成本计算
谁能打开平价新世界的大门?
铸锭单晶的成熟,也给了市场一个最简单的计算成本的方法,不同于以往单多晶功率差距较大,这次在几乎同一个起跑线上,我们来计算下我们可以计算下铸锭单晶和直拉单晶在度电成本方面的表现:
首先计算直拉单晶/铸锭单晶同样面积效率比:
21.85/22.15≈1.01373
电池效率比乘以组件面积比:
101.373%*(1-0.08)=100.56%
如果是按156硅片计算:
101.373%*(1-0.2)=99.34554%
可以看出,到这里,二者单块组件发电能力已经差不多了,甚至没有采用大硅片的直拉单晶组件发电能力略低于铸锭单晶。
再加上算上首年衰减(直拉单晶2%,铸锭单晶1.5%):
直拉单晶:100.56%*(1-2%)=98.05%
156mm直拉单晶:99.34554%*(1-2%)=97.35%
铸锭单晶:98.5%
所以,可以看出,同样158.75mm的72片的单块铸锭单晶组件和直拉单晶组件相比,功率高约2W,实际发电能力低约0.5%;156直拉单晶功率低约2.6W,实际发电能力低1.1%。
我们来计算下成本,目前铸锭单晶硅片价格比直拉单晶硅片低0.4元,一块组件72片低28.8元,以400W计算,每瓦成本下降7.2分钱。
与此同时,由于铸锭单晶实际功率数据高0.5%,因此业主可以节约相应的组件成本,以100MW的电站,组件2元/W计算,可以节约100万元,相当于又给电站BOS成本节约了1分钱/W。同时在施工方面,节约相应的土地、人工,除组件外的非技术成本也相应降低,可以进一步降低成本。
更为重要的是,2019年是光伏全面竞价上网的元年,业内揣测最终中标补贴价格将在6分钱/度左右,而如果原本计划做平价的项目参与竞争,局面可能更加惨烈。那么铸锭单晶以同样甚至更高的发电能力,8-9分钱/W的BOS成本下降,将成为项目是否能够竞价成功的决定性因素。
领跑者的推动成就了效率更高的直拉单晶急速发展,但在全面竞价时代,或许铸锭单晶将成为未来数年中的王者。
浑水、清水、超纯水
铸锭在左,区熔在右
一位有多年研发经验的前尚德科研人员告诉笔者:“简而言之,单晶像清水,更容易变浑浊,而多晶本来就是浑水,所以虽然初始效率较低,但受外界影响较小。”
当铸锭单晶将“浑水”变清后,清水的压力随之而来。业内也在致力于解决单晶组件“清水”容易变浑的问题,一个重要方向就是“超纯水”——区熔单晶。
区熔法又称Fz法,即悬浮区熔法。利用热能在半导体棒料的一端产生一熔区,再熔接单晶籽晶。区熔法是极高纯硅单晶生产的首选技术,由于不用坩埚,避免了来自坩埚的污染,而且还可以利用悬浮区熔进行多次提纯,所以单晶的纯度高,同时Fz单晶的氧含量比直拉硅单晶(见半导体硅材料)的氧含量低2~3个数量级,很好解决光衰问题。
但区熔单晶的工艺比直拉单晶困难得多,目前国内走在最前面的是中环股份。目前中环股份区熔硅单晶抛光片产量全球第三,国内第一。对于现有直拉单晶大厂来说,转向区熔法涉及设备全面改造,因此目前处理单晶的衰减多以掺镓替代掺硼为主,避免硼氧复合的出现。
随着组件效率和价格的变化,以及领跑者项目推动,让直拉单晶的性价比在2015年达到阈值,开始进入快速增长期,而未来随着材料成本在整个系统中占比进一步降低,或许在不远的一段时间内,随着以直拉单晶为基础的光伏电池为提升性能而增加成本和区熔法成本的进一步下降,区熔法的“阈值”也将来临,届时同铸锭单晶一起瓜分大部分单晶市场。
但一个不确定因素还在超薄硅片环节,以前多晶组件成本受限的重要原因之一在于单晶硅片可以切得更薄,达到90-110μm,而多晶硅片在这方面则因为材料本身的限制难以做到这一点。新的铸锭单晶在未来超薄大战中表现如何,还需要协鑫等领军企业进一步发布数据报告。
江湖代有才人出,各领风骚数百年。但光伏这样一个发展飞速的产业,每两三年就会发生大的变化,直拉单晶或许在一两年之后,就要面临急速的转型挑战。