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僅僅幾年前，業(yè)界還習(xí)慣于5-6g/W的水平。但最近在數(shù)項同時運行的因素驅(qū)動下，這一切都已經(jīng)改變了。

 

這篇文章解釋了我們的研究團隊開發(fā)的一個新模型，該模型考慮了影響材料效率的各項關(guān)鍵因素并能夠進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測。

 

新分析的核心內(nèi)容是我們對整個c-Si價值鏈的生產(chǎn)商進(jìn)行自下而上的追蹤以及為所有影響組件效率和硅片厚度的變量分配電池技術(shù)。

 

分析通過硅片制備、鑄錠和最終達(dá)到多晶硅g/W水平獲得了空前詳盡的信息，而業(yè)內(nèi)一貫采用的是自上而下的簡易快速估算法。 分析內(nèi)容包括實際電池生產(chǎn)、通過技術(shù)方法實現(xiàn)的電池-組件連接損耗、單晶/多晶用途(包括n型和p型電池變量)、金剛線切割的使用、切口損失和影響整個行業(yè)多晶硅用量(g/W)不斷減少的其他多項因素。

 

分析得出的結(jié)論是目前水平(混合)為4.16g/W，行業(yè)的演進(jìn)令人期待。而多變量輸入模型的關(guān)鍵優(yōu)勢在于預(yù)測以及評估2018年之后的行業(yè)走勢。預(yù)計2018年之后多晶硅產(chǎn)量(包括半導(dǎo)體使用的一小部分)將達(dá)到512kMT。

 

預(yù)計多晶硅消耗量在15年1季度和18年4季度之間下降了25%，在2018年結(jié)束時混合水平下降到3.9g/W。

 

 

主要有兩種因素促成了多晶硅g/ W消耗量的下跌：金剛線切割和電池效率的提高(更多的使用單晶，尤其是PERC技術(shù))。到2018年年底，幾乎所有的硅片生產(chǎn)(單晶和多晶)都會使用金剛線，幾乎所有的單晶產(chǎn)品都會使用PERC技術(shù)，而多晶產(chǎn)品將會經(jīng)歷自身PERC技術(shù)升級的階段。這些變化令其他階段發(fā)生的漸進(jìn)式改進(jìn)(鑄錠/拉錠、電池-組件損失和硅片厚度減少)相形見絀。

 

下圖展現(xiàn)了價值鏈上各個階段的貢獻(xiàn)率，從中可以得出非常清晰的結(jié)論。 目前多晶硅消耗量下降的關(guān)鍵因素是單晶硅片使用的增多、電池效率的提高、單晶和多晶硅片制備向金剛線切割的轉(zhuǎn)移。

 

 

2018年之后，g/W水平的下降比例應(yīng)有所放緩。大部分產(chǎn)業(yè)升級使用金剛線技術(shù)，持續(xù)下降源于每年切口損失的減少，但這種減少并不明顯。

 

如不考慮電池效率的提高，僅僅p型單晶份額的增加就會對g/W水平產(chǎn)生下行壓力。在考慮發(fā)電量時，現(xiàn)場業(yè)主對雙玻組件和雙面技術(shù)的因素更感興趣，因而電池效率提高產(chǎn)生的影響力也會減少。

 

然而，雖然尚不清楚(在大約180微米的硅片上的)效率改進(jìn)是否會明顯高于領(lǐng)先的p型單晶產(chǎn)品，但優(yōu)勢源自n型變量更高的穿透性。

 

這令我們認(rèn)識到，減少硅片厚度是所有長期多晶硅消耗量分析的百搭議題。硅片第一次的可能升級路徑是減少厚度，向140微米轉(zhuǎn)變，這種轉(zhuǎn)變不可避免，而如果沒有這種轉(zhuǎn)變，這個行業(yè)還能走多久?

 

金剛線切割行業(yè)正在邁向2019年，薄硅片前景比以往任何時候都令人振奮。對關(guān)注未來幾年顛覆性技術(shù)的人們來說，這一定是關(guān)注重點。而同樣值得注意的是，現(xiàn)在電池生產(chǎn)線的自動化程度更高了，這是轉(zhuǎn)向薄硅片利用的其他數(shù)項關(guān)鍵因素之一。

 

如果太陽能行業(yè)從2019年開始走上減少硅片厚度的道路的話，那么除了正在施工的和在未來18個月內(nèi)并網(wǎng)的項目外，基本上會停止所有新的多晶硅產(chǎn)能擴張計劃。

 

以此為例。如果太陽能行業(yè)五年內(nèi)的年度增長因數(shù)為2X(從2017的100GW到2022年的 200GW)，那么2022年太陽能行業(yè)所需要的多晶硅會從約670kMT(使用180微米硅片得出的保守g / W預(yù)測值)下降到約550kMT(如大部分轉(zhuǎn)向使用140微米硅片)。

 

這清楚的展現(xiàn)出2018-2019年之后多晶硅擴張計劃脆弱的一面，而今年行業(yè)出貨量可以輕松達(dá)到475kMT。

 

當(dāng)然這里要提出警告的是，由于受隨之而來的材料成本下降的推動，整體而言太陽能行業(yè)全球競爭激烈，需求彈性能夠發(fā)揮多大的作用。

 

然而，未來幾年必然是消耗多晶硅的時代，很明顯，多晶硅生產(chǎn)商需要成為電池技術(shù)變革的專家(從單晶電池份額的基本知識到減少硅片厚度的計劃)。從中短期來說，電池生產(chǎn)線的改進(jìn)仍將是g/W水平的主要驅(qū)動力。