【CITPV】黑硅技术及多晶未来发展-阿特斯王栩生

CSIQ NASDAQ 黑硅技术及多晶未来发展 2019/9/5 CITPV王栩生阿特斯阳光电力集团 2Canadian Solar Inc. 目录 多晶P3-P4-P5的发展路线公司简介总结与展望黑硅多晶P3技术 3Canadian Solar Inc. 阿特斯-健康、稳健 • 组件发货量超过33GW • 全球最大的晶硅组件太阳能电站开发商9.5GW全球项目储备4.6GW已建成和并网电站1.2GW持有运营电站2001年成立于安大略省2006年NASDAQ (CSIQ) 上市生产，销售，服务网络覆盖全球19个国家/地区2017年GTM全球第一名晶硅电站开发商 在IHS组件质量可靠性和性价比客户调研被评为第一名BNEF第一梯队光伏公司• 公司概况 2座硅锭、硅片基地4座电池基地9座组件基地，产能10GW 4Canadian Solar Inc. ü 开发超高效铸锭与金刚线切片技术ü 拥有完整的硅锭/硅片测试表征中心 ü 开发高效，有竞争力成本的新电池技术ü 拥有一条完整的先进电池试验线ü 聚焦于组件的创新上ü 具备一条完整的先进组件试验线ü 高质量/低成本的离线产品ü MALPE产品, 整体解决方案, 储能 产品, 智能网络ü 完全符合ISO/IEC 17025, IEC 61215/61730 /61701/62804, UL1703/1741 标准ü 目击测试实验室: TUV莱茵, CSA和VDE认证ü 光伏系统端表现评估, LCOE度电成本评估 铸锭与切片光伏系统产品光伏电池产品可靠性与测试分析中心 光伏组件研发中心 阿特斯的研发能力 5Canadian Solar Inc. 阿特斯的专利申请 14 33 47 54 34 37 41 94 74 3762 38 47 70 66 79 233 325 3881 10 18 8 17 12 12 5 17 301 2 6 16 25 105 103 109 121 115 132332 416 455 050100150200250300350400450500050100150200250300350400450500 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2 9 7 18 24 31 30 2139 31 67 66 73 150 183 25310 13 12 12 10 5 5 221 7 14 51 53 86 96 107 186 218 296 050100150200250300350050100150200250300350 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018外观 实用新型 发明 1938 项专利申请1115 项专利授权 6Canadian Solar Inc. 0%10%20%30%40%50%60% 70%80%90%100% 2016 2017 2018e 2019e 2020e 2021e N-type mono IBCN-type mono HITN-type mono PERTP-type mono PERC/PERLP-type mono Al-BSF P-type multi PERCP-type multi Al-BSFmc-SiPERCmonoPERCmc-SiAl-BSF 单多晶技术的转变 Bloomberg NEF, 2018 PV Manufacturing Overview: from Polysilicon to Module• PERC成为主流产品，先单晶PERC，多晶PERC时间点会在2020/21• P型晶硅技术市场占有率达到95%,单多晶的比例在2021年会是50:50• N型技术看不到明显的爬升？• 500GW的全球装机量大部分是P型多晶硅 7Canadian Solar Inc. G5G6 HPM高效多晶P3: 金刚线+黑硅P4: 黑硅+PERC P5: 超高效多晶 – 多晶成本，单晶效率阿特斯从2015年起站在多晶技术的最前沿：黑硅，金刚线，P4，P5 阿特斯过去10年多晶的技术发展 8Canadian Solar Inc. 