近日，天合光能210組件線(xiàn)上發(fā)布，吸引了140萬(wàn)人的圍觀(guān)，盛況空前。210mm(G12)超級大硅片自中環(huán)發(fā)布發(fā)布以來(lái)，熱度不減。中環(huán)內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(lái)，下游電池組件企業(yè)已經(jīng)行動(dòng)起來(lái)了，企業(yè)行動(dòng)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(ài)旭科技在義烏基地全球首發(fā)210高效太陽(yáng)能電池，宣布5GW210高效電池正式實(shí)現量產(chǎn)。2月份，環(huán)晟3GW疊瓦210mm組件開(kāi)工建設。與他們相配套的設備企業(yè)寧夏小牛、捷佳偉創(chuàng )等也動(dòng)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?jì)r(jià)齊跌，繼續示弱。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(shí)很多企業(yè)已經(jīng)完成158.75mm改造，已經(jīng)成為標配產(chǎn)線(xiàn)。
似乎比起158.75mm，行業(yè)更鐘愛(ài)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，除隆基外，愛(ài)旭、潤陽(yáng)、潞安、平煤等都有產(chǎn)線(xiàn)兼容166mm尺寸。另?yè)』榻B，其166組件已經(jīng)已經(jīng)獲得數吉瓦的訂單，166組件市場(chǎng)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(jìn)展：利用原有切片機進(jìn)行改造后切割鑫單晶210大硅片，累計切割51刀無(wú)斷線(xiàn)。經(jīng)過(guò)改造的老切片機能夠繼續使用，滿(mǎn)足210大硅片切割需求，避免了現有硅片切割機被提前淘汰的風(fēng)險。1月9日，蘇州協(xié)鑫完成7萬(wàn)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(shuō)經(jīng)過(guò)設備升級和調試166硅片已經(jīng)是現有管式爐的極致，210mm硅片需要全新的工藝設計，包括熱場(chǎng)與裝備。
資料來(lái)源：中環(huán)股份
166mm與210mm，兩個(gè)陣營(yíng)。有人視210mm為圭臬，認為5~10年不會(huì )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(chǎng)端有需求，就生產(chǎn)。”企業(yè)新上設備一般都兼容166mm與210mm，但是對于國內百吉瓦的老舊產(chǎn)線(xiàn)來(lái)說(shuō)，166mm是個(gè)不錯的選擇。有人認為，166mm是個(gè)過(guò)渡尺寸，隨著(zhù)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(shuō)，硅片尺寸之爭是“生死之爭”，不無(wú)道理。
精細的166mm算法
166mm是一個(gè)精心計算的結果。166mm已達部分設備允許的極限，短時(shí)間內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(xiàn)改造成166產(chǎn)線(xiàn)需要2000多萬(wàn)/GW(是的，雖然說(shuō)舊產(chǎn)線(xiàn)兼容166，但也會(huì )有一筆改造費用)，如果166組件比156.75組件賣(mài)貴5分錢(qián)/W，這意味著(zhù)賣(mài)半年的溢價(jià)就可以收回改造費用，之后的溢價(jià)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有設備的兼容性。中信建投在其報告中分析，他們通過(guò)梳理拉棒切片、電池、組件三個(gè)環(huán)節用到的主要生產(chǎn)設備，發(fā)現現有主流設備可以兼容166mm硅片，但這一規格已基本達到現有設備允許的尺寸上限，繼續增大硅片尺寸則需重新購置部分設備，使得增大尺寸帶來(lái)的成本下降被新購設備帶來(lái)的成本上升所抵消。
因而短時(shí)間內硅片尺寸標準難以再提高，166mm將在相當長(cháng)的一段時(shí)間內成為標準上限。當然，這是現有生產(chǎn)體系最大作用的發(fā)揮。
來(lái)源：隆基股份
全新的210mm平臺
“從設備的兼容性角度來(lái)說(shuō)，166mm無(wú)疑占據上風(fēng)。210mm需要重新開(kāi)發(fā)設備。”有業(yè)內專(zhuān)家表示，毫無(wú)疑問(wèn)，210mm是一個(gè)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。
