硅片环节主要技术变化趋势是什么？

硅片环节主要技术变化趋势有以下三点。

1.趋势＃1：大尺寸

大尺寸硅片能有效摊薄非硅成本，经济性加持下份额快速提升。制造端，大尺寸硅片凭借 通量效应（产能提升降低折旧、人工等）、饺皮效应（铝边框等周长相关成本项成本增幅小 于面积增幅带来的功率提升）降低非硅成本。电站端，大尺寸硅片带来的组件功率提升可 摊薄支架、逆变器等与组件块数相关成本，线材、土地等成本亦能有所节约。根据中国能 源网数据，天合 210-660W 组件与 166- 450W 组件相比，其系统初始投资成本与度电成本 均降低了 9%以上，与 182-535W 组件相比，系统初始投资成本降低了 4.57%，降低度电成 本降低了 3.94%。

拉棒端，大尺寸硅片拉晶技术难度高，需要优秀的热场纵向温度梯度和径向温差控制能力。 1）纵向温度梯度：驱动硅棒生长。晶棒生长过程中纵向温度梯度足够大，晶棒才能生长， 但径向温差过大，可导致不规则晶核的产生，单晶变成多晶；2）径向温差分布：径向温差 是硅片热应力来源，需要尽量小使长晶界面温度均匀，否则会导致晶体位错和增殖，出现 长晶失败和断线。硅棒直径越大，径向温差控制越难。

切片端，大尺寸硅片对设备、工艺、耗材均提出了更高的要求。1）设备：使用双辊切割机 切割大尺寸硅片时，大尺寸硅片对应的硅棒尺寸过大导致切割辊间距难以放进硅棒，小尺 寸设备将无法匹配大尺寸硅片切割需求；2）工艺：大硅片切割工艺不够成熟，切片环节的 碎片率相对更高，切片机需要实现高线速条件下的高稳定性，涉及优化金刚线切割等相关 工艺优化；3）耗材：大尺寸硅片切片工艺对于切割液的性能要求变高，尺寸越大，金刚线 切割区域（硅片边长）越长，现有切割液的渗透深度很难达到，切割过程中更容易出现划 伤、线痕等问题。公司切片机加环节均采用自制设备，在切片工艺环节亦有深厚技术积累， 在大尺寸硅片切片环节具备较强竞争优势。

2.趋势＃2：薄片化

薄片化快速推进，是降低成本的重要手段。薄片切割对切片厂的设备、耗材、工艺均提出 了更高的要求，若厂商切片能力不足，薄片化下切割容易出现碎片、崩边、TTV、划伤等问 题。薄片化是降本重要手段，在切片良率不变情况下，薄片化能够增加出片数，降低单瓦 硅耗，同时摊薄非硅成本。当前硅片减薄进度快，单晶 p 型硅片厚度行业平均水平已达 160um，头部厂商已减至 155-150um。根据我们测算，硅片厚度从 165um 减薄至 150um， 每 kg 方棒出片数增加 4 片，以单片功率 7.6W 计算，对应出片功率提升 30W+。

3.趋势＃3：N 型化

下游电池转型需求带动硅片 N 型化。根据掺杂元素不同，硅片和电池片可分为两类：P 型 （掺磷）和 N 型（掺硼）。从理论极限效率来看，根据权威测试机构德国哈梅林太阳能研究 所（ISFH）测算，P 型单晶硅 PERC 电池理论转换效率极限为 24.5%，P 型 PERC 电池 量产效率已十分逼近理论极限效率，而 N 型电池如 Topcon、HJT、IBC 等转换效率还有较 大提升空间。据 CPIA 预计，22 年 N 型硅片渗透率有望达到 10%+。

N 型化的技术要求和难点多：1）碳、氧、金属元素等杂质含量的提高会对硅片少子寿命造 成显著影响，N 型硅片对杂质含量要求更为苛刻，若氧含量控制不佳，容易出现同心圆、 黑心片等问题；2）拉制 N 型硅棒时的热场、坩埚及环境的洁净度影响亦较大，对投料量、 多晶硅纯度、拉棒时的含碳材料（坩埚、热场、结构件、保温毡等）、拉速等均有较高要求； 3）N 型硅片中掺杂的磷与硅相溶性差，硼在硅中分凝系数为 0.8，大于磷的 0.35，导致 N 型拉棒时磷扩散相较 P 型的均匀度下降，进而导致电阻率不良部分变多，废料率增加。