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王栩生 博士阿特斯阳光电力集团技术集成 高级总监 CSIQ NASDAQ Listed黑硅技术+金刚线切片 引领未来多晶技术2017年3月 北京2Canadian Solar Inc. 原理 传统制绒技术的原理与不足 - 酸蚀刻，硅片表面形成不规则的蠕虫坑洞状绒面，光在绒面内多次反射，以增大硅片表面的光吸收3Canadian Solar Inc. 不足传统制绒技术的原理与不足备注：常规多晶制绒后反射率25%- 制绒后反射率依然较高，反射光的光能损失是制约普通多晶提高电池转换效率的主要瓶颈- 无法制绒成本更低，性能更优，且正在迈入主流趋势的金刚线线切多晶硅片4Canadian Solar Inc.金刚线切片 砂浆切片切割液 H2O-based 冷却剂 聚乙二醇（PEG），SiC切割速度 3x 1x废 液 简单处理，无污染 需特殊处理公斤硅锭出片数（pcs/kg） 60 49金刚线切片（DWS） vs. 砂浆线切片 DWS 硅片成本26%DWS 砂浆片5Canadian Solar Inc.ITRPV 多晶金刚线切片预测: 2016版 vs 2017版2016版 2017版 随着技术的不断成熟以及制作成本的压力，金刚线切片的比例将越来越大，并将超越砂浆切片； 黑硅技术的价值在于使金刚线切片在多晶上的应用成为可能。2019年，多晶金刚线切片比例将会超过70%!6Canadian Solar Inc.干法黑硅湿法黑硅 反应离子刻蚀法Reactive Ion Etching(RIE)激光刻蚀法气相腐蚀法黑硅 金属催化化学腐蚀法Metal Catalyzed Chemical etching(MCCE)电化学腐蚀法黑硅制备方法7Canadian Solar Inc.金属催化化学刻蚀（MCCE） vs.反应离子刻蚀（RIE） 酸制绒 磷扩散 边缘刻蚀&去磷硅玻璃 PECVD 金属化&烧结 酸制绒 MCCE RIE DRE* 磷扩散 边缘刻蚀&去磷硅玻璃 PECVD 金属化&烧结 磷扩散 边缘刻蚀&去磷硅玻璃 PECVD 金属化&烧结常规工艺 MCCE* RIE* * MCCE: Metal Catalyzed Chemical Etch * RIE: Reactive Ion Etch* DRE: Damage Removal Etch8Canadian Solar Inc.RIE MCCE制绒金刚线切硅片 能 能CAPEX 高 低制造成本 高 低电池效率提升 高 中组件CTM 低 高安全性 有风险 安全常规酸制绒RIEMCCE金属催化化学刻蚀（MCCE） vs.反应离子刻蚀（RIE）9Canadian Solar Inc.Stutzmann team of Germany, presented the concept of MCCE, and did lab study2006 2009 NREL, reported a method of MCCE项目启动 201420132012实验室研究CSI 中试线试产CSI 产线量产,世界首家 2015“2015中国原创技术奖” 2017产能达到GW水平CSI阿特斯黑硅技术-从实验室走向量产3GW 产能，2017年7月。10Canadian Solar Inc.阿特斯黑硅技术 - MCCE 反应原理Si+2H2O2+6HF H2SiF6+4H2O Normal acid texturing MCCE texturing11Canadian Solar Inc. 更低的反射率，更高的光电转换效率 常规多晶黑硅阿特斯黑硅技术 - MCCE12Canadian Solar Inc. 产线量产效率 19.0%黑硅技术 阿特斯第三代多晶电池13Canadian Solar Inc. 组件输出功率提升34W （60电池板型）常规多晶 黑硅+34 Watt 组件功率（60电池板型） - 270 W - 275 W黑硅技术 阿特斯第三代多晶电池14Canadian Solar Inc. 组件可靠性Num. 测试项目 测试结果 备 注1 机械载荷+TC50+HF10 通过 2 TC200 通过 功率降低0.22%（标准23%Multi Gen3 Multi Gen423Canadian Solar Inc.组件效率将会更高更强黑硅PERC无论在功率还是性能上将取代单晶。设计和工艺创新将提升电池到组件的功率转化。2020年组件功率将达到400W+，LCOE将会大大降低。 6 0 -Cell Module 7 2 -Cell Module 多晶产品在近几年内仍将主宰光伏市场。24Canadian Solar Inc.光伏市场份额：单晶vs.多晶 2011-2014，多晶的市场份额3倍于单晶，主要因为高质量铸锭工艺的应用以及制造成本的降低。单晶的市场份额在2016年有所攀升，得益于拉晶技术的突破，金刚线切片技术的推广，以及电池端PERC技术的导入。未来单多晶竞争还是依赖于电池效率提升的速度和制造成本降低的速度之间的博弈。From Photovoltaics Report 2016 of Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems25Canadian Solar Inc.From Photovoltaics Report 2016 of Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems硅片组件电池价格对比：单晶vs.多晶26Canadian Solar Inc.单 晶、多 晶 光伏系统成本比较 (单位：元/瓦)选用组 件 多 晶 330瓦单 晶 340瓦多 晶 -单 晶组 件价格3.20 3.35 -0.15土地征用及开发费用0.669 0.660 +0.009系统配置BOS 2.945 2.912 +0.033 场地处理及基础0.369 0.359 +0.010 支架0.377 0.366 +0.011 直流侧电缆、汇流箱0.139 0.135 +0.004 逆变器及变压器0.500 0.500 0 安装人工费0.255 0.247 +0.008 输配电工程(场外费用) 1.304 1.304 0总计 6.814 6.922 -0.108LCOE 案例分析: 多晶-330W vs. 单晶-340W系统信息地区 格尔木，中国DC 容量 (MW) 55AC 容量 (MW) 50DC/AC 比例 1.1安装方式 固定倾斜系统电压(V) 1000系统寿命(年) 25年衰减 0.70% 财务信息贷款筹资比例 70%抵押资产比例 30%贷款利率 5%抵押资产成本 8%加权平均资产成本(WACC) 5.03% 多晶系统比单晶系统每瓦投资便宜0.108元/瓦多晶系统的度电成本(LCOE)比单晶系统便宜0.4分/瓦 如果LCOE持平，单晶初始衰减 1.6%，单晶组件售价不能超过多晶组件2分/瓦 如果LCOE持平，单晶初始衰减2%，单晶组件售价必须低于多晶组件1分/瓦。27Canadian Solar Inc.总结与展望 湿法黑硅技术已经通过GW级量产验证 黑硅技术为多晶金刚线切割在硅片端的推广铺平了道路 黑硅技术+金刚线切片是多晶光伏解决方案降本的“金钥匙” 未来黑硅技术会成为多晶技术的主流 多晶将继续维持晶硅的主流地位28Canadian Solar Inc.谢谢!
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