硅片環(huán)節(jié)主要技術(shù)變化趨勢是什么？

硅片環(huán)節(jié)主要技術(shù)變化趨勢有以下三點(diǎn)。

1.趨勢＃1：大尺寸

大尺寸硅片能有效攤薄非硅成本，經(jīng)濟(jì)性加持下份額快速提升。制造端，大尺寸硅片憑借 通量效應(yīng)（產(chǎn)能提升降低折舊、人工等）、餃皮效應(yīng)（鋁邊框等周長相關(guān)成本項(xiàng)成本增幅小 于面積增幅帶來的功率提升）降低非硅成本。電站端，大尺寸硅片帶來的組件功率提升可 攤薄支架、逆變器等與組件塊數(shù)相關(guān)成本，線材、土地等成本亦能有所節(jié)約。根據(jù)中國能 源網(wǎng)數(shù)據(jù)，天合 210-660W 組件與 166- 450W 組件相比，其系統(tǒng)初始投資成本與度電成本 均降低了 9%以上，與 182-535W 組件相比，系統(tǒng)初始投資成本降低了 4.57%，降低度電成 本降低了 3.94%。

拉棒端，大尺寸硅片拉晶技術(shù)難度高，需要優(yōu)秀的熱場縱向溫度梯度和徑向溫差控制能力。 1）縱向溫度梯度：驅(qū)動(dòng)硅棒生長。晶棒生長過程中縱向溫度梯度足夠大，晶棒才能生長， 但徑向溫差過大，可導(dǎo)致不規(guī)則晶核的產(chǎn)生，單晶變成多晶；2）徑向溫差分布：徑向溫差 是硅片熱應(yīng)力來源，需要盡量小使長晶界面溫度均勻，否則會(huì)導(dǎo)致晶體位錯(cuò)和增殖，出現(xiàn) 長晶失敗和斷線。硅棒直徑越大，徑向溫差控制越難。

切片端，大尺寸硅片對(duì)設(shè)備、工藝、耗材均提出了更高的要求。1）設(shè)備：使用雙輥切割機(jī) 切割大尺寸硅片時(shí)，大尺寸硅片對(duì)應(yīng)的硅棒尺寸過大導(dǎo)致切割輥間距難以放進(jìn)硅棒，小尺 寸設(shè)備將無法匹配大尺寸硅片切割需求；2）工藝：大硅片切割工藝不夠成熟，切片環(huán)節(jié)的 碎片率相對(duì)更高，切片機(jī)需要實(shí)現(xiàn)高線速條件下的高穩(wěn)定性，涉及優(yōu)化金剛線切割等相關(guān) 工藝優(yōu)化；3）耗材：大尺寸硅片切片工藝對(duì)于切割液的性能要求變高，尺寸越大，金剛線 切割區(qū)域（硅片邊長）越長，現(xiàn)有切割液的滲透深度很難達(dá)到，切割過程中更容易出現(xiàn)劃 傷、線痕等問題。公司切片機(jī)加環(huán)節(jié)均采用自制設(shè)備，在切片工藝環(huán)節(jié)亦有深厚技術(shù)積累， 在大尺寸硅片切片環(huán)節(jié)具備較強(qiáng)競爭優(yōu)勢。

2.趨勢＃2：薄片化

薄片化快速推進(jìn)，是降低成本的重要手段。薄片切割對(duì)切片廠的設(shè)備、耗材、工藝均提出 了更高的要求，若廠商切片能力不足，薄片化下切割容易出現(xiàn)碎片、崩邊、TTV、劃傷等問 題。薄片化是降本重要手段，在切片良率不變情況下，薄片化能夠增加出片數(shù)，降低單瓦 硅耗，同時(shí)攤薄非硅成本。當(dāng)前硅片減薄進(jìn)度快，單晶 p 型硅片厚度行業(yè)平均水平已達(dá) 160um，頭部廠商已減至 155-150um。根據(jù)我們測算，硅片厚度從 165um 減薄至 150um， 每 kg 方棒出片數(shù)增加 4 片，以單片功率 7.6W 計(jì)算，對(duì)應(yīng)出片功率提升 30W+。

3.趨勢＃3：N 型化

下游電池轉(zhuǎn)型需求帶動(dòng)硅片 N 型化。根據(jù)摻雜元素不同，硅片和電池片可分為兩類：P 型 （摻磷）和 N 型（摻硼）。從理論極限效率來看，根據(jù)權(quán)威測試機(jī)構(gòu)德國哈梅林太陽能研究 所（ISFH）測算，P 型單晶硅 PERC 電池理論轉(zhuǎn)換效率極限為 24.5%，P 型 PERC 電池 量產(chǎn)效率已十分逼近理論極限效率，而 N 型電池如 Topcon、HJT、IBC 等轉(zhuǎn)換效率還有較 大提升空間。據(jù) CPIA 預(yù)計(jì)，22 年 N 型硅片滲透率有望達(dá)到 10%+。

N 型化的技術(shù)要求和難點(diǎn)多：1）碳、氧、金屬元素等雜質(zhì)含量的提高會(huì)對(duì)硅片少子壽命造 成顯著影響，N 型硅片對(duì)雜質(zhì)含量要求更為苛刻，若氧含量控制不佳，容易出現(xiàn)同心圓、 黑心片等問題；2）拉制 N 型硅棒時(shí)的熱場、坩堝及環(huán)境的潔凈度影響亦較大，對(duì)投料量、 多晶硅純度、拉棒時(shí)的含碳材料（坩堝、熱場、結(jié)構(gòu)件、保溫氈等）、拉速等均有較高要求； 3）N 型硅片中摻雜的磷與硅相溶性差，硼在硅中分凝系數(shù)為 0.8，大于磷的 0.35，導(dǎo)致 N 型拉棒時(shí)磷擴(kuò)散相較 P 型的均勻度下降，進(jìn)而導(dǎo)致電阻率不良部分變多，廢料率增加。