210全产业链技术进步史:4年时间,一群光伏人同行,改变了潮水方向

2024-04-03 18:40:14 - 华夏能源网

210全产业链技术进步史:4年时间,一群光伏人同行,改变了潮水方向

大尺寸硅片和210技术,毫无疑问已经成为光伏行业新质生产力的代表。

在今年2月举办的中国光伏行业大会上,中国光伏协会名誉会长王勃华披露:2023年大尺寸硅片市占率进一步增加,210硅片市场份额已达到20%。

与此同时,在下游市场大尺寸、高功率组件已经成为央国企招标重头,包括182和210在内的高功率组件招标占比超98%。其中,210产品的市场份额正在持续提升。

210产品的强势崛起,中间只经历了短短四年时间。回顾210产品诞生起步阶段,还曾遭遇行业内对其技术成熟度不足的质疑。如今,210技术已攻克了多项技术难题。华夏能源网(公众号hxny3060)获悉,目前,210P型硅片厚度已降至145μm,210N型硅片厚度已全部降至130μm;210硅片的单瓦硅耗也缩小至2.5%-3.6%;210硅片良率、电池片良率大幅提升,组件划片不良控制在0.03%以内,全产业链均步入成熟阶段,行业技术进步的势头不可低估。

210技术演进的四年,与光伏行业追求高功率、高价值和走高质量发展之路的主旋律是高度一致的。全产业链企业的协同共进,改变了潮水的方向,引领着整个行业的技术进步之道。

210厚度、硅耗、良率与其他尺寸基本持平

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2019年8月16日,中环股份发布边长210mm的硅片,开启了光伏行业大尺寸硅片应用的先河。

2020年7月9日,硅片、电池、组件、跟踪支架、逆变器、材料及设备制造商等光伏产业链上下游39家企业,共同参与组建了600W+光伏开放创新生态联盟,共同推动基于大硅片技术的超高功率组件研发和应用。

210全产业链技术进步史:4年时间,一群光伏人同行,改变了潮水方向

历经近4年的发展,210产品技术平台的发展速度远超预期。

首先,众所周知的是,硅片尺寸越大,生长、加工难度越大。

随着相关企业拉晶工艺和切片工艺的不断优化,如今,通过线径细化,切割工艺参数优化,辅材匹配更新,210mm尺寸硅片在用料、硅片厚度及切片良率等方面差异逐步缩小。比如,2021年210P型硅片厚度还是170μm,到2024年3月,210P型硅片厚度已降至145μm,210N型硅片和210Rn型硅片的厚度更是降至130μm,与同类型其他尺寸硅片相比均已持平。相比同类型其他尺寸210硅片的单瓦硅耗已缩小至2.5%-3.6%;良率差异,则由三年前的3个百分点,缩小到0.3-0.7个百分点,已经非常接近。

其次,在电池片环节的技术与工艺进化,210技术更是集结了光伏行业的精锐创新力量。

在210电池量产过程中,产业链电池企业联合装备企业,通过设备软硬件优化及适应性迭代改造,实现了大尺寸硬件与工艺深度匹配,大幅提升产能达10%+,降低了单瓦成本,有效支撑了210电池的高性价比。

以210系列产品“领头羊”天合光能为例,其自主开发出的低反射、高钝化的镀膜技术,攻克了片内片间色差,其制备的大尺寸美学产品,各项指标行业领先,深受高端户用市场的青睐。开发大尺寸超级金属化设计技术,年度效率提升0.6%以上,单瓦成本领先引领整体行业金属化技术的发展。

过去几年,210电池技术的工艺稳定性亦突破明显。在2021年时,曾有说法称,210P型电池片的良率低于同类型其他尺寸1.5个百分点;到2024年3月,210电池片与同类型其他尺寸的良率差距已缩小至0.2-0.7个百分点。

再次,在组件生产环节,210厂商一起实现了突破创新,汇聚点滴力量,为全球客户呈现出更加完美的产品。例如,领军企业结合210产品特性,开发出多主栅技术,开发智能定位、柔性抓取技术,精准控制组件焊带偏移精度,将划片不良控制在0.03%以内,成品良率显著提升。

