在步入競(jìng)價(jià)、平價(jià)時(shí)代的過(guò)程中，光伏行業(yè)不可避免的經(jīng)歷著一場(chǎng)高效技術(shù)變革風(fēng)暴，在電池組件端以應(yīng)用M6硅片的166尺寸產(chǎn)品為代表的的技術(shù)創(chuàng)新正在開(kāi)啟光伏技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的新格局。

營(yíng)口金辰機(jī)械股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)： 金辰股份 ）蘇州子公司總經(jīng)理王玉明對(duì)于“M6-166大尺寸硅片制造設(shè)備兼容性現(xiàn)狀與制造保障”這一話題進(jìn)行分析時(shí)強(qiáng)調(diào)，增大硅片尺寸的限制在于現(xiàn)有設(shè)備的兼容性，目前現(xiàn)有主流設(shè)備可以兼容M6-166大尺寸硅片，但是這一規(guī)格已基本達(dá)到部分設(shè)備允許的尺寸上限;繼續(xù)增大硅片尺寸則需重新購(gòu)置部分設(shè)備，使得增大尺寸帶來(lái)的成本下降被新購(gòu)設(shè)備帶來(lái)的成本上升所抵消。

現(xiàn)有主流設(shè)備

可兼容M6大尺寸硅片

據(jù)了解，光伏硅片尺寸標(biāo)準(zhǔn)源于半導(dǎo)體硅片，目前已經(jīng)歷三次變革。1981-2012年，硅片邊長(zhǎng)由100mm和125mm增加到156mm；2013-2017年，硅片邊長(zhǎng)從156mm變革為156.75mm；目前正在進(jìn)行的變革是硅片邊長(zhǎng)從156.75mm成為158.75mm方單晶和166mm大硅片。王玉明表示，M6大尺寸硅片是在不改變現(xiàn)有組件尺寸的情況下硅片的極限尺寸，同時(shí)也是部分設(shè)備允許的尺寸上限。

那么，在整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)鏈當(dāng)中，包括拉棒切片環(huán)節(jié)，電池環(huán)節(jié)和組件環(huán)節(jié)，M6大尺寸硅片的制造設(shè)備兼容性究竟如何？王玉明對(duì)此進(jìn)行了深刻剖析。

在拉棒與切片環(huán)節(jié)，分別對(duì)照單晶爐、開(kāi)方機(jī)、切斷機(jī)等主流設(shè)備的參數(shù)指標(biāo)，王玉明表示，當(dāng)前主流單晶爐廠家熱屏內(nèi)徑在270mm左右，M6硅片外徑223mm，對(duì)應(yīng)的圓棒直徑為228mm，單晶爐熱屏尺寸尚有較大余量，無(wú)須重大改造；而開(kāi)方機(jī)的常規(guī)尺寸為166mm，M6硅片對(duì)應(yīng)的方棒直徑為223mm，現(xiàn)有設(shè)備裕度較大。

但是對(duì)于拉棒與切片環(huán)節(jié)的切斷機(jī)設(shè)備，王玉明指出，“對(duì)于M6硅片對(duì)應(yīng)的圓棒直徑是228mm，在該設(shè)備加工規(guī)格范圍內(nèi)，已接近設(shè)備加工規(guī)格上限。”

“對(duì)于電池環(huán)節(jié)的主要管式設(shè)備擴(kuò)散爐和PECVD，由于擴(kuò)散爐的管徑最小為290mm，可滿(mǎn)足M6硅片223mm的外徑尺寸，若兼容M6硅片，還需要在石英舟上進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)”，王玉明介紹到，根據(jù)調(diào)研，目前市場(chǎng)上的PECVD主流設(shè)備最小直徑為450mm，而硅片邊距166mm，這就需要在犧牲產(chǎn)能的情況下兼容M6硅片，同時(shí)在工藝要求范圍內(nèi)把設(shè)備本體設(shè)計(jì)升級(jí)。

深圳 捷佳偉創(chuàng) 新能源裝備股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)：捷佳偉創(chuàng)）的總經(jīng)理李時(shí)俊對(duì)此觀點(diǎn)非常認(rèn)同，他表示，硅片尺寸加大，PECVD的石英管內(nèi)腔加大，使其電源功率更大，同樣供應(yīng)能力會(huì)有影響。

