铸造单晶硅推动铸锭技术进入新的应用时代
2019-10-05
2019年3月8日，由江苏省光伏产业协会主办，苏州市光伏产业协会协办，阿特斯阳光电力集团有限公司、保利协鑫能源控股有限公司承办的“2019高效多晶及光伏先进技术和产品研讨会”在江苏省苏州市隆重举行。保利协鑫首席技术官万跃鹏博士作《铸锭技术的新应用时代-铸锭硅单晶》主旨报告。
万跃鹏博士主要观点认为：
协鑫铸锭单晶硅片（鑫单晶）通过近几年的技术研发和进步，已经成为市场上被接受的有竞争力的产品，市场占有率正在快速提升。
鑫单晶组件产品外观已经完全消除了晶花问题。
鑫单晶PERC电池量产效率在相同产线上与直拉单晶相比差距小于0.3%绝对效率。
鑫单晶PERC组件在72片全档位型号上与直拉单晶组件比功率差小于5Wp。
铸锭单晶PERC电池与组件的光衰（ LID，LeTID ）都低于同产线的直拉单晶产品。
铸锭单晶硅片的氧含量低于6ppma，显著低于直拉单晶。
铸锭单晶的电阻率范围可以在更窄范围，有利于PERC电池效率优化。
铸锭单晶硅片电池相比有圆倒角电池更有利于做叠瓦组件。
铸锭单晶产品碳足迹更低，是更绿色产品。
以下为现场速记整理内容
各位同仁，我今天主题是铸锭硅单晶，为什么说铸锭技术“新”的应用时代，实际上有两层意思。
铸锭技术过去基本上都是在做多晶，铸锭是个技术，产品可以做多晶，也可以做单晶。为什么说新应用时代，现在用同样的技术去做单晶产品，这是一个层面的新；第二个层面是我们很早就开始了铸锭单晶的开发工作。实际上七十年代就已经有这个铸锭单晶技术研发，到了2011年也有规模化应用，但没有在市场上延续很长时间，被高效多晶取代了。现在算是铸锭单晶新的应用时代。
这是协鑫铸锭单晶过去研发的历程，大家或许可以体会到我刚才讲的，为什么叫“新”的应用时代。2011年，整个光伏行业做铸锭单晶，那时候是蛮鼎盛的时期，也有一定量的应用。协鑫、赛维都有产品，包括晶澳都有，这些组件产品也有应用，但是由于种种原因没有大范围推广。2013年，协鑫开发了第二代，2017年又推出了新的一代铸锭单晶，就是鑫单晶G3产品，这一代的产品很不错，经过了一年多的降本提效，市场逐步接受。到2018年底，有几个主要的客户开始规模应用起来了，所以我认为铸锭单晶应用时代真正到来了，而且市场份额的提升会非常迅速。
说一下为什么上一代铸锭单晶产品没有在市场上大范围推广，因为组件有晶花，这是它主要问题，有一点点色差，外观上的问题；第二个是拖尾问题，这都是影响市场化应用的主要瓶颈。在过去几年，协鑫做的主要研究工作就是增加单晶比例、降低位错，把效率提升。
对客户来说，最关心的是拿到的硅片到底是什么样的硅片，一个很重要的信息，作为鑫单晶G3这个产品，要么就是100%单晶，要么最多不会超过1%的其他晶粒，大家看下面最右边的图，G3产品，不到四分之一电池放大的。
封装成组件之后，只有离得很近看，才能看到一些微小的晶花。以前的外观问题，通过鑫单晶G3已经完全解决掉了。
效率拖尾的问题，铸锭单晶技术本身提升了，我们通过PL检测位错，使得效率能达到标准，通过PL来控制品质。
可以看到下面三个客户批量用鑫单晶产品的结果。这里有两组，一组做了甄选，效率达到21.8%，更重要的是拖尾问题在鑫单晶G3上面已经是没有了；另外一个客户电池表现更好，效率达到21.95%；第三个客户不一样的地方，是用黑硅制绒技术来做鑫单晶，效率达到了21.7%。
