วิวัฒนาการของโมโนซิลิคอนเวเฟอร์เพิ่มขึ้น

Bigger Ingot

ในปีที่ผ่านมาเทคโนโลยี PV ได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็ว ด้วยความเคารพต่อเซลล์ PERC ประสิทธิภาพสูงเซลล์ bifacial และซิลิกอนสีดำได้เริ่มการผลิตจำนวนมากในขณะที่เทคโนโลยี N-type และ heterojunction ได้รับการตั้งหลักในตลาด สำหรับโมดูลโมดูลกระจกสองชั้นครึ่งเซลล์มัลติบัสบาร์และเซลล์งูสวัดได้ตระหนักถึงความเป็นอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ ด้วยความเคารพต่อ monocrystalline silicon wafer ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีจำนวนมากได้รับการพัฒนาและมีความสำคัญยิ่งกว่าเวเฟอร์ที่มีขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆ

ก่อนปี 2010 แผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนแบบ monocrystalline นั้นมีขนาดเล็กโดยมีความกว้าง 125 มม. (ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางลิ่ม f164 มม. ของซิลิกอน) และเวเฟอร์ 156 มม. (f200mm) บางตัว หลังจากปี 2010 เวเฟอร์ 156 มม. ได้ครอบครองส่วนแบ่งที่มากขึ้นเรื่อย ๆ และกลายเป็นกระแสหลัก เวเฟอร์ชนิด 125 มม. P ถูกกำจัดออกเกือบประมาณปี 2014 มีเพียงเซลล์ IBC หรือ HIT บางตัวเท่านั้น ในตอนท้ายของปี 2013 LONGi, Zhonghuan, Jinglong, Solargiga และ Comtec ได้ออกมาตรฐานสำหรับเวเฟอร์ M1 (156.75-f205mm) และ M2 (156.75-f210mm) โดยไม่ต้องเปลี่ยนขนาดของโมดูล M2 สามารถเพิ่มกำลังงานของโมดูลได้มากกว่า 5Wp กลายเป็นกระแสหลักอย่างรวดเร็วและรักษาสถานะไว้เป็นเวลาหลายปี ในช่วงเวลาดังกล่าวมีเวเฟอร์ M4 (161.7-f211mm) จำนวนหนึ่งในตลาดซึ่งเป็นพื้นที่ที่มีขนาดใหญ่กว่า M2 ถึง 5.7% ส่วนเวเฟอร์นั้นถูกนำไปใช้กับโมดูล bifacial แบบ N-type เป็นส่วนใหญ่

ในช่วงครึ่งหลังของปี 2561 เนื่องจากการแข่งขันในตลาดที่ทวีความรุนแรงขึ้นหลายองค์กรหันมาให้ความสำคัญกับเวเฟอร์ซิลิคอนอีกครั้งโดยหวังว่าจะเพิ่มพลังของโมดูลโดยการขยายขนาดของเวเฟอร์ซิลิคอนเพื่อรักษาความสามารถในการแข่งขันของผลิตภัณฑ์ วิธีการหนึ่งคือการคัดลอกการเปิดตัว M2 ดำเนินการเพิ่มความกว้างข้ามเวเฟอร์ต่อไปเช่น 157 มม. 157.25 มม. หรือ 157.4 มม. โดยไม่เพิ่มขนาดของโมดูล แต่การเพิ่มพลังงานที่ได้รับ จำกัด ความต้องการ ความแม่นยำในการผลิตเพิ่มขึ้นและความเข้ากันได้ของการรับรองอาจได้รับผลกระทบ (เช่นไม่สามารถทำตามข้อกำหนดระยะทาง creepage ของ UL) อีกวิธีการหนึ่งคือการปฏิบัติตามเส้นทางของการเพิ่มความกว้างข้ามเวเฟอร์จาก 125 มม. เป็น 156 มม. และเพิ่มขนาดของโมดูลเช่น 158.75 มม. หลอกเวเฟอร์สี่เหลี่ยมจัตุรัสหรือเวเฟอร์สแควร์ (f223mm) หลังเพิ่มพื้นที่เวเฟอร์โดยประมาณ 3% ซึ่งเพิ่มพลังของโมดูล 60 เซลล์เกือบ 10Wp; ในขณะเดียวกันผู้ผลิตโมดูล N บางประเภทเลือกเวเฟอร์ M4.7.7 มม.; องค์กรบางแห่งวางแผนที่จะเปิดเวเฟอร์ 166 มม.

Wafer size increase

ทีนี้ลองมาดูกันว่าทำไมเวเฟอร์มีขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆ

จากมุมมองของการผลิตอัตราการผลิตเซลล์และโมดูล (เวเฟอร์ / ชั่วโมงโมดูล / ชั่วโมง) ได้รับการแก้ไขโดยทั่วไปและการเพิ่มขนาดของเวเฟอร์สามารถเพิ่มพลังของเซลล์หรือโมดูลที่ผลิตต่อหน่วยเวลาซึ่งสามารถลด อุปกรณ์กำลังคนและต้นทุนอื่น ๆ ต่อ Wp ของ บริษัท จึงช่วยลดต้นทุนการผลิตของเซลล์และโมดูลโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเวเฟอร์ 125 มม. ถูกเปลี่ยนเป็นเวเฟอร์ 156 มม.

