新年再论：M6的崛起

　　对于中国光伏产业来说，2019年是戏剧性的一年，不只是新增装机量的大幅下滑，更重要的是完成了从多晶电池向单晶电池的决定性转变。当单多晶之争画上句号，2019年，让行业更关注的是：M6，大还是更大？

 

　　M6，大硅片来了

 

　　但在过去12个月里，有一个变化是不容忽视的，那就是硅片尺寸的增加和M6的崛起。在单晶龙头隆基的大力推广下，电池向大硅片转变可能比许多人预期的都要快。隆基认为，这个尺寸非常适合当下光伏电池和组件，几乎不用改变现在的电站设计。

 

　　M6，硅片长度166mm，最大对角线长度223毫米，有倒角。此前最受欢迎的尺寸为M2，长度为156.75mm，对角线长度为210mm。相比之下，M6的面积增加了12.21%。

 

　　对于72片电池组件，采用M6电池的组件功率可以轻松从395瓦增加到430瓦，而基本不会改变组件设计。

 

　　据悉，隆基新布局的60GW新增产能，都是针对M6而设计。

 

　　大就是美

 

　　和半导体行业一样，硅片大小在光伏中也很重要。作为光伏组件中的发电材料，硅片约占组件总成本的40%。当硅片面积增加时，每个电池片的输出功率也随之增加，同时生产成本基本会保持不变，或略微增长。

 

　　更大的硅片也为光伏系统成本降低提供了空间。通过使用更大的硅片，平衡系统成本的可以降低，每瓦的安装，包括基桩、支架或跟踪器，以及所有电气部件如逆变器、接线盒和电缆等成本都随之降低，其结果是更低的LCOE和更高的光伏项目投资回报率。

 

　　回顾过去40年光伏产业的发展，硅片尺寸的扩大成为一种趋势。40年前，主流硅片是只有100毫米左右，本世纪第一个10年增加到125毫米，第二个10年，156毫米的M0型硅片成为主导尺寸，此后又有M1（156.75/205mm对角线长度）、M2（156.75/210mm）甚至M4（161.7/211mm）的小修正，过去七年中晶圆尺寸只是尝试一点一点增加。

 

　　而隆基，经过长期研究，加上技术上的进步，将M4直接升级到M6，开启了行业新的里程碑。

 

　　为何是M6？

 

　　很难精确验证哪家公司部署了第一个M6硅片。然而，现在很清楚的是，隆基是M6的主要倡导者和推动者。2018年起，隆基推出最新的Hi-Mo4和Hi-MoX组件，从此光伏行业多了一个熟悉的硅片尺寸：166，同时隆基将所有不同的规格统一为单一的标准M6，并不断介绍采用M6的原因和优势。

 

　　为什么隆基选择支持M6，而非其它尺寸？

 

　　现在看来，这一选择经过了长期考虑，是战略性的判断。在15th CSPV大会上，隆基认为M6（166mm）在降低成本和系统兼容性之间提供了最好的平衡。根据隆基的计算，2019年M6硅片的价格比M2高出0.34元人民币（合0.048美元），但到2020年将降至0.20元人民币以下。有了这个额外的降本，与M2相比，M6可以提供平均6-7%的BOS成本优势，相当于约0.08元人民币/瓦。

 

　　隆基主推M6的另一个非常重要的原因是系统兼容性。包括两点：易于安装和电力电子设备兼容。安装时，72-M6电池的组件重量约为30kg，接近手动安装的极限。考虑到功率输出的增加，包括潜在的双面增益，M6电池将使工作电流增加到13A左右，这是组串逆变器的上限。使用M6电池的组件也与集中式逆变器兼容。

 

　　在组件生产中，M6可以实现更大幅度的成本降低。为了以更高的功率输出赢得市场份额，组件厂对生产M6电池的组件反应是积极的。同时，组件材料，如铝边框、玻璃、接线盒、电缆、包装材料成本的增加，都低于组件功率增加带来的好处，组件成本降低0.025元/瓦。

 

　　在电池生产中，隆基认为M6能与现有的主要设备兼容，包括扩散、退火、PECVD和其他工艺。由于旧设备的自然冗余，工艺改造成本也很有限，大多数相关设备的升级改造无论是技术上还是经济上都是可以接受的。隆基报告称，由于更好的设备利用率，电池生产成本科降低0.025元/瓦。

 