鑫单晶还有个特点，氧含量是非常低的，仅为直拉单晶的一半，光衰低。LeTID数据，大家可以看到鑫单晶表现很好。
这很典型的组件功率分布，72片鑫单晶组件和同样规格的直拉单晶组件来比较，功率差别能够达到5瓦以内。EL没有单晶那么的一致，但比起多晶的EL好了很多，还是有点位错。
鑫单晶适合做叠瓦组件，协鑫集成就在走叠瓦组件这条路。这是一个很好的选择，非常的整齐。72片封装可以到405瓦。
总结一下，鑫单晶到底有什么优势：更低光衰、更窄电阻率分布、方片无倒角、更低碳足迹等，长晶阶段电耗更低。
鑫单晶在应用上面，从2011年到现在大概有1GW铸锭单晶的产品已经在市面上应用了，大部分在国外，数据不是很多，现在我们也在寻找这些数据。包括法国电力，估计有500MW的产品，也有一些报道。
现在硅片产品发展的大趋势是越做越大，但现在整个光伏行业需要制定尺寸标准，防止各厂家用自己定义的尺寸，比如有的要做166，有的做176，有的要做180，到底要做多大，要设立一个能普遍应用的行业标准。现在保利协鑫在牵头制定硅片尺寸标准，准备在光伏专委会的标委会平台做，再发展为IEC标准。很希望大家能够参与我们硅片标准制定中。2019年硅片将转为158.75这个尺寸为主。
鑫单晶产能问题是很多人关心的，我们2019年底以前总产能至少要做8-10GW。
综述一下，单晶多晶的PK，更确切说是铸锭技术和直拉技术在竞争，铸锭也可以做单晶产品来提升性价比。铸锭技术以前做多晶做的多，但新的时代，要做单晶产品，未来还要做N型单晶。围绕铸锭技术设备，设施，产业链等工业基础在中国很庞大，起码三四千台炉子，从业人员非常多，可以说是一种宝贵资源。如何进一步发挥这些资源的作用，需要大家一起努力，一起进步！谢谢！
万跃鹏博士主要观点认为：
协鑫铸锭单晶硅片（鑫单晶）通过近几年的技术研发和进步，已经成为市场上被接受的有竞争力的产品，市场占有率正在快速提升。
鑫单晶组件产品外观已经完全消除了晶花问题。
鑫单晶PERC电池量产效率在相同产线上与直拉单晶相比差距小于0.3%绝对效率。
鑫单晶PERC组件在72片全档位型号上与直拉单晶组件比功率差小于5Wp。
铸锭单晶PERC电池与组件的光衰（ LID，LeTID ）都低于同产线的直拉单晶产品。
铸锭单晶硅片的氧含量低于6ppma，显著低于直拉单晶。
铸锭单晶的电阻率范围可以在更窄范围，有利于PERC电池效率优化。
铸锭单晶硅片电池相比有圆倒角电池更有利于做叠瓦组件。
铸锭单晶产品碳足迹更低，是更绿色产品。
以下为现场速记整理内容
各位同仁，我今天主题是铸锭硅单晶，为什么说铸锭技术“新”的应用时代，实际上有两层意思。
铸锭技术过去基本上都是在做多晶，铸锭是个技术，产品可以做多晶，也可以做单晶。为什么说新应用时代，现在用同样的技术去做单晶产品，这是一个层面的新；第二个层面是我们很早就开始了铸锭单晶的开发工作。实际上七十年代就已经有这个铸锭单晶技术研发，到了2011年也有规模化应用，但没有在市场上延续很长时间，被高效多晶取代了。现在算是铸锭单晶新的应用时代。
