近日，天合光能210組件線上發(fā)布，吸引了140萬人的圍觀，盛況空前。210mm(G12)超級大硅片自中環(huán)發(fā)布發(fā)布以來，熱度不減。中環(huán)內(nèi)蒙古五期項目已投產(chǎn)，2019年12月產(chǎn)出首批12英寸單晶硅棒，目前2020年G12大部分產(chǎn)能已鎖定。
G12僅發(fā)布半年以來，下游電池組件企業(yè)已經(jīng)行動起來了，企業(yè)行動速度遠超預期。出了天合光能之外，2019年12月，東方日升發(fā)布了采用210mm硅片的500W高效組件。2020年1月10日，愛旭科技在義烏基地全球首發(fā)210高效太陽能電池，宣布5GW210高效電池正式實現(xiàn)量產(chǎn)。2月份，環(huán)晟3GW疊瓦210mm組件開工建設(shè)。與他們相配套的設(shè)備企業(yè)寧夏小牛、捷佳偉創(chuàng)等也動作頻頻。
大尺寸硅片有助于提高組件效率、降低成本已成為行業(yè)共識。156.75mm(M2)量價齊跌，繼續(xù)示弱。2019年上半年還吵得火熱的158.75mm，下半年驟然降溫。158.75mm出局了?其實很多企業(yè)已經(jīng)完成158.75mm改造，已經(jīng)成為標配產(chǎn)線。
似乎比起158.75mm，行業(yè)更鐘愛166mm與210mm，他們炙手可熱。當然，也有企業(yè)獨創(chuàng)其他尺寸。
166mm擁躉者不在少數(shù)，除隆基外，愛旭、潤陽、潞安、平煤等都有產(chǎn)線兼容166mm尺寸。另據(jù)隆基介紹，其166組件已經(jīng)已經(jīng)獲得數(shù)吉瓦的訂單，166組件市場前景值得期待。
需要指出的是，多晶166mm或者210mm相關(guān)技術(shù)已經(jīng)或正在成熟。產(chǎn)業(yè)化也不存在瓶頸，阿特斯、協(xié)鑫已經(jīng)磨刀霍霍。據(jù)媒體報道，協(xié)鑫利用改造切片機切割210鑫單晶大硅片的良率取得突破性的進展：利用原有切片機進行改造后切割鑫單晶210大硅片，累計切割51刀無斷線。經(jīng)過改造的老切片機能夠繼續(xù)使用，滿足210大硅片切割需求，避免了現(xiàn)有硅片切割機被提前淘汰的風險。1月9日，蘇州協(xié)鑫完成7萬片210mm硅片制造，順利出貨。
目前行業(yè)通用的管式爐出產(chǎn)的硅棒直徑是223mm，也就是說經(jīng)過設(shè)備升級和調(diào)試166硅片已經(jīng)是現(xiàn)有管式爐的極致，210mm硅片需要全新的工藝設(shè)計，包括熱場與裝備。
資料來源：中環(huán)股份
166mm與210mm，兩個陣營。有人視210mm為圭臬，認為5~10年不會被超越，“大力發(fā)展210mm就對了。”也有企業(yè)兩邊押注，左手166mm，右手210mm，“市場端有需求，就生產(chǎn)。”企業(yè)新上設(shè)備一般都兼容166mm與210mm，但是對于國內(nèi)百吉瓦的老舊產(chǎn)線來說，166mm是個不錯的選擇。有人認為，166mm是個過渡尺寸，隨著半導體技術(shù)的發(fā)展，向更大硅片發(fā)展，是趨勢，也是必然。
有人說，硅片尺寸之爭是“生死之爭”，不無道理。
精細的166mm算法
166mm是一個精心計算的結(jié)果。166mm已達部分設(shè)備允許的極限，短時間內(nèi)硅片尺寸標準難再提高。
相比改造158.75mm，166mm改造費用不菲。某些報告顯示，156.75電池組件產(chǎn)線改造成166產(chǎn)線需要2000多萬/GW(是的，雖然說舊產(chǎn)線兼容166，但也會有一筆改造費用)，如果166組件比156.75組件賣貴5分錢/W，這意味著賣半年的溢價就可以收回改造費用，之后的溢價就是純增加的利潤了，投入產(chǎn)出比非常高。
增大硅片尺寸的限制在于現(xiàn)有設(shè)備的兼容性。中信建投在其報告中分析，他們通過梳理拉棒切片、電池、組件三個環(huán)節(jié)用到的主要生產(chǎn)設(shè)備，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有主流設(shè)備可以兼容166mm硅片，但這一規(guī)格已基本達到現(xiàn)有設(shè)備允許的尺寸上限，繼續(xù)增大硅片尺寸則需重新購置部分設(shè)備，使得增大尺寸帶來的成本下降被新購設(shè)備帶來的成本上升所抵消。
因而短時間內(nèi)硅片尺寸標準難以再提高，166mm將在相當長的一段時間內(nèi)成為標準上限。當然，這是現(xiàn)有生產(chǎn)體系最大作用的發(fā)揮。
來源：隆基股份
全新的210mm平臺
“從設(shè)備的兼容性角度來說，166mm無疑占據(jù)上風。210mm需要重新開發(fā)設(shè)備。”有業(yè)內(nèi)專家表示，毫無疑問，210mm是一個全新的平臺。210mm自發(fā)布之日起，中環(huán)股份就提出“協(xié)眾力，共創(chuàng)新”的理念。
