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Q-Cells暂缓冶金法太阳能级硅之应用

(2009-06-25 09:47:23)
标签:

料源

多晶硅

太阳能

硅晶

模块

财经

2008年太阳光电产业饱受缺料之苦,被视为是替代性料源最佳候选人的冶金法太阳能级硅(Upgraded Metallurgical Grade Silicon;UMG),一直是Q-Cells积极布局的重点。Q-Cells于2008年推出的Q6LEP3型电池,即是以UMG为主用料的太阳能电池,在其转换效率已可和传统太阳能电池相比下,Q-Cells并宣示2009年以UMG为主的太阳能电池产品比重要达整体出货的30%,2010年更近一步上看50%;然而,Q-Cells于日前公布2008年第4季财报中却指出,UMG为公司的长期策略布局,但有监于目前市况,UMG产品的导入将放慢脚步。

UMG料源质量未最佳化

2008年第3季,部分无低价长约料源支持的太阳能电池厂之平均料源成本每公斤高达250~300美元,但UMG仅约每公斤55~60美元,吸引许多太阳能厂投入测试相关产品开发,Q-Cells即是布局最深的太阳能电池厂之一。

Q-Cells所推出的UMG多晶硅太阳能电池,转换效率已达15~16%,与传统多晶硅电池相当,最令人担心的光衰退问题,也可控制在1%左右,在投入UMG产品研发的厂商中,技术居领先位置,大部分的厂商则仅是有测试,但基于技术与成本上考量无大规模采用,或是转换效率较差,而以低于传统多晶硅电池10%左右价格出售。

探究这些现象的原因,以UMG料源质量尚未稳定居首。由于UMG纯化采用冶金技术,在不改变硅材化性的状况下,利用独家技术将不纯物去除,因此投入UMG料源的生产,主要以钢铁或冶金级硅生产业者居多,这些技术尚未完全成熟,使得UMG纯度与不纯物的成分比重,也会因各家技术来源不同而产生差异。

现阶段UMG应用关键 需仰赖中下游客制化技术

种种上游料源的变异因子,使得下游硅晶圆、电池乃至于模块业者,需要特殊程序来处理UMG。

大陆垂直整合型太阳能厂天合光能(Trina Solar)于2008年11月推出的UMG太阳能模块产品,以MeSolar为销售品牌,其于2008年第3季的财报中指出,UMG模块的生产,在非硅材的成本上,较传统模块的非硅材成本多出约20~30%。由于天合光能拥有从硅晶圆至太阳能模块一贯的垂直整合产线,因此意味著在生产过程中,产业链各阶段对UMG料源的处理上,都需要额外「工夫」来弥补先天料源上的限制。

从模块的外观上来看,UMG模块与传统多晶硅模块比较,实在很难看得出差异,然而探究产业链整个生产过程,每个阶段都需要导入特殊制程让模块产品符合标准,因此每个产业链的中间产品,事实上都与标准模块的生产有一定程度上的差异。

从硅晶圆生产的角度,在长晶过程中,杂质会被慢慢推挤到硅铸(ingot)的一端,含杂质部分硅铸就必须被舍弃,而根据硅材纯度不同,被舍弃的比例就有差异,再者,切晶过程中,若含有杂质,也会造成硅材耗损,因此UMG硅晶圆生产过程中,单位硅材的消耗量,较传统硅晶圆高。

另一项最大的差异来自于模块厂,为解决UMG电池所产生的热点(hot spot)问题,在模块线路设计上,也会与传统模块不同,最后连带的是模块认证,都需要完全重新申请,因此模块厂在考量开发UMG模块上会顾虑更多,更何况目前还没有1项UMG模块产品,是经过20年的实际使用测试,模块厂需要扛下20年的保固,也是不确定的风险之ㄧ。

种种因素考量,让现阶段UMG产品的应用,在技术上,尚需仰赖中下游的客制化处理;在成本上,也增加20~30%不等的非硅材加工成本。

UMG短期普及受压抑 长期发展仍有进步空间

当然,在料源价格居高不下的时期,UMG料源成本的差异,足以让中下游业者去承担这增加的20~30%非硅材生产成本,且发展出专精于处理UMG料源的供应链体系,而以低于传统多晶硅模块5~10%的价格销售,仍然可以保有相当的毛利。

但是由于近来多晶硅现货价格直直滑落,太阳能业者可自现货市场取得质量更高的料源,以标准制程生产传统太阳能模块,质量较稳定也有保障,相较于UMG产品生产过程中,种种非标准制程所带来的额外成本负担,这也是之所以当下Q-Cells暂缓UMG产品导入的原因。

然而,UMG应用并未就此泄了气,随者太阳光电市场长期的趋势确立,追求低价的替代性料源仍然会是业界努力的方向。目前UMG生产成本约在每公斤30~35美元左右,仅较传统料源大厂以西门子法生产之高纯度多晶硅低约10%,生产成本随量产技术的稳定,仍然有大幅下降的空间,目标每公斤10~15美元的生产成本,只是时间的问题。

另一个重要的因子便是质量稳定性与纯度的提升,若能成功解决现阶段这两项不稳定因素,便可不需要依赖中下游太阳能厂利用特有技术处理UMG模块,因此,下阶段UMG料源发展的目标,是要让料源质量控制在中下游太阳能厂以标准生产流程就可以产出与传统料源同样等级的产品,UMG应用才会有大量开启的一天。

而那时,质量不佳的新进多晶硅业者,将会是直接受到冲击的对象。

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