这是协鑫铸锭单晶过去研发的历程，大家或许可以体会到我刚才讲的，为什么叫“新”的应用时代。2011年，整个光伏行业做铸锭单晶，那时候是蛮鼎盛的时期，也有一定量的应用。协鑫、赛维都有产品，包括晶澳都有，这些组件产品也有应用，但是由于种种原因没有大范围推广。2013年，协鑫开发了第二代，2017年又推出了新的一代铸锭单晶，就是鑫单晶G3产品，这一代的产品很不错，经过了一年多的降本提效，市场逐步接受。到2018年底，有几个主要的客户开始规模应用起来了，所以我认为铸锭单晶应用时代真正到来了，而且市场份额的提升会非常迅速。
说一下为什么上一代铸锭单晶产品没有在市场上大范围推广，因为组件有晶花，这是它主要问题，有一点点色差，外观上的问题；第二个是拖尾问题，这都是影响市场化应用的主要瓶颈。在过去几年，协鑫做的主要研究工作就是增加单晶比例、降低位错，把效率提升。
对客户来说，最关心的是拿到的硅片到底是什么样的硅片，一个很重要的信息，作为鑫单晶G3这个产品，要么就是100%单晶，要么最多不会超过1%的其他晶粒，大家看下面最右边的图，G3产品，不到四分之一电池放大的。
封装成组件之后，只有离得很近看，才能看到一些微小的晶花。以前的外观问题，通过鑫单晶G3已经完全解决掉了。
效率拖尾的问题，铸锭单晶技术本身提升了，我们通过PL检测位错，使得效率能达到标准，通过PL来控制品质。
可以看到下面三个客户批量用鑫单晶产品的结果。这里有两组，一组做了甄选，效率达到21.8%，更重要的是拖尾问题在鑫单晶G3上面已经是没有了；另外一个客户电池表现更好，效率达到21.95%；第三个客户不一样的地方，是用黑硅制绒技术来做鑫单晶，效率达到了21.7%。
鑫单晶还有个特点，氧含量是非常低的，仅为直拉单晶的一半，光衰低。LeTID数据，大家可以看到鑫单晶表现很好。
这很典型的组件功率分布，72片鑫单晶组件和同样规格的直拉单晶组件来比较，功率差别能够达到5瓦以内。EL没有单晶那么的一致，但比起多晶的EL好了很多，还是有点位错。
鑫单晶适合做叠瓦组件，协鑫集成就在走叠瓦组件这条路。这是一个很好的选择，非常的整齐。72片封装可以到405瓦。
总结一下，鑫单晶到底有什么优势：更低光衰、更窄电阻率分布、方片无倒角、更低碳足迹等，长晶阶段电耗更低。
鑫单晶在应用上面，从2011年到现在大概有1GW铸锭单晶的产品已经在市面上应用了，大部分在国外，数据不是很多，现在我们也在寻找这些数据。包括法国电力，估计有500MW的产品，也有一些报道。
现在硅片产品发展的大趋势是越做越大，但现在整个光伏行业需要制定尺寸标准，防止各厂家用自己定义的尺寸，比如有的要做166，有的做176，有的要做180，到底要做多大，要设立一个能普遍应用的行业标准。现在保利协鑫在牵头制定硅片尺寸标准，准备在光伏专委会的标委会平台做，再发展为IEC标准。很希望大家能够参与我们硅片标准制定中。2019年硅片将转为158.75这个尺寸为主。
鑫单晶产能问题是很多人关心的，我们2019年底以前总产能至少要做8-10GW。
综述一下，单晶多晶的PK，更确切说是铸锭技术和直拉技术在竞争，铸锭也可以做单晶产品来提升性价比。铸锭技术以前做多晶做的多，但新的时代，要做单晶产品，未来还要做N型单晶。围绕铸锭技术设备，设施，产业链等工业基础在中国很庞大，起码三四千台炉子，从业人员非常多，可以说是一种宝贵资源。如何进一步发挥这些资源的作用，需要大家一起努力，一起进步！谢谢！
