单晶组件可靠性与集约性特征简述

晶体硅组件占每年全球光伏市场需求的90%以上，是主流光伏产品技术。晶体硅光伏产业链包括5个环节：多晶硅料、长晶、硅片、电池、组件。在长晶环节，晶体硅技术分化为单晶和多晶两条路线。

单晶和多晶的主要区别是：①单晶对硅料的品质要求高于多晶，品质稍差的硅料就无法生产出单晶硅。②单晶硅棒是在单晶炉中使用直拉工艺生长而成的单一晶向的晶体结构，晶体长程有序;多晶铸锭是在铸锭炉中使用定向凝固工艺生长而成的具有不规则晶向的晶体结构，晶体短程有序。③单晶硅片表面结构单一，多晶硅片表面是大量的单晶小颗粒拼接结构，晶粒之间有大量晶界和杂质，阻碍了发电能力。④单晶电池颜色单一，外观精致，转换效率在19.8%-21%，特殊结构(HIT、IBC等)的单晶电池效率可达到23%-25%;多晶电池颜色呈现花斑状态，美观性较差，转换效率在17.5%-18.5%。

单晶和多晶的上述区别使得组件产品在可靠性和集约性方面表现出明显差异。

可靠性差异：

单晶组件的电池片使用单晶硅片制成的，完美、有序的单晶晶体结构使得单晶材料具有良好的抗破坏性能，在弯曲度测试中，常规单晶硅片(厚度180-200微米)的最大弯曲位移比同等厚度的多晶硅片高出50%以上，国内领先的单晶企业已经有能力规模化供应100微米左右的超薄单晶硅片，弯曲位移非常大。单晶硅片的材料特质使得单晶组件在生产、运输、安装过程中发生隐裂的概率大大低于多晶组件，在同样封装材料下，单晶电站的长期可靠性优势非常显著。迄今运营超过25年乃至30年的光伏电站绝大多数都是采用单晶组件，这些电站的平均年衰减率是0.4%左右，发电能力表现稳定。

集约性差异：

现在各企业宣传的组件功率档位很多，但是近期能够实现量产的较高规格组件，以60片电池封装规格为例，单晶功率是275-280W，多晶功率是255-265W，单晶组件功率平均比多晶高出6%以上，在同样条件下建设同样规模的光伏电站，单晶光伏阵列占地比多晶光伏阵列占地少6%，相应的土地平整、水泥桩基、光伏支架、直流电缆、安装工程量、人工成本也节约了6%，这些差异使得单晶电站相对多晶电站在组件以外的投资成本节约0.1元/W以上，而每瓦单晶组件的价格比多晶组件价格只高出几分钱。因此，在地面电站上，采用单晶组件能够少占地、少投资，并且运维成本更低。

在面积有限的屋顶、农业结合等分布式项目中，如果选择单晶组件，能够最大限度利用有限面积安装更高容量、贡献更多发电收益。单晶相对多晶更多装机量额外增加的投资可在5年内全部收回。

由于多晶铸锭工艺始终无法解决晶界问题，因此无论技术如何进步，在同样工艺条件下单晶转换效率优势永远存在。在目前常规电池线上，多晶效率是18%，单晶效率是19.8%-20%;在未来1-2年大规模投产的PERC产线上，多晶效率提高到18.6%，而单晶电池效率提高到了20.6%以上。转换效率的差距扩大，将使得单晶功率优势从6%变为7%-8%，单晶集约性优势会更加明显。

晶硅电池技术发展历程与趋势：

1954年人类第一次生产出来的晶硅电池就是单晶电池，由于当时单晶工艺水平限制，单晶硅棒成本非常高。为了降低发电成本，人们牺牲了电池转换效率去发展多晶铸锭。由于多晶铸锭的成本优势和简单的规模化扩产优势，在2007-2012年间获得了很大的发展空间，并占据了市场主流地位。但是在这几年，单晶硅棒和多晶铸锭的成本差距不断缩小，再加上后端电池和组件转换效率差距不断扩大，每瓦单晶组件的成本已经与多晶组件非常接近，体现在销售价格上，每瓦单晶组件过去比多晶组件高0.5-0.8元，现在只相差0.05-0.08元。预计未来1-2年单晶组件每瓦价格会低于多晶。