单晶vs多晶,N型vs P型:未来3-5年谁将占据主导地位?

  • 2018年04月09日
  • 作者: Tom Kenning

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  • 翻译: Selina Shi

    Selina Shi

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整个太阳能行业仍想了解的一个问题是:未来3-5年,占据主导地位的将是单晶还是多晶?

整个太阳能行业仍想了解的一个问题是:未来3-5年,占据主导地位的将是单晶还是多晶?

整个太阳能行业仍想了解的一个问题是:未来3-5年,占据主导地位的将是单晶还是多晶? 

在PV CellTech 2018大会上,来自全球顶级太阳能电池制造商和设备供应商的首席技术官和高管们指出了未来几年,哪些电池技术将推动行业发展的关键迹象。

本篇博文中包含了在马来西亚槟城召开的为期两天的大会上,作者从代表们那里收集的一些预言和观点。最新的、最高效的电池技术正在兴起,但我们也听说过多晶硅技术设法顽强的通过自身创新弥补效率差距。未来两年,时间安排对于技术的发展至关重要。

大多数代表在回答问题时都很谨慎,在进行某些技术比较时,他们认为现在预测还为时过早,即使在一个已经开始快速发展的行业中也是如此。

在大会开幕时,PV Tech和Solar Media的研究主管Finlay Colville表示,“201案导致的美国进口关税问题远非当今的主要全球问题。” “一切都与未来几年中国制造业投资放缓的迹象有关。对于整个太阳能行业来说,这确实是最最重要的事情。”

 “还有下游终端市场实际安装所有组件的能力。”

Colville表示,尽管单晶电池技术取得了巨大发展,但多晶技术的变化和发展令其在过去两年继续占据主导地位,同时制造能力也维持在必要的水平以达到一年100GW的重要行业里程碑目标。

单晶多晶之争 

整个太阳能行业仍想了解的一个问题是,未来3 - 5年,占据主导地位的是单晶还是多晶?

Aurora Solar Technologies创始人兼首席运营官Gordon Deans表示;“事情不会那么明朗。” “这两种技术都有优势,从今年和去年CellTech大会上讨论的话题中就可以看出,有时人们说,很明显多晶是赢家;而其他人会说,很明显单晶是赢家。”

 “这取决于打算实现的目标,还有在材料采购、供应链和生产中的成本因素。答案不是单一的,关键是如何根据自身具体情况做决定—这才是最重要的。"

杜邦光伏与先进材料公司首席科学家金光耀也赞同这一平衡的观点,他表示:“我们相信多晶和单晶都有各自的优势。单晶硅片的成本有下降的趋势,而多晶一直在努力提高效率和功率输出。它们将在相当长的一段时间内共存。”

弥合差距

如果没有像隆基绿能科技股份有限公司这种单晶技术的重量级公司的参与,就无法提出这样的问题。该公司硅片质量管理总监谢天表示,去年多晶和单晶之间的硅片价格差距非常大,这主要是由于单晶硅片短缺造成的,但多晶和单晶之间的价格差距在不断缩小。

硅基组件超级联盟( SMSL )成员天合光能有限公司长期首席科学家Pierre Verlinden表示,从历史上看,多晶显然占据了主导地位。由于从Al - BSF到PERC技术的转换,单晶崛起。虽然多晶重新扳回了一些优势,但是市场对单晶的兴趣更大,因为“最佳利益”来自单晶。尽管如此,太阳能行业单晶技术取得的新效率却仅仅是为了回到多晶以降低成本,Verlinden相信这种趋势将会继续。 

他表示,“目前我们制造的高性能多晶硅片几乎和Cz硅片一样好。如果专注于杂质,就可以提高多晶硅片的寿期,获得与单晶Cz技术大致相同的性能。"

