单晶硅的用途1
文章插图
单晶硅的用途是制造半导体硅器件的原料,用于制造大功率整流器、大功率晶体管、二极管、开关器件等 。单晶硅的制法通常是先制出多晶硅或无定形硅,然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅 。
十张图带你读懂单晶硅片在光伏领域的应用现状与发展趋势2 过去几年,单晶设备更新迭代大幅降低长晶成本、金刚线的应用在单晶方面降成本更为明显等因素为单晶扩产带来机遇;未来,金刚线和投料量降本空间相对有限,但金刚线以及投料量变化对单晶成本降幅更为明显,有利于单晶的发展 。
另外,转化效率提升是未来降度电成本的主要途径之一,以PERC、异质结、N型为代表的电池技术进一步加大了单晶竞争的优势,新技术的应用会放大单晶对多晶的优势,单晶市占率有望进一步提升 。
早期多晶硅片得益于成本优势 占据主要市场份额
从生产工艺来看,单多晶生产工艺差别主要体现在拉棒和铸锭环节,其中单晶硅棒工艺对设备、生产人员的要求严格,早期单晶硅片因长晶炉投料量、生长速率、拉棒速度等方面技术不够成熟,生产成本居高不下,而多晶硅锭使用铸锭技术成本优势明显而占据主要市场份额 。
长晶设备迭代 单晶炉投料量大幅提升
单晶拉棒与多晶铸锭的成本主要由设备折旧费、人工费、水电费、辅料费、原料损耗等构成,单炉产出差异是单晶拉棒与多晶铸锭成本差异的主要原因之一 。得益于连续直拉单晶技术(CCZ)的应用,单晶投料量大幅提升,中国光伏行业协会最新统计数据显示,2018年单晶炉单炉投料量为950kg,较2017年的530kg提升80%,较早期200-300kg投料量提升3-4倍,未来随着热场的增大以及连续拉棒技术的提升等催化因素,投料量将逐年增大,预计到2020年可达到1100kg;另外得益于机器的改进,单炉出棒数也由1根增加至3-5根 。设备的改进降低单晶长晶成本,为单晶的发展带来机会 。
金刚线革命 加速单晶市场拓展
【单晶硅用途及需求量 单晶硅的用途】 金刚线切割全面普及,提高出片量,摊薄硅片生产成本 。对比可发现,传统砂浆线存在切割损耗大、精度差、表面损伤多等缺陷,而金刚石切割线则具有切割速度快、硅片损耗小、出片量高等特点,替代优势明显 。
其主要优势可概括为:1)效率高:金刚线切割速度更快,单片硅片切割耗时约2小时,相当于原砂浆线耗时的1/5,每小时出片量提升约2-3倍 。2)成本低:目前金刚线最小线径为0.06mm,而砂浆线则为0.12m,细线使得切割过程中硅片耗材损失更小,厚度也更均匀,每1kg准方锭的可产出硅片从48片提升到目前的60片左右,实现单次(单位方锭)出片量提高约30% 。
相比于多晶硅片,金刚线技术对单晶硅片出片量提升、成本下降作用更加明显 。原因有三:单晶硅棒内部晶体序列排列整齐,更不容易因切割而产生线材损耗、硅片碎片,而多晶硅铸锭工艺使得其内部晶格序列不完全一致,切割难度大,出现碎片、断线的可能性也更大 。目前来看,单晶硅片线材消耗量为0.9m/张,多晶则为2.1m/张;
较之多晶,单晶切割时间更短,可达70分钟/刀,而多晶切割耗时为120分钟/刀,单晶单位时间出片量更多;
金刚线切割多晶硅片使用常规制绒工艺后,反射率更高并有明显的线痕等外观缺陷,严重降低电池效率,需要通过黑硅技术+金刚石线切割两项技术解决硅片的绒面难题,单晶电池碱制绒本身在单晶片表面形成了利于光线的吸收的金字塔结构,可直接采用金刚线切割技术,进一步降低了单晶生产成本 。
平价上网政策倒逼单晶路线成本下降
2019年1月9日,国家发改委、国家能源局发布《关于积极推进风电、光伏发电无补贴平价上网有关工作的通知》,提出推进风电、光伏发电无补贴平价上网的有关要求和相关支持政策措施,从而促进可再生能源高质量发展,提高风电、光伏发电的市场竞争力 。
自2018年“531”新政以来,行业降补贴已是大势所趋,根据智汇光伏的报道,2019年I、II、III类地区光伏标杆电价拟从2018年底的0.5元/kwh、0.6元/kwh、0.7元/kwh降低到0.4元/kwh、0.45元/kwh、0.55元/kwh 。
光伏电价补贴下调将是未来光伏产业的长期趋势 。在电价下降的背景下,电站投资商只有通过不断降低电站建设成本,才能保证电站合理收益 。通过采用高转换效率的单晶组件,可以有效降低组件相关设备成本,电价下调将促使下游电站投资商更多采用单晶产品,提高单晶市场占比 。
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