编者按：第四届光伏产业链创新合作高峰论坛在苏州举行，阿特斯阳光电力集团有限公司技术集成部高级总监王栩生博士应邀做出相应报告20多家主流厂商上黑硅单面制绒，使阿特斯黑硅产能提升至7.2GW。

1月9日下午，由亚洲光伏产业协会、保利协鑫能源控股有限公司联合主办的第四届光伏产业链创新合作高峰论坛在苏州举行。阿特斯阳光电力集团有限公司技术集成部高级总监王栩生博士应邀在会上作《高效多晶技术与战略》主旨报告。



王栩生博士主要观点认为：

·从砂浆切片到金刚线切片，单刀切割时间7—9小时降到1—2小时，切片成本有7毛钱左右的下降。

·因为导入单面制绒，2018年，阿特斯黑硅产能从4.5GW到7.2GW，增长幅度很大。有20个主流的厂家和阿特斯一起做黑硅，全国近200条黑硅线，这对整个行业是有益的。

·黑硅有效控制了J02这一参数，弱光效应更好。全天的发电时段中，清晨和傍晚，黑硅发电更好一些。

·在多晶黑硅的基础上叠加了PERC，是一个1+1大于2的组合。在组件工艺上面，约有15瓦左右的提升。

·单晶LeTID如果控制不好的话，比多晶更严重。

·铸锭单晶效率将达到22%。

·金刚线切割、黑硅、PERC、双面组件等技术是降本增效、促进平价上网的有力武器。

以下为现场速记内容：

感谢主办方的邀请，我代表阿特斯做高效多晶技术与战略方面的报告。


内容三部分，第一个是公司简介。


然后讲讲多晶P3—P4—P5的技术发展路线。


讲阿特斯的P3之前，还是讲一下金刚线切片和砂浆切片的区别，2016—2017年，从砂浆切片到金刚线切片，带来的好处显而易见，单刀切割时间7—9小时降到1—2小时，硅的Kerfloss从48%到33%，COD大幅度下降，切片成本有7毛钱左右的下降。


但是金刚线切片并未应用起来，主要是电池端缺乏制绒的技术，阿特斯刚好内部从2012年开始量产一个湿法黑硅，这两者刚好可以完美匹配起来，可以看到阿特斯的切片2016—2017年有较大的发展，从原先大概只有几百个兆瓦到2017年4个吉瓦，到2018年拓展到5个吉瓦，所以金刚线切片硅片和高效率电池是捆绑在一起的。


阿特斯的黑硅是2009年在内部做研发项目启动，2012年在实验室有一定规模的摸索研究，2013年中试线试产，2014年量产，2015年拿到了中国原创技术奖，2017年达到吉瓦水平。


前年，阿特斯所有的电池产能都转化为黑硅的产能，这是从量产一开始，电池效率爬坡的过程图，现在好的线做到19.35%多晶电池效率。产能也是有了发展，2018年黑硅产能从4.5GW到7.2GW，这是因为导入单面制绒，产能增长。电池产能没有这么大，实际上制绒产能是有富余的。


阿特斯以后，有很多的厂家来做黑硅技术，这是好的事情，对整个光伏产业是有益的。初步统计了一下，有20个主流的厂家跟随阿特斯做黑硅，阿特斯的黑硅是依托于我们自己合作的厂家深度定制了设备，现在市面上有9个厂家可以提供类似于黑硅的设备，生产线194条，这一数据可能不完全准确，因为这是几个月前统计的数据。


黑硅上面实际上又有了单面制绒的技术，这是2017年底所做的，2018年全面推广。单面制绒有效降低了化学品的消耗，还有纯水的消耗，这对工艺的推广是非常有益的。


游达博士刚才引进了这样一个数据，就是多晶P3在户外发电的实际情况。在实际的户外发电中，黑硅还是有1%—1.5%的发电优势。我们将这个归功于在电池端有一个参数叫J02，黑硅有效控制了J02这一参数，J02越小，电池的弱光效应越好，到组件端也有更好的弱光。全天的发电中，清晨和傍晚，黑硅发电更好一些。黑硅优先腐蚀了缺陷处，把一些杂质盖掉，就把J02改善了，这是黑硅发电的优势所在。


过去阿特斯也提出过，黑硅不应该都用于多晶上面，也可以在单晶和铸锭单晶，拓展到多晶上面，铸锭单晶就能拿下来，最后把黑硅做成一个通用的技术。提出来并不容易做到，阿特斯做了一些探索性的工作，后面会介绍一下。


在P3以后，阿特斯又做了P4，这个就是在多晶黑硅的基础上叠加了PERC，我们认为这是一个1+1大于2的组合，实际上我们量产效率做到20.4%—20.5%。在组件工艺上面，大概也有15瓦左右的提升，这也是相比较而言。


