一、拉晶、切方过程中的损耗
根据某拉晶厂最新的环评报告,切方过程会产生的28.57%边角料,主要是头尾料和边皮料,这些边角料经过擦拭污迹,去除杂质、破碎、酸洗等步骤,再经纯水清洗、烘干、冷却、检验合格后回用。
因此,拉晶、切方中真正产生的损耗有:拉晶损耗2.31%,切方损耗2.16%,酸洗损耗0.29%,合计损耗4.76%。考虑到边角料循环拉棒切方产生的损耗,经过简单的求极限可知硅料合计损耗6.19%。
因此,1kg硅料经过拉晶、切方后能产出0.9381kg方棒。
需要指出的是,锅底料是残留在石英坩埚中的余料,有些厂家会通过去除石英、酸洗、清洗、烘干、冷却后回用,也有厂家会把它当做固废处理、出售。
表1:某拉晶厂环评报告数据
二、方棒切片的出片量和损耗
通过每公斤方棒的长度,除以槽距(硅片厚度+金刚线线径+砂径),再考虑到良率后,即可得出片数。以182边长、165微米厚的M10硅片为例,每千克方棒可切片55.03片,计算过程如下:
表2:由硅棒切M10-182硅片的数量计算
切片损耗计算:通过每片硅片的重量,可以计算出每公斤硅棒最终切出的硅片重量。
图1:常见M10-182硅片截面尺寸
表3:M10硅片重量计算
因此,每公斤方棒切出的硅片总重量为:55.03*12.691=698.39(克)。由此可见,方棒切片环节的硅损耗就是切割的磨损,大约为30%左右,可以说是所有环节中损耗最大的部分。该部分损耗除部分不合格硅片可以清洗重复利用外,其它切割产生的硅屑都无法重复利用,一般作为废料对外出售。
三、硅片到组件封装功率
接切片环节,55.03片(对应1kg方棒)硅片最终封装至组件中为53.66片,可支撑377.28W组件功率。
表4:每公斤方棒支撑组件功率
根据1kg硅料形成0.9381kg方棒,1kg硅料可支撑353.93W组件。因此,以M10尺寸计算,1万吨硅料支撑3.54GW组件。
用同样的方法来推算P型M6、M12,和更薄更高效的N型M10和N型M12所对应的组件功率,可以得到以下结果:
表5:不同尺寸硅片对应硅料组件产出
四、2022年硅料/组件产出比展望
随着硅片薄片化、金刚线线径下降、电池组件效率的提升,1万吨硅料对应3.3GW的时代已经远去,现在时点一万吨硅料对应3.5GW组件产出是比较合适的。
而随着N型电池技术如异质结、TOPCon的普及,电池效率会进一步提升至24%+、25%+,万吨硅料支撑的组件功率数将达到3.95GW左右,叠加更好的串联及封装工艺,以万吨硅料对应4GW(1:4)也有望实现。
此外,金刚线线径向40微米以下进发,也直接降低了切片损耗;如果再考虑拉棒端的工艺提升带来的硅耗降低,比如拉棒效率的提升、锅底料的复用,如果未来硅片竞争更加激烈,还能榨出一点空间;再考虑到硅片的减薄,如中环已经推出了150um、160um的硅片,也就是说,硅料厂啥都不做,单靠下游的技术进步,按照以往万吨硅料对应3.3GW的量计算,就能多出20%的组件产量,想想还有点小惊喜呢。
另外对比可知,210硅片切片良率要比182低一些,金刚线线径也会比182尺寸粗一些,所以210尺寸的硅耗会多一些,形成组件的功率要稍低一些。
各种技术进步推动硅料/组件产出比不断提升后,相同的硅料产能未来能支撑20%的组件产量。根据☞☞对王勃华CPIA报告的解读,2021年Q4的硅料产量,加上2021年底前形成的硅料产能对应2022年的产量,就能满足2022年的全部新增装机需求。如果加上技术进步带来的组件产量额外增量,2022年及以后的硅料供应会更加充裕。
而到2022年底前,全球将形成百万吨级的硅料产能,汹涌扩产的硅料未来会何去何从?
原标题: 揭秘:1万吨硅料,到底能产多少GW组件?