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近两年光伏最热门话题之一当属硅片尺寸之争，毋庸置疑的是，大尺寸硅片成为行业发展趋势。今日我们将结合硅片尺寸发展历程、当下各硅片尺寸对比等，与各位同仁分享中节能太阳能科技（镇江）有限公司（以下简称中节能太阳能镇江）在大硅片尺寸组件上的探索。

一、大尺寸已成行业趋势

（a）硅片尺寸发展历程

硅片尺寸经历了三次主要的变革：第一阶段1981年-2012年，硅片尺寸以100mm、125mm为主；第二阶段2012年-2015年，以156mm（M0）、156.75mm（M2）为主；第三阶段2018年以来，出现了158.75mm（G1）、161.7mm（M4）、163mm、166mm（M6）、210mm（G12）等更大尺寸硅片。

（b）大尺寸快速普及

自2018年以来，硅片尺寸快速迭代，18年晶科率先推出G1硅片，19年韩华、隆基、中环相继推出M4、M6、G12硅片，大硅片迅速成为市场新宠，并成为改造、新建车间的基本前提。

一方面，平价上网迫在眉睫。

根据IRENA最新统计，全球光伏发电平均度电成本仍高于传统化石燃料（图1.1），光伏装机容量仍需财政补贴才能实现稳量增长，截止2018年底中国财政补贴累计拖欠2000亿元（包含风电和生物质发电），因而2018年以来相继出台了《关于推进风电、光伏发电无补贴平价上网项目建设的工作方案（征求意见稿）》《关于完善光伏发电上网电价机制有关问题的通知》《关于2019年风电、光伏发电项目建设有关事项的通知》等相关文件以促进光伏平价上网。美国、法国、德国也相继出台各项政策以推动光伏平价上网。

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图1.1不同发电度电成本对比（来源IRENA,2019.11）

另一方面，高功率组件可有效降低度电成本，但存在诸多限制。

第一，高效电池技术的应用可显著提升组件功率，但近年量产的多晶PERC、铸锭单晶PERC、单晶PERC等效率增速逐年降低，因而降本空间越来越小（图1.2）；同时高效电池需进行多种技术优化及叠加，以单晶PERC电池为例，从23%提至24%，量产成本反而可能增高（图1.3）。

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图1.2 各类型电池技术平均转换效率（来源CPIA数据整理）

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图1.3 单晶PERC电池效率提升路线（来源隆基公开报告）

第二，高效组件技术百家齐放，目前仅多主栅半片技术实现大规模化量产，虽然提升组件功率10-15W，但是产生的收益仍无法满足市场降本需求。

组件提效技术主要包括：半片、反光膜、多主栅、叠瓦、三角焊带拼片、多主栅叠瓦等技术。半片及反光膜技术升级简单、已普及量产，但提效有限，两者叠加后可提升8-9W；多主栅叠加半片技术可提升组件功率10-15W，处于快速扩张中；叠瓦技术可提升组件功率20W以上，但技术门槛高、投资成本高、封装损失高、专利风险及设备成熟度有待提高等限制了大规模应用；三角拼片、多主栅叠瓦可提升组件功率25W以上，正处于实验或小规模量产阶段，设备稳定性、技术可靠性及市场接受度有待进一步验证。

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图1.4不同组件技术提效对比（来源英利公开报告）

第三，电池成本快速降低、非硅成本占比越来越高。图1.5展现了组件成本结构的变迁历史，2010年电池成本占比高达91%、非硅成本占9%，2018年电池成本占比降至49%、非硅成本则增至51%。同时由于非硅材料成本已趋于极限，因而降低单瓦材料封装成本可有效降低组件成本，从而促进光伏发电平价上网。

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图1.5 不同年份组件成本对比（来源SolarWit公众号）

正是基于以上原因，同时大尺寸硅片具有独特优势：一是兼容性好，与多主栅半片、叠瓦、拼片等组件技术兼容；二是大幅提升组件功率12W-100W，显著降低电池及组件端制造及非硅成本，同时有效降低电站系统投入和度电成本。因而迅速成为市场主流。

根据CPIA最新预测，2022年大尺寸硅片将完全占据市场、M2硅片将退出历史（图1.6），同时2019年IEC TC82/WG8会议在原156.75mm基础上新增158.75mm、166mm两种大尺寸硅片作为行业推荐使用标准尺寸。

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图1.6 2019-2025 年不同尺寸硅片市场占比变化趋势（来源CPIA）

二、大尺寸硅片路线之抉择

上文已经阐述大尺寸硅片的应用可降低度电成本、大规模普及势在必行，那么是否硅片尺寸是否越大越好？大尺寸会带来哪些机遇和挑战？哪种尺寸会成为行业主流？接下来我们将从半导体、收益对比、供应链、量产、可靠性、系统端等角度分析。

半导体行业12英寸主流、18英寸已初见端倪

众所周知，光伏硅片与半导体硅片技术极为相似，早期光伏硅片尺寸标准主要源自半导体硅片行业。在摩尔定律的驱动下，半导体行业硅片尺寸从初始的4英寸发展到主流的12英寸。1980年代4英寸占主流，1990年代是6英寸占主流，2000年代8英寸占主流，目前主流的12英寸硅片预计在2022年达到市场份额的峰值，后续将朝着18英寸过渡。

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图2.1 半导体硅片尺寸变化趋势（来源上海交通大学公开报告）

但是半导体硅片技术与光伏硅片技术仍存在一定差异性。一方面，半导体硅片在摩尔定律驱动下每18个月芯片数量增加一倍，制造成本越来越高，因而硅片尺寸扩大、单片芯片数量增加是降低成本的必由之路。而光伏硅片尺寸增大是由于硅片价格的大幅下跌、平价上网压力、其它降本技术乏力所共同推动的。另一方面，半导体硅片需切割成n个芯片、单独封装使用，而光伏领域则是将n个硅片串联后封装使用。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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