在王玉明看來(lái)，對(duì)于電池環(huán)節(jié)的絲網(wǎng)印刷機(jī)，硅片尺寸的增大勢(shì)必會(huì)加大印刷行程，M2升級(jí)為M6硅片，絲網(wǎng)設(shè)備也可以兼容，但可能會(huì)影響印刷機(jī)的產(chǎn)能，導(dǎo)致碎片率的增加。對(duì)此，兩位專(zhuān)家給出相同建議，印刷機(jī)可以采取升級(jí)方式，部分核心部件如DD馬達(dá)等，需更換規(guī)格型號(hào)。

“組件環(huán)節(jié)中，排版機(jī)的關(guān)鍵尺寸是組件長(zhǎng)和寬”，王玉明以金辰股份典型高速電池串自動(dòng)敷設(shè)機(jī)（排版機(jī)）為例，作出進(jìn)一步解釋?zhuān)艚M件尺寸在設(shè)備允許范圍內(nèi)，則只需更改設(shè)置即可適用于大硅片組件；若超出設(shè)備允許的最大組件尺寸，則很難通過(guò)小技改來(lái)兼容。另外，對(duì)于組件環(huán)節(jié)的輔材，諸如光伏玻璃、背板以及EVA等僅需調(diào)整切割尺寸即實(shí)現(xiàn)兼容，接線盒則不涉及尺寸問(wèn)題，只考慮組件功率提高后接線盒內(nèi)部線纜材料需要使用更高等級(jí)的材料等等問(wèn)題。

單管產(chǎn)能1600片M6大硅片

將成為未來(lái)擴(kuò)散爐的主流

針對(duì)上述兩個(gè)疑問(wèn)，電池環(huán)節(jié)的擴(kuò)散爐石英舟，以及管式PECVD的石墨舟該如何進(jìn)行改進(jìn)，從而提升M6大硅片的產(chǎn)能，王玉明從設(shè)備設(shè)計(jì)角度上進(jìn)行了闡述。

從擴(kuò)散爐石英舟的合理設(shè)計(jì)上來(lái)看，主要有兩大要點(diǎn)，首先硅片尺寸應(yīng)小于擴(kuò)散爐爐管直徑，且需要留有一定的操作空間；其次將硅片邊距由156.75mm提高到166mm的同時(shí)，硅片半徑將由210mm增大至223mm,對(duì)于內(nèi)徑290mm的擴(kuò)散爐來(lái)說(shuō)是可行的。王玉明建議，設(shè)備企業(yè)應(yīng)做的保障措施則是，合理設(shè)計(jì)石英舟（如調(diào)整石英棒的間距離），滿(mǎn)足M6硅片插片及進(jìn)出爐體的要求；建議采用菱形插片設(shè)計(jì)，能夠兼容156mm和166mm大硅片。

“提升擴(kuò)散爐M6大硅片的產(chǎn)能需通過(guò)加長(zhǎng)爐體恒溫區(qū)設(shè)計(jì)增大產(chǎn)能以降低成本，單管產(chǎn)能1600片M6大硅片將成為未來(lái)擴(kuò)散爐的主流。”王玉明總結(jié)道。

而對(duì)于PECVD石墨舟的合理設(shè)計(jì)，王玉明表示，其與擴(kuò)散爐的情況有些不同，由于石墨舟分為立式和臥式兩種，因此只需硅片邊距小于PECVD爐管內(nèi)徑即可，將硅片邊距由156.75mm提高到166mm對(duì)于內(nèi)徑450mm的PECVD來(lái)說(shuō)并無(wú)障礙。

王玉明認(rèn)為，提升PECVD M6大硅片產(chǎn)能，需要增大反應(yīng)管內(nèi)徑、加長(zhǎng)恒溫區(qū)以及提升單管產(chǎn)能三方面進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)；同時(shí)他預(yù)測(cè)，單管產(chǎn)能504片或630片M6大硅片將成為未來(lái)PECVD的主流。

王玉明還提及，金辰股份作為光伏主流設(shè)備制造商，從電池智能光伏絲網(wǎng)印刷線、疊瓦組件設(shè)備線，組件層壓機(jī)等環(huán)節(jié)對(duì)M6硅片兼容性較好，現(xiàn)有主流設(shè)備基本能夠兼容M6大硅片生產(chǎn)。

李時(shí)俊也表示，現(xiàn)有電池設(shè)備完全可以滿(mǎn)足M6硅片在電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)的要求。對(duì)于2019年以后的設(shè)備，捷佳偉創(chuàng)可以實(shí)現(xiàn)“無(wú)縫對(duì)接”M6硅片！