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保利金沙硅片 引领“光伏领跑者”计划

2016-05-18来源:徐州日报

5月10日,记者来到徐州经济技术开发区江苏金沙硅材料科技发展有限公司,见到省“双创”人才、保利金沙能源控股有限公司长晶事业部技术副总裁游达博士时,他正指导技术人员进行炉型升级,g6铸锭炉升级为g7新炉型后,仅装料量就可由之前的880公斤显著提升至1200公斤,更不用说优化的热场工艺和产品晶体结构还将提升产品转换效率并降低光衰。研发人员还全力以赴突破光伏产业技术瓶颈,利用铸锭技术生产出高品质的准单晶硅产品。这对于他们这个“双创”团队来说,都是看得到的效益。

在江苏金沙硅材料102厂房里,空间看起来宽敞了许多,设备更加集中了,人员不再密集了。车间负责人告诉记者,这个车间已经完成了智能化改造,多晶硅铸锭与切片后的擦片、清洗、片检等环节,全部实现了生产自动化,原来分离的生产工序已经由传送带连通了起来。这不仅减轻了工人的劳动强度,也提升了工作效率和产品品质的稳定性。

保利金沙近年来在不新增加主要设备的情况下,通过投入智能升级,3年实现硅片产能从9吉瓦增长到15吉瓦,生产效率提升、实现年降本10%至20%,同时实现了品质稳定提升和高效硅片占比扩大到80%。未来将通过整合提升优质产能,推进智能制造的成果推广到全行业,以保持国内硅片端整体竞争力处于全球绝对领先地位,为光伏产业发展夯实原料基础。

技术革新

驱动成本跑赢价格下跌

保利金沙总裁、首席执行官朱战军透露,在“光伏领跑者”计划的推动下,光伏产业将以更快速度步入高效时代。而硅片领域的一系列技术进步,则成为成本降低的重要推动力。在占据主要市场的多晶领域,更大铸锭炉型的改造及普及,金刚线切割多晶硅片工艺的导通及客户接受程度的提升将成为主要因素,多晶技术仍然蕴藏巨大潜力。目前小众的单晶技术将受益于更大单晶炉型及热场的推广、电镀金刚线切割工艺的导通及在此基础上单晶硅片薄片化工艺、一炉三棒等先进工艺。

这两年保利金沙硅片产量提升的原因在于精细化管理和工艺技术进步。目前企业在进行有关先进铸锭设施、硅片切割工艺等多项技术改进。多晶高效硅片在普通电池工艺批量生产的平均转换效率则达到了18.5%。保利金沙结合自身发展情况,分阶段、循序渐进地推进智能工厂建设。

生产环节的工艺改进提升了单位产能,设备的自动化改造提升了生产效率,使得产能利用率持续超过100%,在释放产能的同时降低了生产成本。目前,保利金沙在硅片生产环节已经实现了局部低成本自动化,每年可下降20%-30%的直接人力成本,并伴随生产效率的提升,取得可观的经济收益。今年,公司还将在现有自动化、信息化的基础上向智能化方向发展,实现包括物料配送、智能上料、智能入库等功能,逐步驶入光伏智能制造发展快车道。

保利金沙的硅片技术,在近4年来每半年推出一款高效产品,持续的技术创新为高效光伏产品提供了“光伏芯”。自2011年11月发布首款高效硅片产品以来,保利金沙一直稳定保持着每半年推出一个新产品的频率,已先后推出“鑫单晶”g1、g2,“鑫多晶”s1、s2、s3、s4等一系列高效产品。系列高效单、多晶硅片的组合研制成功及量产,也将进一步提升保利金沙在光伏市场的影响力、领导力。

在最新一代鑫多晶s4上,除了晶体结构控制,保利金沙已经开始尝试其他的技术方案。其中,金刚线切多晶匹配湿法黑硅技术是当前研发的重点。保利金沙的gcl法多晶黑硅片以金属诱导,产生纳米微孔结构,增加对光的吸收,解决了在金刚线切多晶硅片的表面制备优质绒面的障碍。不仅如此,黑硅技术大大弥补了金刚线切多晶硅片反射率更高、严重降低电池效率的缺陷,是理想的配套技术方案。

实验数据表明,应用gcl法多晶黑硅技术的电池可以提升电池效率0.3%-0.4%,60片型组件功率可以提升4-6w。此外,改良制绒的金刚线切硅片还可额外带来0.1%的电池效率增益,并降低硅片加工成本达15%。

高效硅片发力

后市更加看好

产品的更新换代也体现在市场需求方面。保利金沙的数据显示,今年第一季度,鑫多晶s3的出货量为3.2亿片,比去年同期增长97%,呈现爆发性增长的态势,说明市场对高效多晶产品需求旺盛。保利金沙最新一代高效多晶硅片产品——鑫多晶s4已在下游电池厂家试用,试验结果良好,推动多家电池厂商进入“光伏领跑者”名单。

没有先人一步的思考,就不可能掌握市场先机。电池光电转换效率一个百分点的提高,将意味着企业市场竞争力大幅提升。更为重要的是,有望扭转困扰我国光伏行业成本居高不下的窘境。2010年,金沙硅材料公司刚刚投产的硅片平均光电转换效率约为13%;2011年3月,公司新推出的高效多晶硅片“鑫多晶s1+”平均转换效率突破16%,之后两年又相继推出s2、s3、s4,每款新品相较上一代产品,转化效率上均有0.3%到0.4%以上的提升。“鑫多晶s4”运用在普通电池工艺上的平均转换效率达到18.33%,新产品不仅有效解决多晶硅片黑边问题,更重要的是抗光衰性能显著提升。

江苏中能硅业科技发展有限公司和江苏金沙硅材料科技发展有限公司虽然同属于保利金沙,多晶硅和硅片产品也属于上下游产业链,但一直作为两家独立的企业,各自专业化运营。保利金沙从专业化起步,又通过契合产业特点的专业化分工把产业能力发展到极致,为光伏产品提供了高品质原料,推动产业发展进入了良性发展轨道。

游达博士指出,公司成立至今始终坚持以市场为导向的发展战略。在如今多晶产品占据市场绝对主流的情况下,多晶硅片领域的多项工艺技术有望于2016年出现重要突破,多晶技术路线在成本、效率、产能等方面相比单晶有更大的提升空间。而单晶的市场占有率在短时间内难以有较大提高,这决定了保利金沙未来几年仍将以多晶产品作为主要发展方向。但公司也在积极布局单晶市场,并选择了差异化的超高效n型高效单晶作为新一代高效技术与产品储备,主要瞄准转换效率达24%-25%的高端细分市场。从去年开始,保利金沙布局建设了单晶生产基地,为市场提供一部分单晶产品,后期会根据市场需求谨慎放量。单多晶一起为能源局规划中的“光伏领跑者”提供高品质原料,以技术进步瞄准高性价比,为光伏平价上网贡献制造业力量。

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