據了解，G12硅片需要全新的工藝設計，包括熱場(chǎng)與裝備。另外，供應鏈需要配套升級，制造模式需要向自動(dòng)化、信息化、數字化轉變。具體來(lái)說(shuō)，在熱場(chǎng)尺寸升級后，中環(huán)還創(chuàng )新連續加料技術(shù)，石英坩堝的單爐投料持續提升。中環(huán)股份還進(jìn)行拉晶設備優(yōu)化，增大溫度梯度，拉晶速率提高。同時(shí)，為保證低能耗，他們引入新材料熱場(chǎng)，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(diǎn)。
需要指出的是，更大尺寸的熱場(chǎng)，更高的品質(zhì)，更高純度的材料，需要標準化的管控來(lái)實(shí)現，這就需要改變傳統制造方式。單晶直徑越拉越大，重量也越來(lái)越沉，傳統的制造方式已不能滿(mǎn)足新單晶制造需求，自動(dòng)化、信息化、數字化制造，勢在必行。記者了解，中環(huán)內蒙古5期著(zhù)重打造智慧化工廠(chǎng)，以半導體制造理念做光伏高端制造，向工業(yè)4.0邁進(jìn)。中環(huán)強調，革命性的產(chǎn)品，需要全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作開(kāi)發(fā)，共同促進(jìn)光伏平價(jià)上網(wǎng)。
尺寸與重量的增加，給切片環(huán)節帶來(lái)巨大挑戰，整個(gè)切片產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)需要換代升級。在粘棒、線(xiàn)鋸到脫膠、插片/清洗、檢驗/包裝等環(huán)節，傳統作業(yè)方式都面臨很大的問(wèn)題與挑戰，中環(huán)在每一個(gè)環(huán)節都研發(fā)出不同的技術(shù)方案，完美解決問(wèn)題，通過(guò)信息化生產(chǎn)與智能制造實(shí)現制造理念、制造方式的徹底轉變。
電池端，智能化也不可或缺。據愛(ài)旭集團有限公司副總經(jīng)理何達能介紹，目前愛(ài)旭210mm電池生產(chǎn)車(chē)間全部采用智能化管理，包括數百個(gè)AGV(移動(dòng)搬運機器人)、自動(dòng)中轉倉、人工智能檢測等。
目前，愛(ài)旭、天合光能發(fā)展210mm，不遺余力。記者了解到，電池端，愛(ài)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(ài)旭今年210電池出貨量將達3-5GW，樂(lè )觀(guān)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(shí)時(shí)宣稱(chēng)，2020年將有3GW210組件產(chǎn)能。
繞不開(kāi)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(lái)源：隆基股份
從上面的示例可以看出，通過(guò)采用166mm大尺寸硅片，可以有效地降低系統成本。若采用72版型，使用166mm硅片的430W組件將比使用M2硅片的395W組件節省至少3.4分/W的BOS成本。
在系統的兼容性方面，隆基介紹，通過(guò)使用166組件，對現有配套的直流匯流箱和組串式逆變器的選型沒(méi)有任何影響，同時(shí)通過(guò)匯流箱和逆變器布置的優(yōu)化，在1100V系統和1500V系統下，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)股份數據顯示，210mm系統BOS成本較156.75mm降低9.6%，LCOE降低6.1%。210mm比166mm節約12%的BOS成本，相應的LCOE降低4.1%。
來(lái)源：中環(huán)股份
據天合光能測算，相較目前市場(chǎng)主流組件，采用210組件的單瓦系統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量(來(lái)源：阿特斯)
表格來(lái)源：東方日升
相對166組件，210組件又變大了。“載荷裂片風(fēng)險大，熱斑風(fēng)險大，組件版型變大還會(huì )對原有的支架系統構成挑戰。”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(fēng)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(wú)縫對接現有主流光伏系統設計。
亦可能，210mm大規模推廣的瓶頸在于硅片產(chǎn)能。據中環(huán)股份規劃，2020年210mm出貨規模在16GW左右，2021年大硅片產(chǎn)能在36GW。
“210mm普及不會(huì )太快，現在是166mm尺寸發(fā)展的最佳時(shí)機，”有人斷言。在這場(chǎng)事關(guān)生死的戰爭中，面對變化莫測的市場(chǎng)，背后影舞著(zhù)無(wú)形推手，誰(shuí)又能敢輕下結論。
兩個(gè)陣營(yíng)，論戰勢頭皆勁。
166mm還是210mm?孰優(yōu)孰劣，孰好孰壞?嘖，對資本市場(chǎng)，對電站投資商，他們講故事的本領(lǐng)真棒。
還有沒(méi)有其他尺寸?會(huì )不會(huì )“半路殺出個(gè)程咬金”呢?
