现阶段 我为什么站队166mm？

:日前，中节能太阳能科技（镇江）有限公司发布文章称，中节能镇江现阶段战队166mm，并详解理由。

近两年光伏最热门话题之一当属硅片尺寸之争，毋庸置疑的是，大尺寸硅片成为行业发展趋势。今日我们将结合硅片尺寸发展历程、当下各硅片尺寸对比等，与各位同仁分享中节能太阳能科技（镇江）有限公司（以下简称中节能太阳能镇江）在大硅片尺寸组件上的探索。

中节能（镇江）从半导体、收益对比、供应链、量产、可靠性、系统端等角度进行全面的分析。

众所周知，光伏硅片与半导体硅片技术极为相似，早期光伏硅片尺寸标准主要源自半导体硅片行业。在摩尔定律的驱动下，半导体行业硅片尺寸从初始的4英寸发展到主流的12英寸。1980年代4英寸占主流，1990年代是6英寸占主流，2000年代8英寸占主流，目前主流的12英寸硅片预计在2022年达到市场份额的峰值，后续将朝着18英寸过渡。

但是半导体硅片技术与光伏硅片技术仍存在一定差异性。一方面，半导体硅片在摩尔定律驱动下每18个月芯片数量增加一倍，制造成本越来越高，因而硅片尺寸扩大、单片芯片数量增加是降低成本的必由之路。而光伏硅片尺寸增大是由于硅片价格的大幅下跌、平价上网压力、其它降本技术乏力所共同推动的。另一方面，半导体硅片需切割成n个芯片、单独封装使用，而光伏领域则是将n个硅片串联后封装使用。

模仿借鉴是实现创新的前提准备、量变的积累和质变的必然。早期光伏处于起步阶段，需参考借鉴半导体行业经验，但随着光伏领域多年高速成长、经验积累、科技创新，光伏硅片尺寸的发展方向必然会走出适合自身的发展道路。

G12大硅片降本最多、G1硅片最低

针对三种尺寸硅片进行不同维度对比详见表2.1：硅片面积G12、M6较G1分别高75%、8.8%，组件功率则分别提升21.5%、8.8%（G12组件为50版型）；G12、M6组件较G1组件可实现降本9.4%、2.9%；系统端BOS投入则实现3.4%、1.9%的成本节约，并助力LCOE分别降低6.5%、1.9%。

因而从收益角度G12硅片最具优势、M6其次。

表2.1三种大尺寸硅片对比

G12组件设计受限，可靠性风险增加

目前基于G1、M6硅片的组件主流采用60或72片、6串串并联设计，而基于G12硅片的组件仅能采用50片、5串串并联设计，这是由于窑炉出料口及钢化炉尺寸限制、仅能满足长2.2m、宽1.1m的玻璃量产。同时为保持外观的相对一致性，G12组件设计需加接跳线（图2.1）。

图2.1 电路设计（左：M6组件，右：G12组件）

组件短路电流取决于电池受光面积、电路设计。G12硅片较M2硅片面积增加80.5%，单片电流即增加80.5%，若基于主流的切半设计、组件短路电流高达18.1A，已经临界接线盒承受极限，同时也超出逆变器的可接受范围；即使采用三分片设计，组件短路电池降至12.3A，与G1、M6组件相比，接线盒结温及反向热击穿风险已显著提升，同时三分切对应单串电池数量增加，这增加了热斑风险及电池反向击穿风险，根据我们的实测及模拟结果（表2.2）：G1组件在结温、热斑温度最具优势；M6组件结温、热斑温度略有增加，但仍可控；G12组件则面临较大的风险。同时G12组件需对电池切割2次，增加制程碎片风险，而切边数量及组件尺寸增加也提升了抗载荷风险。而中节能太阳能镇江量产的M6组件可通过3倍IEC老化测试、动载及静载加严测试（图2.2），并顺利通过TUV莱茵认证。

表2.2 不同尺寸硅片组件电性能对比

图2.2 中节能M6组件老化测试对比

G12需新建线体，M6可升级改造

本文主要从拉晶、切片、电池及组件环节进行阐述。

拉晶环节，多数炉台改造后拉棒可兼容M6，但是实现G12硅片拉晶需购置新炉台。切片环节，绝大多数新上金刚线划片机可兼容M6，但是完成G12切片需购置新设备。电池生产环节，现有电池产线可通过改造兼容M6，改造费用较低，但是完成G12电池量产需新建线体，成本投入高。组件生产环节,流水线可通过改造兼容M6电池组件的量产，但是G12组件需新建线体。

根据CPIA最新统计，截止2019年全国硅片、电池、组件产能分别为134.6GW、108.6GW、98.6GW，而其中有相当产能是近两年扩建的新产线，可完全满足M6硅片、电池、组件的量产，由于所有产能均不支持G12的量产，而新建线体耗资巨大，因而市场推动力不足。

G12组件系统兼容性有待提升

目前电站端均支持G1、M6硅片组件的规模化安装，对于G12硅片组件，组件版型、重量进一步增大（表2.3），对支架承重、现场安装均提出更高的挑战；同时组串逆变器对电流要求小于13A，而G12组件基于1/3切短路电流已经达到12.3A（表2.2），叠加双面电池技术后短路电池更高，逆变器风险进一步增大。

表2.3 不同尺寸硅片组件基本参数对比

硅片薄化是未来趋势，M6更具优势

目前主流硅片尺寸在180μm，而硅片薄片化对于组件价格有立竿见影的作用，硅片每减薄20μm价格下降约10%，组件价格可降低5-6分/W。根据CPIA统计，预计2025年硅片厚度可降至140-160μm（图2.3）。但厚度减薄的同时，更大尺寸将承担更高的风险，切片良率降低、厚度均匀性更难控、电池及组件制程裂片风险增加、组件抗应力及热冲击的风险增加。目前M6已实现硅片、电池、组件规模化量产，且良率、可靠性已经经过上下游共同验证，因而更具优势。

图2.3 2019-2025 年硅片厚度变化趋势（来源CPIA）

M6尺寸为当下最优选择

大尺寸硅片的发展已成行业共识，关于尺寸规格的选择百家争鸣。由于G1对降低度电成本无显著作用，未来将作为过渡产品。G12硅片的降本优势毋庸置疑，但当下更应解决的是供应、良率、可靠性及系统应用，并最终转化为终端LCOE的降低，若只是“止于理论、脱于实际”，则很快淹没于滚滚历史中。M6尺寸更适配当下，已建产能巨大、上下游良率及可靠性验证、终端LCOE有效降低，预计将快速上升并在未来五年内占据市场主流。但同时我们更要思考，光伏硅片大尺寸未来如何开辟出适合全产业链发展的创新之路、降本之路。

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