จากมุมมองของค่าใช้จ่ายของระบบสถานีพลังงานการใช้สถานีพลังงานภาคพื้นดินเป็นตัวอย่างภายใต้ประสิทธิภาพเดียวกันโมดูลได้รับพลังงานที่สูงขึ้นเนื่องจากขนาดเวเฟอร์ที่ใหญ่ขึ้นในขณะที่จำนวนโมดูลในสตริงยังคงไม่เปลี่ยนแปลงตามผล ประสิทธิภาพของโมดูลบนตัวยึดเดี่ยวเพิ่มขึ้นตามลำดับและลดค่าใช้จ่ายของฐานยึดและเสาเข็มต่อ Wp เมื่อโมดูลขนาดใหญ่มีผลต่อความเร็วในการขนส่งและการติดตั้งเพียงเล็กน้อยประสิทธิภาพการติดตั้งของโมดูลและตัวยึดต่อ Wp จะได้รับการปรับปรุง เนื่องจากความสามารถต่ออาเรย์ถูกกำหนดโดยอินเวอร์เตอร์และสามารถพิจารณาได้ว่าโมดูลกำลังแรงสูงสามารถลดการใช้กล่องรวมหรืออินเวอร์เตอร์สตริงและการลดการใช้งานของวงเล็บสามารถลดรอยเท้าของอาเรย์ และระยะห่างด้านหลังและระยะห่างซ้ายและขวาของวงเล็บ) และการลดจำนวนของวงเล็บและรอยเท้าของพวกเขาสามารถลดการใช้สายไฟ คาดว่าโมดูล 425Wp ที่ใช้เวเฟอร์ 166 มม. สามารถประหยัดค่าใช้จ่าย BOS ได้อย่างน้อย RMB5.05 / Wp เมื่อเปรียบเทียบกับโมดูล 380Wp โดยใช้เวเฟอร์ M2 (ทั้ง 72 เซลล์ชนิด) หากมีการใช้ตัวติดตามหรือในพื้นที่ต่างประเทศที่มีต้นทุนแรงงานสูงจะมีการบันทึกต้นทุน BOS มากขึ้น

Benefit of large wafer

จุดสองจุดข้างต้นแสดงให้เห็นว่าเมื่อการผลิตอุปกรณ์และการขนส่งไม่เป็นปัญหาขนาดเวเฟอร์ควรจะมีขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อประหยัดค่าใช้จ่ายของเซลล์และโมดูลมากขึ้นและต้นทุนระบบ BOS ด้วยเหตุนี้ผู้ผลิตเซลล์ฟิล์มบางของแคดเมียมเทลลูไรด์ First Solar จึงเพิ่มขนาดโมดูลโดยตรงจากรุ่นที่สี่ 1200 * 600 มม. เป็น 2009 * 1232 มม. พื้นที่โมดูล ( ใกล้ 2.5m2 ) และน้ำหนัก ( 35 กิโลกรัม ) ควรเป็นค่าขีด จำกัด ที่ได้รับหลังจากการวิเคราะห์ที่ครอบคลุม สำหรับโมดูลผลึกซิลิคอนจำเป็นต้องใช้โอกาสในการเปลี่ยนแปลงของอุตสาหกรรมนี้เพื่อปรับขนาดให้มีความเสถียรและคุ้มค่ามากขึ้นเช่นเดียวกับการปรับจาก 125 มม. เป็น 156 มม. อ้างอิงจากบทความ WeChat หัวข้อ“ Monocrystalline ง่ายต่อการตระหนักถึงเวเฟอร์ขนาดใหญ่” ปัจจัยหลักที่ควบคุมเวเฟอร์จากการที่ใหญ่ขึ้นคือเตาหลอม เพื่อให้เวเฟอร์มีขนาดใหญ่ขึ้นในเตาหลอมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง จำกัด เวเฟอร์ซิลิคอนแบบ monocrystalline แบบสี่เหลี่ยมหลอกควรมีข้อได้เปรียบบางอย่างเหนือแผ่นเวเฟอร์ monocrystalline แบบซิลิคอน

Diffusion furnace section

โดยสรุปเวเฟอร์ขนาดใหญ่สามารถนำมูลค่าที่ชัดเจนให้กับอุตสาหกรรมไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ องค์กรขนาดใหญ่ควรใช้โอกาสนี้ในการกำหนดขนาดที่ค่อนข้างคงที่เป็นเวลาหลายปีเพื่อลดการลงทุนซ้ำในการเปลี่ยนสายการผลิตและค่าใช้จ่ายในการออกใบรับรอง แผ่นซิลิคอน monocrystalline ขนาด 166 มม. ซึ่งเป็นขนาดสูงสุดที่เข้ากันได้กับทุกสายการผลิตดูเหมือนจะเป็นตัวเลือกที่ดีในระยะปัจจุบัน

อ้างอิง : http://th.dsisolar.com/info/evolution-of-mono-silicon-wafer-getting-increa-37642030.html