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连载(二)| 2019国际光伏技术路线图
发表于:2019-05-09 09:33:51
来源:光伏测试网作者:大眼睛

目录

一 综述

二 措施

2.1材料

2.2流程

2.3产品

三 光伏学习曲线

四 费用考虑

五 2018光伏成就

5.1材料

5.1.1材料-长晶和切片

5.1.2材料-电池处理

5.1.3材料-单元

5.2进程

5.2.1工艺-制造

5.2.2工艺-技术

5.3产品

六 光伏系统

七 展望

7.1光伏学习曲线

7.2光伏市场发展考虑因素

7.3路线图预测

7.4结束语

八 参考文献

九 致谢

9.1撰稿人和作者

9.2图片来源

十 附注

十一 赞助单位

四、成本考虑
 

图2显示了2011年1月至2018年1月多晶硅组件的价格发展,多晶硅、多晶硅片和电池[7]的价格趋势各不相同。

图2

图2:多晶硅、多晶硅片、电池和晶硅组件的现货市场价格趋势(假设2019年1月:每16g多晶硅(图5),平均多晶硅电池转化效率是19% {4.7Wp},平均单晶硅电池转化效率是21.5%,单晶份额/多晶份额= 50/50(图38));插图:2017年1月、2018年1月和2019年1月(0.39、0.354和0.244美元/Wp)不同组件成本要素的价格占比[7]。

由于产能的增加,预计2018年底的组件产能将超过150GWp[1]。2018年,中国国家能源局发布5·31新政,限制其光伏装机量,导致2018年下半年装机量降低,总装机容量为40 GWp,2017年为54 GWp[13]。从而使价格进一步下跌约30%,这个局面,对所有的电池和组件制造商来说,都是极具挑战性的。

图2的插图比较了自2013年以来硅、硅片、电池和组件价格所占比例。2017年1月、2018年1月和2019年1月,具有代表性的多晶硅和单晶硅组件组合的平均现货市场价格分别计算为0.390美元/Wp、0.354美元/Wp和0.354美元/Wp。2017年1月和2018年1月之间的总体价格水平差仅为9%左右,在2017年期间,不同价格要素的份额几乎保持不变。但2018年1月至2019年1月之间的价格再次下跌约30%。多晶硅的比例现在约为14%。2018年,电池转换份额增加到26%,组件转换份额增加到46%。

非晶硅组件的制造成本主要由消耗品和材料驱动,这在第三版的ITRPV晶硅组件成本分析中有所讨论。考虑到组件产能持续扩张等因素,预计全球光伏组件产能将在2018年进一步增加,超过此前预测的全球市场需求120GWp产能[14]。因此,价格不会因为任何成本的上涨而增加,因为不存在预期的短缺——换句话说,在硅片切割、电池和艰难的组件制造方面的压力将维持下去。降低消耗品和材料的成本将更加困难,但必须继续下去。提高生产率和产品性能将变得更加重要。

前ITRPV版本中强调的已知三种策略有助于应对这一挑战:

1 通过提高已安装生产能力的整体设备效率和更有效地使用晶硅和非晶硅材料,继续降低整个价值链上的每件成本。

2 为不同的市场应用引入专门的组件产品(即成本优化、最高产量产品和价格更高、完全定制的利基产品之间的权衡)。

3 在不会显著增加处理成本的情况下,提高组件功率/电池效率。

后者意味着需要通过精益流程来提高效率,这些流程要求新工具集进行最低限度的投资,包括延长折旧工具集的使用寿命,以避免折旧成本的大幅增加。

从一开始就很难引进新的、不成熟的技术来降低每瓦组件的成本。但尽管如此,中国的光伏项目仍在朝这一目标发展。

五、2018光伏成就

5.1材料

5.1.1材料 - 长晶与切片

如图4所示,约为25%价格份额的多晶硅仍然是晶体硅太阳能电池中最昂贵的材料。西门子(Siemens)和流化床反应器(FBR)工艺仍然是生产多晶硅的主要技术.尽管FBR的处理耗电量较少,但据推测,与成熟的Siemens加工工艺相比,其份额不会显著增加。与传统多晶硅技术相比,其他技术,如精炼冶金级硅或切片技术,预计在未来几年不会产生显著的成本优势,但预计将继续在市场上使用。

在过去的几年里,切片技术的前景彻底改变了。金刚线切割技术(DWS)的引入让切割过程的稳定性和成本控制得到很大改善。预计2018年能够实现将单晶硅和多晶硅从砂浆线切割过渡到金刚石线切割。

图3表明,在2018年完成了DWS用于单晶硅硅片的转换,预期从2021年开始将实现大规模生产。

图3

图3 单晶硅晶片制造技术的市场份额

图4显示,DWS是最适当的多晶硅片切割技术。这一变化是由对DWS 多晶硅快速引入湿化学织构方法支持的,如5.2.2所述。电镀金刚石丝被认为是主要的金属丝材料。由于DWS的成熟,我们不认为其他的切片技术,特别是直接法硅片技术(kerfless technologies),将获得显著的市场份额。

图4

图4 单晶硅片制造技术的市场份额

生产更薄的晶片,减少切割损耗,提高回收率,降低可消费成本,可以节约成本。在未来几年内,线材直径将不断减少,硅和金刚石丝将有更多的回收利用。

图5

图5:采用金刚石切割技术的多晶硅片和单晶硅片的平均多晶硅消耗

图5显示了多晶硅生产硅片的平均利用率。180µm的M2标准(156.75mm×156.75mm)的单晶硅片或多晶硅片约为10克。在2018年,高达165%的多晶硅用于来生产标准的M2硅片。多晶硅片的多晶硅消耗量比单硅晶片多约7%。据推测,在今后几年中,多晶硅的使用将进一步提高。

索比光伏网(solarbe.com)责任编辑:韩哲

关键词: 光伏技术 多晶硅
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