Quelle: eqmagpro
In den letzten Jahren haben sich die PV-Technologien rasant entwickelt. In Bezug auf Zellen haben die hocheffizienten PERC-, Bifacial Cell- und Black Silicon-Technologien nach und nach die Massenproduktion aufgenommen, während N-Typ- und Heteroübergangstechnologien auf dem Markt Fuß gefasst haben. In Bezug auf das Modul haben die Doppelglas-, Halbzellen-, Mehrfachsammelschienen- und Schindelzellentechnologien eine großtechnische Industrialisierung erreicht. In Bezug auf monokristalline Siliziumwafer wurden viele technologische Durchbrüche erzielt, und bemerkenswerterweise wird der Wafer immer größer.
Vor 2010 waren monokristalline Siliziumwafer mit einer Breite von 125 mm (f164 mm Siliziumblockdurchmesser) und einigen 156 mm (f200 mm) klein. Nach 2010 haben 156-mm-Wafer einen immer größeren Anteil eingenommen und sind zum Mainstream geworden. 125 mm P-Typ-Wafer wurden um 2014 fast eliminiert, nur einige IBC- oder HIT-Zellen. Ende 2013 gaben LONGi, Zhonghuan, Jinglong, Solargiga und Comtec gemeinsam die Standards für M1-Wafer (156,75-f205 mm) und M2-Wafer (156,75-f210 mm) heraus. Ohne die Größe des Moduls zu ändern, könnte M2 die Leistung des Moduls um mehr als 5 Wp erhöhen, schnell zum Mainstream werden und den Status für mehrere Jahre beibehalten. In dieser Zeit gab es auch einige M4-Wafer (161,7-f211 mm) auf dem Markt, deren Fläche 5,7% größer als M2 war, und solche Wafer wurden hauptsächlich für bifaziale Module vom Typ N verwendet.
In der zweiten Jahreshälfte 2018 wandten sich aufgrund des verschärften Wettbewerbs auf dem Markt viele Unternehmen wieder Siliziumwafern zu und hofften, die Leistung von Modulen durch die Ausweitung der Größe von Siliziumwafern zu steigern, um die Wettbewerbsfähigkeit der Produkte zu sichern. Eine Methode besteht darin, die Freisetzung von M2 zu kopieren, die Breite über den Wafer weiter zu vergrößern, beispielsweise auf 157 mm, 157,25 mm oder 157,4 mm, ohne die Größe des Moduls zu vergrößern, die erzielte Leistungssteigerung ist jedoch begrenzt, was anfordert Die Produktionsgenauigkeit wird erhöht und die Zertifizierungskompatibilität kann beeinträchtigt werden (z. B. Nichterfüllung der Kriechstreckenanforderungen von UL). Eine andere Methode besteht darin, die Breite des Wafers von 125 mm auf 156 mm zu erhöhen und die Größe des Moduls zu erhöhen, beispielsweise 158,75 mm Pseudoquadrat-Wafer oder Quadrat-Wafer (f223 mm), wobei letzterer die Waferfläche um etwa 223 mm vergrößert 3%, was die Leistung eines 60-Zellen-Moduls um fast 10 Wp erhöht; In der Zwischenzeit entscheiden sich einige Hersteller von N-Modulen für 161,7-mm-M4-Wafer. Einige Unternehmen planen die Einführung von 166-mm-Wafern.
Schauen wir uns nun an, warum die Wafergröße immer größer wird.
Aus Sicht der Produktion sind die Produktionsraten von Zellen und Modulen (Wafer / Stunde, Module / Stunde) grundsätzlich fest und die Vergrößerung der Wafer kann die Leistung von Zellen oder Modulen, die pro Zeiteinheit hergestellt werden, erhöhen, was sich verringern kann die Ausrüstung, die Arbeitskräfte und sogar andere Kosten pro Wp des Unternehmens, wodurch die Herstellungskosten von Zellen und Modulen reduziert werden, insbesondere wenn 125-mm-Wafer auf 156-mm-Wafer umgestellt werden.
Im Hinblick auf die Kosten des Kraftwerkssystems, am Beispiel eines terrestrischen Kraftwerks bei gleichem Wirkungsgrad, erhält das Modul aufgrund der größeren Wafergröße eine höhere Leistung, während die Anzahl der Module in einem Strang unverändert bleibt. Der Modulwirkungsgrad einer einzelnen Halterung erhöht sich entsprechend, und die Kosten für Halterung und Pfahlgründung pro Wp werden verringert. Wenn große Module nur einen geringen Einfluss auf die Transport- und Installationsgeschwindigkeit haben, wird die Installationseffizienz der Module und Halterungen pro Wp verbessert. Da die Kapazität pro Array vom Wechselrichter bestimmt wird und als fest eingestuft werden kann, können Hochleistungsmodule die Verwendung von Combiner-Boxen oder String-Wechselrichtern reduzieren und die Reduzierung der Verwendung von Halterungen kann die Stellfläche des Arrays verringern (unter Berücksichtigung der Vorderseite) Die Verringerung der Anzahl der Halterungen und ihres Platzbedarfs kann die Verwendung von Stromkabeln verringern. Es wird geschätzt, dass ein 425-Wp-Modul mit 166-mm-Wafern die BOS-Kosten um mindestens RMB0,05 / Wp im Vergleich zum 380-Wp-Modul mit M2-Wafern (beide vom Typ mit 72 Zellen) senken kann. Wenn ein Tracker verwendet wird oder in einem Überseegebiet, in dem die Arbeitskosten hoch sind, werden mehr BOS-Kosten eingespart.
Die obigen zwei Punkte zeigen, dass die Wafergröße so groß wie möglich sein sollte, um mehr Zellen- und Modulkosten und System-BOS-Kosten zu sparen, wenn die Geräteproduktion und der Transport kein Problem darstellen. Aus diesem Grund erhöht der Cadmiumtellurid-Dünnschichtzellenhersteller First Solar die Modulgröße direkt von 1200 * 600 mm der vierten Generation auf 2009 * 1232 mm. Die Modulfläche (in der Nähe von 2,5 m² ) und das Gewicht ( 35 kg ) sollten die Grenzwerte sein, die nach einer umfassenden Analyse erhalten werden. Für kristalline Siliziummodule ist es notwendig, die Gelegenheit dieser Branchenänderung zu nutzen, um die Größe auf eine stabilere und kostengünstigere Größe anzupassen, genau wie die Anpassung von 125 mm auf 156 mm. Laut einem WeChat-Artikel mit dem Titel "Monokristallin lässt sich eine große Wafergröße leichter realisieren" ist der Diffusionsofen der Hauptfaktor, der die Wafer davon abhält, größer zu werden. Um die Wafer in einem Diffusionsofen mit begrenztem Durchmesser größer zu machen, sollte der pseudoquadratische monokristalline Siliciumwafer bestimmte Vorteile gegenüber dem quadratischen monokristallinen Siliciumwafer haben.
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass große Wafer der Photovoltaikbranche einen offensichtlichen Wert verleihen können. Große Unternehmen sollten diese Gelegenheit nutzen, um eine Größe zu ermitteln, die über viele Jahre hinweg relativ stabil sein kann, um die wiederholten Investitionen in die Umstellung der Produktionslinie und die Kosten für die Modulzertifizierung zu reduzieren. Der monokristalline Siliziumwafer mit einer Größe von 166 mm, der mit allen Produktionslinien kompatibel ist, scheint derzeit eine gute Wahl zu sein