據(jù)了解，G12硅片需要全新的工藝設(shè)計，包括熱場與裝備。另外，供應鏈需要配套升級，制造模式需要向自動化、信息化、數(shù)字化轉(zhuǎn)變。具體來說，在熱場尺寸升級后，中環(huán)還創(chuàng)新連續(xù)加料技術(shù)，石英坩堝的單爐投料持續(xù)提升。中環(huán)股份還進行拉晶設(shè)備優(yōu)化，增大溫度梯度，拉晶速率提高。同時，為保證低能耗，他們引入新材料熱場，提升保溫性能。全新G12硅片具備高少子壽命，低含氧量，低含碳量，電阻率一致等優(yōu)勢與特點。
需要指出的是，更大尺寸的熱場，更高的品質(zhì)，更高純度的材料，需要標準化的管控來實現(xiàn)，這就需要改變傳統(tǒng)制造方式。單晶直徑越拉越大，重量也越來越沉，傳統(tǒng)的制造方式已不能滿足新單晶制造需求，自動化、信息化、數(shù)字化制造，勢在必行。記者了解，中環(huán)內(nèi)蒙古5期著重打造智慧化工廠，以半導體制造理念做光伏高端制造，向工業(yè)4.0邁進。中環(huán)強調(diào)，革命性的產(chǎn)品，需要全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作開發(fā)，共同促進光伏平價上網(wǎng)。
尺寸與重量的增加，給切片環(huán)節(jié)帶來巨大挑戰(zhàn)，整個切片產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)需要換代升級。在粘棒、線鋸到脫膠、插片/清洗、檢驗/包裝等環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)作業(yè)方式都面臨很大的問題與挑戰(zhàn)，中環(huán)在每一個環(huán)節(jié)都研發(fā)出不同的技術(shù)方案，完美解決問題，通過信息化生產(chǎn)與智能制造實現(xiàn)制造理念、制造方式的徹底轉(zhuǎn)變。
電池端，智能化也不可或缺。據(jù)愛旭集團有限公司副總經(jīng)理何達能介紹，目前愛旭210mm電池生產(chǎn)車間全部采用智能化管理，包括數(shù)百個AGV(移動搬運機器人)、自動中轉(zhuǎn)倉、人工智能檢測等。
目前，愛旭、天合光能發(fā)展210mm，不遺余力。記者了解到，電池端，愛旭義烏2期將有5GW的210電池產(chǎn)能，2022年總產(chǎn)能擴充至45GW，應該大部分以210mm為主。何達能表示:“保守估計愛旭今年210電池出貨量將達3-5GW，樂觀估計將達4.5-6GW。”天合光能組件今年底產(chǎn)能將達到5GW，今年第3季度正式量產(chǎn)。東方日升在去年底發(fā)布210組件時時宣稱，2020年將有3GW210組件產(chǎn)能。
繞不開的度電成本
哪種尺寸更優(yōu)秀，最后要歸于哪種尺寸更有助于降低光伏度電成本。
圖表來源：隆基股份
從上面的示例可以看出，通過采用166mm大尺寸硅片，可以有效地降低系統(tǒng)成本。若采用72版型，使用166mm硅片的430W組件將比使用M2硅片的395W組件節(jié)省至少3.4分/W的BOS成本。
在系統(tǒng)的兼容性方面，隆基介紹，通過使用166組件，對現(xiàn)有配套的直流匯流箱和組串式逆變器的選型沒有任何影響，同時通過匯流箱和逆變器布置的優(yōu)化，在1100V系統(tǒng)和1500V系統(tǒng)下，合理選取低壓交直流電纜的截面，能夠適當減少低壓交直流電纜的總成本。
中環(huán)股份數(shù)據(jù)顯示，210mm系統(tǒng)BOS成本較156.75mm降低9.6%，LCOE降低6.1%。210mm比166mm節(jié)約12%的BOS成本，相應的LCOE降低4.1%。
來源：中環(huán)股份
據(jù)天合光能測算，相較目前市場主流組件，采用210組件的單瓦系統(tǒng)成本下降空間將達到0.1元以上。
三種尺寸組件比較與二極管保護的電池片數(shù)量(來源：阿特斯)
表格來源：東方日升
相對166組件，210組件又變大了。“載荷裂片風險大，熱斑風險大，組件版型變大還會對原有的支架系統(tǒng)構(gòu)成挑戰(zhàn)。”對于166mm情有獨鐘的人，這樣質(zhì)疑210mm。面對210硅片的超大尺寸可能導致的組件高電壓、高電流，大組件尺寸，熱斑及隱裂等潛在風險，天合光能推出了“三分片+多主柵+小間距”的解決方案。該方案平衡了組件電流、組件電壓、組件尺寸，提升了組件功率及組件效率，無縫對接現(xiàn)有主流光伏系統(tǒng)設(shè)計。
亦可能，210mm大規(guī)模推廣的瓶頸在于硅片產(chǎn)能。據(jù)中環(huán)股份規(guī)劃，2020年210mm出貨規(guī)模在16GW左右，2021年大硅片產(chǎn)能在36GW。
“210mm普及不會太快，現(xiàn)在是166mm尺寸發(fā)展的最佳時機，”有人斷言。在這場事關(guān)生死的戰(zhàn)爭中，面對變化莫測的市場，背后影舞著無形推手，誰又能敢輕下結(jié)論。
兩個陣營，論戰(zhàn)勢頭皆勁。
166mm還是210mm?孰優(yōu)孰劣，孰好孰壞?嘖，對資本市場，對電站投資商，他們講故事的本領(lǐng)真棒。
還有沒有其他尺寸?會不會“半路殺出個程咬金”呢?