Finlay Colville介绍了保利协鑫,在过去3 - 4年,保利协鑫一直是硅片领域多晶硅发展最强劲的驱动力之一,此外还有阿特斯阳光电力集团,阿特斯也是多晶电池制造最大的支持者之一。阿特斯是一家独特的公司,它在价值链的各个环节—从电池制造到项目开发和EPC活动,都有自己的分支机构。Colville表示,这两家公司一直都是保持多晶竞争力和市场份额的关键因素。

阿特斯高级副总裁和首席技术官邢国强表示,随着高性能多晶技术的出现,多晶PERC技术的成本正在下降。更重要的是,公司去年已开始大规模生产多晶PERC电池,产量达到吉瓦级水平。“我们还有很长的路要走,但我认为多晶将在很长一段时间内保持竞争力。”

与此同时,保利协鑫首席技术官万跃鹏表示,为了保持市场主导地位,多晶可以提供更高功率的组件以便终端消费者选择功率输出水平,这一点是“非常关键的”。

盈亏平衡

然而,一位高管向PV Tech表示,多晶业务并不缺少可以保持竞争力的挑战。单晶的效率提升比多晶快得多,同时单晶的制造步骤成本也在降低,在一些市场中,单晶PERC组件现在比Al - BSF组件价格稍微便宜一些。不过这位高管表示,在资本成本较高的市场,如土耳其和印度,情况并非如此。

事实上,新加坡太阳能交易所业务开发商Basma Amezian在谈到制造业盈亏平衡价格/成本界限时表示;“如果把业内绝对一流的加工成本作为参考,我们可以看到多晶电池制造商难以盈利,而这些成本与多吉瓦级别的中国工厂相关。另一方面,我们认为单晶在加工成本和盈亏平衡边界之间或多或少存在着不错的余量。”

 “当然,这取决于各家公司、加工成本、策略以及许多不同的变量,但如果这些假设是正确的,我们可以看到多晶电池制造商在2017年一季度和四季度是亏损的,在三季度刚刚达到盈亏平衡,在二季度仅实现了一位数的利润率。

 “然而,对于单晶电池制造商来说,我们认为他们的利润率在8 %至15 %之间,即使2018年一季度处于最低价格水平时,单晶的年度最低利润率也是多晶电池制造商们取得的最高利润率。" 

p型和n型之争

N型技术如今已成为大多数人关注的焦点,业内人士密切关注的是,如果行业达到太瓦级产能水平,是否有迹象表明未来10年N型技术将超越p型技术还是两者将和谐共存。 

值得一提的是,CellTech的另一个主要问题是“PERC之后,市场将何去何从?”尤其是我们已多次听闻PERC会在今年年初主导市场。这一问题在未来的n型与p型之争中肯定会有所涉及。

超级领跑者 

以最高效技术为目标的中国“超级领跑者”项目被视为n型和异质结技术的关键推动力,但Finlay Colvery表示,在一个有望达到65GW的市场中为此留出的1.5GW份额仍然很少,这使得更多传统电池技术得以继续繁荣。

阿特斯的邢国强表示,对于超级领跑者项目,玩家们只需要取得技术优势而不是平准化度电成本( LCOE )优势,这推动了生产中更新技术的利用。

作为补充,邢先生表示,他曾预计2019年金刚线切割( DWS )将占据70 %市场份额,但今年可能就会达到100 %了。“就像龙卷风一样。”

人们好奇的是,是否某种特定电池结构也可以成为龙卷风本身。 

杜邦的金博士表示,由于中国推动下的超级领跑者项目,杜邦公司预计n型钝化接触技术在未来几年会有显著增长。然而他表示,这项技术是否会成为取代目前市场上p型位置的主流技术,将在“很大程度上取决于整个价值链参与过程中所有权改进的总成本”。

INDEOTec首席执行官Omid Shojaei表示,如果单晶硅片供应充足,人们在p型和n型之间切换时就不会受到限制。

异质结

Shojaei补充表示:“谈到异质结—当然,p型单晶和n型单晶都可以使用异质结。N型单晶的效果更好,绝对效率可能高出1%。所以我想说,如果异质结发展不错,也会增加n型和p型单晶的份额,但这不是一个简单的问题。”