多晶技术快速迭代更新• P3：2017/9开始，100%金刚线+湿法黑硅• P4：2017年底1GW，2018年底超4GW，2019年第二季度末，进入全PERC时代，领先2019 ITRPV预测 7年• P5：2018年三季度开始导入 0 %2 0 %4 0 %6 0 %8 0 %1 0 0 % 1 7 -Q1 1 7 -Q2 1 7 -Q3 1 7 -Q4 1 8 -Q1 1 8 -Q2 1 8 -Q3 1 8 -Q4 1 9 -Q1 1 9 -Q2 1 9 -Q3 1 9 -Q4 2 0 -Q1 2 0 -Q2 2 0 -Q3 2 0 -Q4P2 P3 P4 P5阿特斯多晶电池产能技术分类 9Canadian Solar Inc. 金刚线切片 vs. 砂浆切片 金刚线切片砂浆切片SiliconMoving wire fracture zone单刀切割时间(h)7-9h 1-2h 48% 33% 30万 3千 1.0-1.10.4-0.5Kerfloss COD 切片成本(￥/pcs) 10Canadian Solar Inc. 首家金刚线多晶切片规模化量产技术首家湿法黑硅制绒量产技术 低硅片成本高电池效率 金刚线切片 11Canadian Solar Inc. 方案 成熟度 量产数量 成本 增加工序 排废种类（环评）危气排 金属排 N排RIE 较成熟 10~15台 高 2 ★ ★ / ★MCCE 成熟 180~200台 低 0 / ★ ★ ★气相腐蚀 （含氟气体） 未成熟（可少量DEMO） 0台 较高 2 ★ ★ ★ / ★气相腐蚀（HF/HNO3） 未成熟 0台 中 2 / / ★ ★ ★ 各类黑硅方法汇总 12Canadian Solar Inc.Stutzmann，Germany, the concept of MCCE2006 2009 NREL, reported a method of MCCE 项目启动 201420132012实验室研究@CSI 中试线试产@CSI 产线量产,世界首家 2015“2015中国原创技术奖” 2017产能达到GW水平@CSI4.3GW 产能，全面替换@2017/7 多晶P3-湿法黑硅在阿特斯的发展历程CSI3 2 % A1 2 %B1 0 %C8 %Others3 8 % 13Canadian Solar Inc. 多晶P3全面量产 0.2 0.4 3.6 4.2 4.5 7.218.8 18.96 19.06 19.15 19.24 19.28 0.02.04.06.08.0 10.0 18.418.618.81919.2 19.4 the first half the second half the first half the second half the first half the second half2016 2017 2018 年产能/GW 效率黑硅电池效率及产能趋势 GWEff 14Canadian Solar Inc. 输出功率(kwh/kWp) 16-Aug 16-Sep 16-Oct 16-Nov 16-Dec 17-Jan 17-Feb Total黑硅 59.5 68.3 35.0 54.3 72.2 55.3 12.8 357.3常规多晶 58.9 67.5 34.5 53.6 71.5 54.4 12.6 353.1(黑硅-常规多晶)/常规多晶 1.02% 1.19% 1.45% 1.31% 0.98% 1.65% 1.59% 1.19% 1.02% 1.19% 1.45% 1.31% 0.98% 1.65% 1.59% 0.00%0.20%0.40%0.60%0.80%1.00%1.20%1.40%1.60%1.80%01020304050607080 16-Aug 16-Sep 16-Oct 16-Nov 16-Dec 17-Jan 17-FebMonthly Specific Energy YieldGen3 Gen2 (Gen3-Gen2)/Gen2Energy yield (kwh/kw) 湿法黑硅在户外发电中的表现 15Canadian Solar Inc. 阿特斯引领行业 1 120 9051 01 52 02 5 1 2阿特斯带领湿法黑硅光伏企业与设备厂商的发展At the beginning Now增长1900%Photovoltaic enterprise Equipment manufacturer 增长800%2014年拥有世界第一条湿法黑硅量产线，并成功量产• 阿特斯领衔9个设备厂家进入与技术配套的装备领域；• 阿特斯领衔20个电池生产厂家在制程端全面导入湿法黑硅技术；• 目前中国有194条湿法黑硅量产线，该技术已成为多晶硅电池制绒的标准工艺 16Canadian Solar Inc. 