三、切片成本对比
多晶硅由于材料内部存在晶界和硬质点,且有多晶金刚线切片制绒技术难题,对金刚线切片技术在多晶领域的应用与进一步提升造成障碍。虽然目前部分多晶制造企业研发采用的反应离子刻蚀(RIE)或湿法黑硅技术能够解决多晶金刚线切割硅片的制绒问题,但需要增加额外的设备投资、水电、原料及人力等成本。其中,仅固定投资成本部分(不含配套的水电、原料及人力等成本)将增加0.16元/片左右。并且,即便多晶金刚线切割硅片通过增加额外投资的方式解决了制绒问题,多晶硅材料晶界的疏松特性和存在的硬质点将始终成为阻碍其切割速率提升和进行薄片化切割的主要障碍。
单晶切片领域目前已普遍采用金刚线切片工艺,可以最大程度地发挥大切速、细线化、切薄片的技术优势,切割效率更高、硅损更低、出片率更高、硅片表面质量更优,从而使得金刚线单晶切片成本可以大幅度下降得更低。经测算,单晶采用金刚线切割,按照单晶硅片厚度190um测算,金刚线直径每下降10um,单片硅成本下降约0.15元、产能提升约4%;而按照金刚线母线线径100um测算,硅片厚度每降低20um,单片含硅成本下降约0.25元、产能提升约7%。随着未来金刚线母线线径和硅片厚度下降(如表1所示),金刚线切割单晶硅片还有很大的成本下降空间。
综合来看,在切片环节,单晶的当前优势和未来潜力都十分巨大。因此,切片成本对比,单晶VS多晶,单晶有绝对优势,并不断在快速扩大优势;这种优势正表现在单晶切片环节覆盖多晶铸锭环节的优势,单多晶硅片非硅成本的差距已越来越小。
四、电池成本对比
单晶的转换效率高于多晶,这不仅表现在普通工艺单晶电池的转化效率高于多晶电池至少约1%,更表现在相同的PERC工艺条件下,相比各自的普通工艺电池,单晶电池转化效率会进一步提高约0.6%~1%,而多晶电池转化效率仅提高约0.5%。显然,单晶转换效率的提高更具优势和潜力,这同样来自于单多晶的材料特性差异。未来随着PERC等高效电池技术的量产应用,单多晶电池转化效率差距将越来越大。而根据测算,电池转换效率每提高1个百分点,每瓦系统成本降低5-7个百分点(见表2)。所以做高功率电池组件,单晶的成本永远比多晶低。目前,单多晶在电池端成本已打平。
表2 电池转换效率与每瓦系统成本降低数据
ITRPV也同样做出权威预测,未来晶硅电池转换效率提升空间与速度较大的电池主要集中在背接触、HIT以及PERC单晶电池上,多晶以及类单晶的电池转换效率提升将遭遇瓶颈,提升空间有限。2025年,单晶电池最高转换效率有望比多晶电池效率绝对值高出6%,每瓦系统可变成本将下降30-40%左右。
另外,在品质方面,以往B-O复合体的存在导致P型电池中单晶电池的衰减高于多晶电池,目前随着低氧P型单晶的成功研发和推广应用成为历史。近年来,随着单晶降氧工艺技术的进步,单晶中的氧含量大幅降低,低氧单晶的衰减优于多晶。如下图4所示,低氧单晶组件平均光衰低于普通多晶组件40.5%,低于普通单晶组件62.1%。
图4 单多晶组件衰减数据对比(注:数据来自宁电研究院)
综合来看,在电池环节,单晶的当前优势和未来潜力都十分巨大。因此,电池成本对比,单晶VS多晶,单晶有绝对优势,并不断在快速扩大优势。