如今,210技术已经在产业链各环节趋于成熟,成为引领整个光伏行业走向的先进技术潮流。

210N引领现在和未来

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从十几年前的125mm再到如今的210mm,过去二十年的光伏发展历程,也是一段硅片尺寸由小向大的进化史。这段尺寸进化史的背后,是光伏的技术创新始终是以降本增效为主航道的。理论上,硅片尺寸越大,意味着同等版型条件下,组件功率更高,从而度电成本则更低。因而,210时代的到来亦是大势所趋。

以基于210技术平台和N型TOPCon技术的天合至尊N型720W系列组件为例,其量产效率可达23.2%。交流侧装机容量为3.2MW位于青海共和的地面电站使用效果表明,与其他N型组件相比,至尊N型700W组件凭其高功率、低电压的设计可节省约10%-30%的电气装备,显著降低项目组件安装、支架等成本,最终BOS可节省人民币0.0424元/W,较普通N型组件降低5.8%。

210大尺寸硅片正是凭借其系统价值优势,自诞生之日起就受到市场的关注。随着技术的不断成熟与进步,其市场的份额也快速上升。据Infolink统计数据,2021年第三季度包括182和210在内的大尺寸硅片市场占有率刚刚超过50%,但到2022年其市占率已达到98%,已是市场绝对主流。

其中,210产品更是凭着更高的发电效率和更低的度电成本优势,在央国企集采中的份额不断上升。以2013年11月的中国能建15GW组件集采招标为例,210尺寸组件约占招采总量的41%,其中210N型占比达到70%以上。

210+N生态圈不断扩大

伴随着210产品市场热度的不断上升,越来越多的企业也相继推出相关尺寸产品。

2022年4月,行业领军企业天合光能打破了正方形硅片的思维桎梏,在业内首发210R矩形硅片,并生产出2384mm*1134mm尺寸组件。矩形硅片技术不仅帮助行业中版型组件功率成功突破600W难关,还以高达98.5%的集装箱利用率实现终端用户的BOS成本再度降低。基于上述优势,2023年以来,晶科、晶澳、正泰、通威等企业也接连向市场推出了基于210R矩形电池的高效组件。

2023年7月7日,阿特斯、东方日升、晶澳、晶科、隆基、天合、通威、一道、正泰九家龙头企业就矩形硅片中版型组件尺寸标准化达成了共识:2382mm*1134mm。

与此同时,210技术的引领者天合光能又将大尺寸硅片与N型TOPCon技术相结合进一步提高光伏组件发电效率和功率,于2023年8月推出了光伏行业最前沿的产品天合至尊N型组件,目前该款大版型组件功率达720W,一举引领了行业走向700W+时代。

210硅片技术的大范围应用,顺应了行业由P型向N型技术迭代的趋势,加速了更高功率的700W+时代的到来。2023年12月15日,阿特斯、东方日升、TCL中环、天合光能、通威股份、正泰新能六家企业发起成立了700W+光伏开放创新生态联盟。

而从前述2013年11月的中国能建15GW组件集采招标可发现,参与210N型组件招标的企业已有20余家。

在领军企业的带动下,辅产业链各种配套也在及时跟进,产业链上下游逐步形成了欣欣向荣、迭代共进的“生态效应”。逆变器龙头阳光电源就曾表示,它们生产的组串和模块化逆变器可兼容适配不同电流的组件,包括210R组件。其他辅材包括支架、玻璃等企业,也都围绕210尺寸开展创新。

210组件的整体产能也在逐步攀升。据集邦咨询统计,截至2023年上半年,210组件累计出货150GW,其中天合光能210组件出货超75GW。到2023年11月,天合光能的210组件出货超100GW。

结语

正可谓“一人行可以走得快,众人行可以走得远”,210技术的成功,打破了之前光伏企业单打独斗、强调竞争缺乏合作的局面,带来了强强联合、多方共赢的效果,是中国光伏培育新质生产力的典范。

新质生产力是创新起主导作用,符合新发展理念的先进生产力质态。新质生产力作为先进生产力的具体体现形式,是科技创新交叉融合突破所产生的根本性成果。新质生产力催生了新产业、新模式、新动能,是中国光伏迈向更高阶段的核心驱动力。

正如天合光能董事长高纪凡在两会建言中所强调的,理解新质生产力,要理解到其背后更重要的是生产关系的调整,避免“各自为战”,在研究端,加强产学研联合;在生产端,加强产业链协作,同时营造良性竞争环境,赋能高质量发展,实现“新质”与“高质”的双向赋能。

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