在步入競價、平價時代的過程中，光伏行業(yè)不可避免的經歷著一場高效技術變革風暴，在電池組件端以應用M6硅片的166尺寸產品為代表的的技術創(chuàng)新正在開啟光伏技術競爭的新格局。
營口金辰機械股份有限公司(以下簡稱：金辰股份)蘇州子公司總經理王玉明對于“M6-166大尺寸硅片制造設備兼容性現狀與制造保障”這一話題進行分析時強調，增大硅片尺寸的限制在于現有設備的兼容性，目前現有主流設備可以兼容M6-166大尺寸硅片，但是這一規(guī)格已基本達到部分設備允許的尺寸上限; 繼續(xù)增大硅片尺寸則需重新購置部分設備，使得增大尺寸帶來的成本下降被新購設備帶來的成本上升所抵消。
現有主流設備可兼容M6大尺寸硅片
據了解，光伏硅片尺寸標準源于半導體硅片，目前已經歷三次變革。1981-2012年，硅片邊長由100mm和125mm增加到156mm;2013-2017年，硅片邊長從156mm變革為156.75mm;目前正在進行的變革是硅片邊長從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有組件尺寸的情況下硅片的極限尺寸，同時也是部分設備允許的尺寸上限。
那么，在整個光伏產業(yè)鏈當中，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備兼容性究竟如何?王玉明對此進行了深刻剖析。
在拉棒與切片環(huán)節(jié)，分別對照單晶爐、開方機、切斷機等主流設備的參數指標，王玉明表示，當前主流單晶爐廠家熱屏內徑在270mm左右，M6硅片外徑223mm，對應的圓棒直徑為228mm，單晶爐熱屏尺寸尚有較大余量，無須重大改造;而開方機的常規(guī)尺寸為166mm，M6硅片對應的方棒直徑為223mm，現有設備裕度較大。
但是對于拉棒與切片環(huán)節(jié)的切斷機設備，王玉明指出，“對于M6硅片對應的圓棒直徑是228mm，在該設備加工規(guī)格范圍內，已接近設備加工規(guī)格上限?！?/p>
“對于電池環(huán)節(jié)的主要管式設備擴散爐和PECVD，由于擴散爐的管徑最小為290mm，可滿足M6硅片223mm的外徑尺寸，若兼容M6硅片，還需要在石英舟上進行合理的設計”，王玉明介紹到，根據調研，目前市場上的PECVD主流設備最小直徑為450mm，而硅片邊距166mm，這就需要在犧牲產能的情況下兼容M6硅片，同時在工藝要求范圍內把設備本體設計升級。
深圳捷佳偉創(chuàng)新能源裝備股份有限公司(以下簡稱：捷佳偉創(chuàng))的總經理李時俊對此觀點非常認同，他表示，硅片尺寸加大，PECVD的石英管內腔加大，使其電源功率更大，同樣供應能力會有影響。
在王玉明看來，對于電池環(huán)節(jié)的絲網印刷機，硅片尺寸的增大勢必會加大印刷行程，M2升級為M6硅片，絲網設備也可以兼容，但可能會影響印刷機的產能，導致碎片率的增加。對此，兩位專家給出相同建議，印刷機可以采取升級方式，部分核心部件如DD馬達等，需更換規(guī)格型號。
“組件環(huán)節(jié)中，排版機的關鍵尺寸是組件長和寬”，王玉明以金辰股份典型高速電池串自動敷設機(排版機)為例，作出進一步解釋，若組件尺寸在設備允許范圍內，則只需更改設置即可適用于大硅片組件;若超出設備允許的最大組件尺寸，則很難通過小技改來兼容。另外，對于組件環(huán)節(jié)的輔材，諸如光伏玻璃、背板以及EVA等僅需調整切割尺寸即實現兼容，接線盒則不涉及尺寸問題，只考慮組件功率提高后接線盒內部線纜材料需要使用更高等級的材料等等問題。
單管產能1600片M6大硅片將成為未來擴散爐的主流
針對上述兩個疑問，電池環(huán)節(jié)的擴散爐石英舟，以及管式PECVD的石墨舟該如何進行改進，從而提升M6大硅片的產能，王玉明從設備設計角度上進行了闡述。
從擴散爐石英舟的合理設計上來看，主要有兩大要點，首先硅片尺寸應小于擴散爐爐管直徑，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，硅片半徑將由210mm增大至223mm,對于內徑290mm的擴散爐來說是可行的。王玉明建議，設備企業(yè)應做的保障措施則是，合理設計石英舟(如調整石英棒的間距離)，滿足M6硅片插片及進出爐體的要求;建議采用菱形插片設計，能夠兼容156mm和166mm大硅片。
“提升擴散爐M6大硅片的產能需通過加長爐體恒溫區(qū)設計增大產能以降低成本，單管產能1600片M6大硅片將成為未來擴散爐的主流。”王玉明總結道。
而對于PECVD石墨舟的合理設計，王玉明表示，其與擴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爐管內徑即可，將硅片邊距由156.75mm提高到166mm對于內徑450mm的PECVD來說并無障礙。
王玉明認為，提升PECVD M6大硅片產能，需要增大反應管內徑、加長恒溫區(qū)以及提升單管產能三方面進行設計改進;同時他預測，單管產能504片或630片M6大硅片將成為未來PECVD的主流。
王玉明還提及，金辰股份作為光伏主流設備制造商，從電池智能光伏絲網印刷線、疊瓦組件設備線，組件層壓機等環(huán)節(jié)對M6硅片兼容性較好，現有主流設備基本能夠兼容M6大硅片生產。
李時俊也表示，現有電池設備完全可以滿足M6硅片在電池生產環(huán)節(jié)的要求。對于2019年以后的設備，捷佳偉創(chuàng)可以實現“無縫對接”M6硅片!
來源：光伏頭條