单片上料 双面制绒（含烘干）双片上料 单面制绒 分片 清洗烘干• 核心技术是双片上料和分片黑硅进一步成本降低-单面制绒 17Canadian Solar Inc. • 单面制绒化学品单耗降低40%，纯水单耗及单片的废排量降低33%单面制绒化学品单耗、排废量变化33.19% 50.00% 51.44% 52.22% 40.51% 11.58% 3.14%0%10%20%30%40%50%60%70%80% DIW Additive KOH HNO3 HF H2O2 HCl化学品及纯水单耗下降幅度 18Canadian Solar Inc. “黑”无止境！一“黑”到底多晶单晶 类单晶 通用制绒技术黑硅技术路线图 19Canadian Solar Inc. 1 1 2黑硅Eff.+0.4% PERCEff. +0.7% 黑硅+PERCEff. +1.2~1.5%多晶P4-黑硅+PERC进一步提升电池效率/组件功率• 黑硅PERC量产平均效率达20.4%以上• 组件功率 +15W 黑硅 黑硅+PERC+15 W0% 10% 20% 30%≥20.9%20.7%20.5%20.3%20.1%＜ 20% 20Canadian Solar Inc. 户外连续9个月的测试 123个组件，平均光衰1%。 多晶P4-Anti LID 21Canadian Solar Inc.UNSW测试了5家组件厂商。CSI P4组件LeTID表现非常优异，远低于其它厂家的多晶PERC组件。 R. Gottschalg et al., Fraunhofer CSP, 35th EUPVSEC, 2018Fraunhofer测试了市场上销售的6家单晶与3家多晶PERC组件。所有的多晶组件LeTID小于2%，83%单晶PERC组件LeTID大于2%。多晶LeTID工艺控制有讲究单晶控制不好LeTID会远大于多晶 LeTID之多晶 vs. 单晶 22Canadian Solar Inc. • 背面铝栅线代替全铝，双面受光发电，可用于单面和双面组件• 背面效率影响因素：光学（背面AlOx/SiNx膜、铝栅线数量&宽度）、电学（接触电阻、铝栅线传输电阻）单面PERC电池结构图双面PERC电池结构图 单面 双面背部结构 全铝覆盖 铝栅线铝浆 常规PERC铝浆 双面PERC铝浆（更好的导电性、更低的接触电阻、更好塑形） 正面电池效率 - -双面率 - 75%电池翘曲 1.5mm 21.5% 成本vs多晶多晶P5长晶过程中影响晶体生长的因素晶体品质和制造成本P5目标 铸造单晶常规多晶 26Canadian Solar Inc. MCCE制绒—倒金字塔绒面100.0% 100%99.1% 100.13%95.0%97.0%99.0%101.0% 电池 组件电池效率和组价功率对比 +0.13%碱制绒 MCCE制绒 碱制绒 MCCE制绒碱制绒—正金字塔绒面黑硅在多晶P5上的应用• 组件功率与碱处理相当• 完美解决铸锭单晶显晶花问题 27Canadian Solar Inc. P5电池和组件量产情况• P5电池效率相对P4提升1.5%• P5与单晶差距在0.3%• 组件功率（72片）较P4高16W• 组件功率与单晶差距在5W以内 P5组件外观 P5组件ELP4 P5 单晶电池效率 20.5% 22% 22.3% 组件功率 370 386 390 28Canadian Solar Inc. P型大面积多晶电池世界纪录• 22.28% • 157mm×157mm• 德国Fraunhofer ISE 测试认证 29Canadian Solar Inc. 多晶效率提升手段 Inverted pyramid structure P-type multi wafer n++n+ Laser PSG • 超低缺陷硅片• 选择性发射级 • MCCE 湿法黑硅• 氧化硅钝化• 叠层减反射• Al 2O3 背钝化• 先进金属化 22.28% New Record 30Canadian Solar Inc. P5产品优势 P5特点 阿特斯黑硅制绒技术，更好的钝化效果，更低的热斑风险阿特斯LeTID/LID控制技术继承阿特斯酷组件的其它多项优势 制程简单，低碳足迹 更高效率更高功率更低度电成本 优越的弱光表现