他表示,在异质结界有很多新玩家, 有30多个实验室在开发下一代产品。未来三年,异质结市场将从2GW增加到22GW。

他表示,日本目前仍然是由钟渊化学和松下主导的最佳市场,但目前还没有具体的扩张计划。因此,为了达到22GW的目标,韩国将约占2GW,全球其他地区5GW,其余在中国,显然,中国是当下异质结市场上最大的投资者。

Shojaei曾表示,PERC业内水平最高可以达到21%-22%,但这是大会上存在争议的一个领域。

SolarWorld Industries的创新和技术主管Holger Neuhaus之后表示,PERC将在业内生产中达到>24%的水平。新南威尔士大学的Martin Green表示,未来2-3年,PERC应该会达到23.6%。

N型真的“更出色”么?

Pierre Verlinden表示,n型是一种“非常棒的材料”,因为它对铁杂质的敏感度低于p型。然而他指出,如果将这种金属杂质从硅片反应式式中去除,如果铁富集度降低,那么理论上p型效率将优于n型。

“因此,如果我们继续使用标准的PERC技术,那么从技术角度来讲,我们就没有理由转换到n型。”

P型多晶仍然主导着制造业,但n型是钝化接触技术的首选。

梅耶博格公司首席技术官Gunter Erfurt表示:“现在这么说还为时过早。目前为止PERC的最高效率是p型电池取得的。它始于最初的Martin Green (新南威尔士大学)电池—这是一个效率高于24.6%或25%的p型电池,现在则是德国哈梅林太阳能研究所一个月前推出的p型PERC电池,这又一次证明了人们所说的n型明显优于p型是一个假命题。这并非事实,这就是关于管理硅的体积质量以获得更高效率水平的问题。”

 “明年,我想是2019和2020年,信越化学工业株式会社和京瓷集团两家公司主导的镓掺杂同族专利的专利期将至。我相信这将是摆脱硼和使用镓的时机,因为所有的高效PERC电池都使用了镓掺杂技术。电池的寿期会非常可观,只会出现很少的降解,还会有更多不使用硼的技术和想法,所以我认为目前这是一个开放性问题。”

 “做为结语,一切都是平衡成本结构的问题,如果n型不能获得有利可图的业务收益,那么n型技术就不会取得突破。”

LG电子太阳能研发实验室的研究员Hyun Jung Park表示,这两种技术之间的电池效率差距一直在缩小,但为了保持p型和n型之间的差距,LG一直在开发n型PERT、TOPcon和异质结电池。然而她指出,由于n型硅片的材料成本高于p型硅片,成本仍然是n型的弱项。

然而,隆基绿能的谢天表示,预计n型市场会越来越大,这将使p型和n型之间的成本差异更小。

另一方面,晶澳能源首席技术官单伟表示,p型PERC在未来几年仍将是主流技术。就大批量生产替代产品的成本有效性来说,挑战这一主流技术的地位是“很大的难题”。不过他表示,随着成本和收益等问题逐渐得到解决,最终n型将会腾飞。

更多n型-p型之争内容

在PV CellTech 2018大会召开后不久,Finlay Colville补充表示,2016年和2017年,中国推动了太阳能产业的增长,为n型和p型电池技术的一系列高效平台开启了大门。

 “在很多情况下,特别是在中国,这些技术并不是直接相互竞争的。通常中国的装机量源自于次要因素,比如母公司参与项目开发和EPC活动或对电池或组件的效率水平进行细分。这隐藏了以运营成本和发电量为基础的真实比较结果。”

 “但很明显,n型的发展正在加速变化,LG电子的技术成功引领了在组件生产中致力于以电池效率为核心区别因素的新一波公司。这些公司运营多吉瓦级水平的工厂获利,但仍需要解决这些将要面临的问题。”

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(责任编辑:Selina Shi)

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