多晶硅和硅片
在過去的兩年里,高純多晶硅的價格主要取決于市場趨勢。從2010年開始,多晶硅的價格從67$/kg下降到2011年上半年的50$/kg,并進一步下降至2012年2月的30$/kg。價格的大幅下降說明多晶硅的價格正在接近制造成本,而利潤率也隨之降低。2011年,多晶硅制造商的制造成本低于30 $/kg。西門子法的制造成本已經可以降至19$/kg。只有標準多晶硅制造的不斷進步和其它技術的發展才能使多晶硅的價格進一步下降,而質量又可以同時滿足SEMI標準SEMI PV 17-0611和SEMI PV 22-1011。未來能夠進一步降低多晶硅和硅片成本的關鍵在于耗材,如坩堝、石墨部件、漿料和線鋸。我們預計這些耗材的價格將會趨近于成本,同時價格可能每年降低約7%。切片工藝成本下降的一大進步將是寶石線鋸技術的引入。圖1是預計的量產份額。該技術也需要電池工藝的同步發展。
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組件
通過觀察組件成本的構成可以得知,耗材和材料是改善性能和降低價格的主要因素。如圖4所示,從2013年開始在主流制造中引入抗反射玻璃,將使玻璃-空氣界面正面的反射率降低4%到2%。玻璃和封裝材料的吸收率需要降低以使電池到組件的功率損失最小化。這對藍光來說是必要的,因為電池對光譜中該部分的反應已經得到改善。
在過去的兩年里,高純多晶硅的價格主要取決于市場趨勢。從2010年開始,多晶硅的價格從67$/kg下降到2011年上半年的50$/kg,并進一步下降至2012年2月的30$/kg。價格的大幅下降說明多晶硅的價格正在接近制造成本,而利潤率也隨之降低。2011年,多晶硅制造商的制造成本低于30 $/kg。西門子法的制造成本已經可以降至19$/kg。只有標準多晶硅制造的不斷進步和其它技術的發展才能使多晶硅的價格進一步下降,而質量又可以同時滿足SEMI標準SEMI PV 17-0611和SEMI PV 22-1011。未來能夠進一步降低多晶硅和硅片成本的關鍵在于耗材,如坩堝、石墨部件、漿料和線鋸。我們預計這些耗材的價格將會趨近于成本,同時價格可能每年降低約7%。切片工藝成本下降的一大進步將是寶石線鋸技術的引入。圖1是預計的量產份額。該技術也需要電池工藝的同步發展。
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電池工藝
電池工藝中最貴的材料是硅片。多晶硅的大量供應導致了硅片價格的急劇下跌,并降低了進一步減薄硅片的壓力。圖2討論了硅片厚度的發展趨勢。減少硅片厚度將降低硅材料的成本。圖2也展示了量產中預期的最薄硅片趨勢。與第一版路線圖相比,硅片厚度下降的趨勢延遲了2年。標準尺寸的硅片(156x156mm)將一直延續至2020年,更大的硅片(210x210mm)有可能最早出現在2017年。從切片技術來看,100μm硅片的切片將成為可能。但良率的損失迄今為止還不能接受。
電池工藝中最貴的材料是硅片。多晶硅的大量供應導致了硅片價格的急劇下跌,并降低了進一步減薄硅片的壓力。圖2討論了硅片厚度的發展趨勢。減少硅片厚度將降低硅材料的成本。圖2也展示了量產中預期的最薄硅片趨勢。與第一版路線圖相比,硅片厚度下降的趨勢延遲了2年。標準尺寸的硅片(156x156mm)將一直延續至2020年,更大的硅片(210x210mm)有可能最早出現在2017年。從切片技術來看,100μm硅片的切片將成為可能。但良率的損失迄今為止還不能接受。
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硅片厚度的下降有以下的影響:
1. 減少多晶硅的用量將降低成本
2. 為了降低碎片率需要對更薄硅片的處理技術進行創新
3. 需要新的能夠在薄硅片上獲得更高轉換效率的技術
4. 需要適用于薄硅片的新的互連和封裝技術
1. 減少多晶硅的用量將降低成本
2. 為了降低碎片率需要對更薄硅片的處理技術進行創新
3. 需要新的能夠在薄硅片上獲得更高轉換效率的技術
4. 需要適用于薄硅片的新的互連和封裝技術
除了硅片以為,金屬漿料是電池制造中最關鍵和最昂貴的材料。在工業中,含鉛的漿料能夠獲得最好的結果。電池制造商要求用無鉛產品替代已有漿料,但是這必須保證電池性能不受損害。最新版的ITRPV預計第一批高效無鉛的漿料將會在2012年中期出現,以便使無鉛電池和組件在2013年實現產業化。市場仍未出現滿足該需求的產品。如果2012/13年仍未出現有競爭力的無鉛產品,那么將有可能損失市場份額。銀和鋁漿料是電池制造工藝的主要驅動力。因此需要首先減少漿料的消耗。圖3是我們對于156x156 mm²電池銀漿使用量減少的預期。其次銀漿需要在2015年被大范圍的取代。銅將會是替代者。在替代金屬技術被引入之前,可靠性和粘合性問題需要解決。同時還要有相關的合適的設備。
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組件
通過觀察組件成本的構成可以得知,耗材和材料是改善性能和降低價格的主要因素。如圖4所示,從2013年開始在主流制造中引入抗反射玻璃,將使玻璃-空氣界面正面的反射率降低4%到2%。玻璃和封裝材料的吸收率需要降低以使電池到組件的功率損失最小化。這對藍光來說是必要的,因為電池對光譜中該部分的反應已經得到改善。
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如圖5所示,我們認為玻璃厚度的降低是一個潛在的成本降低因素。玻璃的熱硬化看來是厚度降至2.8mm時實現所要求的溫度穩定性和硬度的一種方法。只有非硬化和化學硬化的玻璃才能在厚度小于2.8mm時使用?;瘜W硬化必須在有液態融化鹽的容器中進行。因此厚度小于2.8mm被認為過于困難和昂貴。即使是厚度小于3mm,電池也必須變得更?。?lt; 80μm)以便使柔性足夠滿足彎曲的需求而不碎片。必須引入能夠承受機械負荷的穩定性因素或新的背面外殼材料。因此,玻璃厚度的減薄成為了一項挑戰。
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玻璃和背板箔是組件建筑的主要成本驅動力,除了玻璃和背板外,其它的耗材,如邊框、密封劑、互連以及接線盒對成本分布也有著同樣的貢獻。因此所有的材料對于組件制造成本的下降有著一樣的貢獻。圖6是密封劑和背板箔用量減少的發展趨勢。該優化將增加產品的轉換效率。
銅是未來幾年的主要互連材料。接線盒是組件的電接口。接線盒安裝在組件背部預計仍將使用硅膠。組件中用到的所有材料都將對光伏裝機的可靠性做出貢獻??煽啃钥剂吭谥贫ㄐ聵藴屎椭笇Х结槙r將變得更加重要。