　　隆基硅片事业部副总裁谢天表示，隆基研究了上下游数以千计的设备，与我们的许多客户、合作伙伴和供应商讨论了大尺寸的通用兼容性，发现M6是大尺寸的最佳选择。现有设备只要不是太旧，大多数都可以升级适应M6，而且成本很低。整个行业将以最少的设备改造和投资获得最佳的成本降低。

 

　　行业反馈

 

　　上下游厂商都证实了M6的兼容性。中国最大的光伏制造设备供应商之一营口金辰总经理王玉明在一次行业会议上表示，尽管M6的尺寸几乎达到了一些制造设备的限制，但该公司可以提供修改所需要的解决方案，以相对较低的成本切换到M6。根据金辰的计算，生产比M6更大的硅片就必须提供定制设备，而且成本可能高于更大尺寸硅片的潜在效益。

 

　　拥有9GW电池产能的大型电池制造商爱旭太阳能也表示，它可以在不增加投资的情况下，将生产线调整为M6生产。据悉，爱旭已经完成了对其3.8GW天津电池厂的产线改造，以满足客户对M6电池的订单。此外爱旭认为，到2020年M6的出货量将占其产量的60%以上，到2021年将增至90%。

 

　　一些关键的组件制造商已经开始使用M6电池来提高组件功率。中国最大的支架和跟踪器公司中信博研究了M6组件对安装结构的潜在影响，认为其目前的设计可以支持M6组件额外的重量。全球最大的跟踪器制造商美国Nextracker也表示支持M6。

 

　　那M12呢？

 

　　对于大尺寸，隆基并非孤军奋战，相反，另一个竞争对手在2019年下半年提出了更激进的硅片尺寸：M12，它就是中环。

 

　　2019年8月中环发布了其最新硅片产品 - M12。它的特点是尺寸更大，长度为210毫米，对角线为295毫米。中环表示，一个60片M12电池的光伏组件，将很容易实现超过600瓦组件输出功率。

 

　　然而，对于中环210硅片，光伏产业反应仍极为谨慎。与对M6的回应不同，许多设备供应商尚未就其设备改装以适应M12尺寸的可能性和成本发表任何言论。除了中环，目前爱旭和通威只是开始尝试其生产线适应M12的调整。而支架架和跟踪器供应商也对安装有M12面板时的静态和动态稳定性表示担忧，这种稳定性比以前按比例安装的任何其他尺寸组件都要重得多。

 

　　一些业内专家认为，中环的M12正瞄准下一代光伏电池技术，如IBC技术，以实现更高的转化率和更高的功率。简而言之，M12似乎是未来光伏技术的未来尺寸。

 

　　从M2到M6，再到M12，有会多快？

 

　　硅片尺寸从占主导地位的M2转变为M6的速度可能比许多人想象的要快。隆基透露，2019年底前已订购并交付了3千兆瓦的M6组件。2020年，隆基公司总产能23GW的太阳能电池和20GW的组件将全部采用M6硅片制造，这意味着其至少一半的电池和组件产量将是M6。

 

　　其他公司对他们的预测更为激进。很多人相信M6的市场渗透率在2020年将超过50%，到2021年底将超过70%，因为其他公司将不得不跟进以保护其市场份额。

 

　　然而，最近两个月，行业对M12的接受度似乎正在加快。考虑到现在晶硅光伏制造业的快速变化，东方日升在12月底宣布正式支持M12，并推出了一款50片电池、500 Wp+半片组件，配备了中环的M12硅片。

 

　　此外，爱旭、通威也陆续开始尝试支持M12电池的制造，天合首批210尺寸的组件也于近日最新出产。

 

　　日升、爱旭、通威对M12的支持，或许是对产业供应的一种平衡，或许是未雨绸缪。看来M6轻松取胜不是一件确定的事。

 

　　但是，谁说M6一定要战胜M12呢？或者说，谁认为M12一定要战胜M6呢？

 

　　TestPV曾咨询过领跑者创新论坛专家委员会，不少专家表示，向大硅片发展是历史大势，因此任何一种尺寸都是适宜、时宜的。M6能存在多久，取决于M12利用所需设备的技术成本多快能够到来。目前看来，M6只要能存在3年，隆基就是成功的。而对于中环，M12只要能在3年内占领10%的市场，那中环也是成功的。

 

　　M6和M12的共生，或许就是2022年，或者说，2022年的M6和M12，就像2018年的单多晶；而2023年，M12就可能像单晶完胜多晶一样替代M6，届时，M6仍会在，在占据了四年市场，完成了历史使命后终将退出舞台。

 

　　部分资料来源于PV-Magazine