、6串串并聯(lián)設計，而基于G12硅片的組件僅能采用50片、5串串并聯(lián)設計，這是由于窯爐出料口及鋼化爐尺寸限制、僅能滿足長2.2m、寬1.1m的玻璃量產。同時為保持外觀的相對一致性，G12組件設計需加接跳線（圖2.1）。

圖2.1 電路設計（左：M6組件，右：G12組件）

組件短路電流取決于電池受光面積、電路設計。G12硅片較M2硅片面積增加80.5%，單片電流即增加80.5%，若基于主流的切半設計、組件短路電流高達18.1A，已經臨界接線盒承受極限，同時也超出逆變器的可接受范圍；即使采用三分片設計，組件短路電池降至12.3A，與G1、M6組件相比，接線盒結溫及反向熱擊穿風險已顯著提升，同時三分切對應單串電池數(shù)量增加，這增加了熱斑風險及電池反向擊穿風險，根據(jù)我們的實測及模擬結果（表2.2）：G1組件在結溫、熱斑溫度最具優(yōu)勢；M6組件結溫、熱斑溫度略有增加，但仍可控；G12組件則面臨較大的風險。同時G12組件需對電池切割2次，增加制程碎片風險，而切邊數(shù)量及組件尺寸增加也提升了抗載荷風險。而中節(jié)能太陽能鎮(zhèn)江量產的M6組件可通過3倍IEC老化測試、動載及靜載加嚴測試（圖2.2），并順利通過TUV萊茵認證。

表2.2 不同尺寸硅片組件電性能對比

圖2.2 中節(jié)能M6組件老化測試對比

G12需新建線體，M6可升級改造

本文主要從拉晶、切片、電池及組件環(huán)節(jié)進行闡述。

拉晶環(huán)節(jié)，多數(shù)爐臺改造后拉棒可兼容M6，但是實現(xiàn)G12硅片拉晶需購置新爐臺。切片環(huán)節(jié)，絕大多數(shù)新上金剛線劃片機可兼容M6，但是完成G12切片需購置新設備。電池生產環(huán)節(jié)，現(xiàn)有電池產線可通過改造兼容M6，改造費用較低，但是完成G12電池量產需新建線體，成本投入高。組件生產環(huán)節(jié),流水線可通過改造兼容M6電池組件的量產，但是G12組件需新建線體。

根據(jù)CPIA最新統(tǒng)計，截止2019年全國硅片、電池、組件產能分別為134.6GW、108.6GW、98.6GW，而其中有相當產能是近兩年擴建的新產線，可完全滿足M6硅片、電池、組件的量產，由于所有產能均不支持G12的量產，而新建線體耗資巨大，因而市場推動力不足。

G12組件系統(tǒng)兼容性有待提升

目前電站端均支持G1、M6硅片組件的規(guī)?；惭b，對于G12硅片組件，組件版型、重量進一步增大（表2.3），對支架承重、現(xiàn)場安裝均提出更高的挑戰(zhàn)；同時組串逆變器對電流要求小于13A，而G12組件基于1/3切短路電流已經達到12.3A（表2.2），疊加雙面電池技術后短路電池更高，逆變器風險進一步增大。

表2.3 不同尺寸硅片組件基本參數(shù)對比

硅片薄化是未來趨勢，M6更具優(yōu)勢

目前主流硅片尺寸在180μm，而硅片薄片化對于組件價格有立竿見影的作用，硅片每減薄20μm價格下降約10%，組件價格可降低5-6分/W。根據(jù)CPIA統(tǒng)計，預計2025年硅片厚度可降至140-160μm（圖2.3）。但厚度減薄的同時，更大尺寸將承擔更高的風險，切片良率降低、厚度均勻性更難控、電池及組件制程裂片風險增加、組件抗應力及熱沖擊的風險增加。目前M6已實現(xiàn)硅片、電池、組件規(guī)?；慨a，且良率、可靠性已經經過上下游共同驗證，因而更具優(yōu)勢。

圖2.3 2019-2025 年硅片厚度變化趨勢（來源CPIA）

M6尺寸為當下最優(yōu)選擇

大尺寸硅片的發(fā)展已成行業(yè)共識，關于尺寸規(guī)格的選擇百家爭鳴。由于G1對降低度電成本無顯著作用，未來將作為過渡產品。G12硅片的降本優(yōu)勢毋庸置疑，但當下更應解決的是供應、良率、可靠性及系統(tǒng)應用，并最終轉化為終端LCOE的降低，若只是“止于理論、脫于實際”，則很快淹沒于滾滾歷史中。M6尺寸更適配當下，已建產能巨大、上下游良率及可靠性驗證、終端LCOE有效降低，預計將快速上升并在未來五年內占據(jù)市場主流。但同時我們更要思考，光伏硅片大尺寸未來如何開辟出適合全產業(yè)鏈發(fā)展的創(chuàng)新之路、降本之路。

原標題:現(xiàn)階段 我為什么站隊166mm？