多晶PERC主要在衰减方面，原来是PERC之前LID，然后后来有LeTID出来，这代表高温衰减，长达几年的高温衰减时间。衰减机制尚未明确，现在有很多的模型出来，但是并未有一个明确的模型让大家知道。还有高温过程加速衰减，LeTID是单晶、多晶都通吃。那这里如何解决LeTID的问题，从硅片到电池都要做一系列的工作。


阿特斯是LID的测试，连续户外9个月没问题，在LeTID做了测试，目前来说也是没有问题的。


这里面我们也可以参考一下2000个小时的LeTID的测试，相当于在户外要暴晒十个月左右的时间，这个结果更可信一些。


然后我们引入了第三方的结果，左边的是澳洲的威尔士大学盲测了5个厂家，不同的厂家表现不同，有做得很好，也有做得比较差。右边的是Fraunhofer测的结果，测了3个多晶，6个单晶，3个多晶少于2%，6个单晶有5个超出了2%，所以我们有一个结论，单晶控制不好，LeTID比多晶更严重。


在多晶PERC做好的基础上，我们也可以做双面电池。PERC用铝栅线结构容易实现双面电池，在PERC电池做双面还是比较容易的事情，这里面我也做了一个简单的比较。


那刚才说到做到20.5%的效率，以后如何做进一步的效率提升，在电池端还是有很多的技术做上去，选择性发射极，双面、热氧。当然如果有更高质量的多晶硅片，那对于电池效率提升的帮助也是非常大的。在提升效率的同时，一定要去控制好衰减，我们想到的是硼氧等对它的影响。


那工艺怎样提升，铸造单晶。这是1979年，西方人实现了这样一个技术。第一个产业化应用是2010年，国内铸锭公司风风火火进行了量产。但是受制于三类片的问题，大概也就是两年的时间，最后突然一下就没有产品了。再次开发我们认为是在2017年左右，通过铸锭设备和相关工艺的突破，现在是可以实现整锭的铸造单晶，又迎来了新的春天。


多晶P5说起来简单，做起来困难，像热场，如何控制头部的缺陷，以及设备方面的开发，都有需要改进的地方。这里面我罗列了一些地方，像长晶过程中如何控制它的速度、晶向等。在晶体问题解决了以后，整个的单晶面积表现如何，位错面积如何，是否有阴影，然后怎样提升转换效率，成本和多晶相比怎么样，这才是多晶P5如何成功的关键。


P5以后，怎样来处理，有两个方法：如果都是单晶，显然是可以拿碱制绒，理想的是都是单晶，但是现在拿到的并不都是，所以我们想到黑硅是否可以处理铸锭单晶的硅片。这里面我罗列了一下，碱制绒没有问题的，但是对于边缘的A区和B区非全单晶，拿碱制绒可能带来损失和外观的问题，当然还有籽晶的排布问题。我们设想以黑硅全部通吃，因为用两种方法会带来困难，有的做碱制绒，有的做黑硅制绒，这对车间生产来说并不是好的状态。


这是我们的实验结果，我们拿到整锭的硅片做了PL的检测，Q值还是比较好的，90%的Q值达到96.8%左右，说明电池效率不差。


当时我们做了一批效率是21.3%左右，较常规单晶21.7%低0.4%，这个是大家都不加MMB，如果加了是水涨船高。我们内部叠加了MMB，是可以达到21.9%，铸锭单晶效率达到22%还是很有希望的。


这是阿特斯多晶技术路线演变，我把时间点去掉了，最早蓝色的是多晶电池，红色的是黑硅取代，在一个合适的时间点，PERC把非PERC取代掉，然后是我们的单晶逐步进入生产线占有一定的比例，最后实现的全部都是PERC电池，不管是单晶的还是多晶的PERC。

从多晶到P3到P5，从普通的多晶到高效多晶，然后金刚线+黑硅，黑硅上面叠加PERC，然后在这一基础上，又把硅片铸锭为多晶和超高效的。我们定义为多晶技术，理想目标是以多晶成本实现高效率。而这里面也是我们P3、P4、P5正好对应三颗星、四颗星、五颗星，像P5我们认为比较重要的就是设备、工艺还有电池组件的技术，希望2019年进入这样一个量产。最后看看电池路线图，蓝色是单晶，红色是多晶，我们希望铸锭单晶在未来的发展时间里面逐步向单晶靠拢，缩小这样一个差距。电池效率上来以后，组件功率也是水涨船高，这也是阿特斯的组件，我们的功率涵盖320—420瓦。


最后总结一下，我们认为提到的金刚线切割、黑硅、PERC、双面组件等技术是降本增效、促进平价上网的有力武器。


阿特斯内部是P3、P4、P5走下去，希望未来还有P6出来，我们认为多晶是强有力的市场竞争者。

下图是2018年1—9月份中国组件出口数据。


好像多晶占蛮高的比例，我还看到了10月份的出口数据，单晶27%，多晶72%，作为全球市场份额来说，多晶还是大头，单晶还在成长，希望这两个都是光伏行业的好兄弟，一起成长。

原标题：20多家主流厂商上黑硅单面制绒 使阿特斯黑硅产能提升至7.2GW