แนะนำผลิตภัณฑ์

หากคุณติดตามการพัฒนาของเวเฟอร์เซลล์แสงอาทิตย์ คุณจะรู้ว่าความยาวขอบของเวเฟอร์พลังงานแสงอาทิตย์เพิ่มขึ้นจาก 100 มม. เป็น 125 มม. จากนั้นเป็น 156 มม. และจนถึง 210 มม. ในปัจจุบัน

เราจะเห็นได้ชัดเจนว่าเมื่ออุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์เติบโตเต็มที่ ขนาดเวเฟอร์ก็มีแนวโน้มใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ แล้วขนาดเวเฟอร์ที่ใหญ่ขึ้นส่งผลกระทบอย่างไรต่อห่วงโซ่อุตสาหกรรม PV ทั้งหมด? และการเปลี่ยนแปลงขนาดเหล่านี้มีพื้นฐานมาจากอะไร?

ผลกระทบต่อห่วงโซ่อุตสาหกรรม PV

1) ผู้ผลิตเวเฟอร์

ขนาดเวเฟอร์ที่ใหญ่ขึ้นช่วยให้บริษัทเวเฟอร์ลดต้นทุนหลักสามประการ ได้แก่ วัตถุดิบซิลิคอน การดึงผลึก และการตัด

อุปกรณ์หลักสำหรับการผลิตเวเฟอร์ (เช่น เตาหลอมผลึกเดี่ยวและเครื่องตัด) มักวัดเป็น "ชุดต่อชั่วโมง" หรือ "ชิ้นต่อกะเครื่องจักร" ขนาดที่ใหญ่ขึ้นหมายถึงเตาหรือเครื่องจักรเดียวผลิตเวเฟอร์ต่อรอบได้มากขึ้น ตัวอย่างเช่น พื้นที่ของเวเฟอร์ 210 มม. มีขนาดประมาณ 1.82 เท่าของเวเฟอร์ 156 มม. ดังนั้นหากผลผลิตการตัดคงที่ ผลผลิตต่อชั่วโมงของเครื่องตัดเดียวสามารถเพิ่มขึ้นได้มากกว่า 80%

ต้นทุนคงที่ เช่น ค่าเสื่อมราคาอุปกรณ์ ค่าพลังงาน และค่าแรง จะถูกกระจายไปยังพื้นที่เวเฟอร์ที่ใหญ่ขึ้น ดังนั้นต้นทุนที่ไม่ใช่ซิลิคอนต่อเวเฟอร์ (เช่น ค่าไฟฟ้าและวัสดุ) ลดลงอย่างเห็นได้ชัด ตามข้อมูลอุตสาหกรรม การอัปเกรดจาก 156 มม. เป็น 210 มม. สามารถลดต้นทุนที่ไม่ใช่ซิลิคอนของขั้นตอนเวเฟอร์ได้ประมาณ 20%-30%

2) ผู้ผลิตเซลล์

เวเฟอร์ที่ใหญ่ขึ้นช่วยลด "การสูญเสียขอบ" ของเซลล์ เนื่องจากพื้นที่เวเฟอร์ที่ใหญ่ขึ้นทำให้สัดส่วนของพื้นที่ขอบที่ไม่มีประสิทธิภาพลดลง

ความเร็วสายการผลิตเซลล์โดยทั่วไปจะคงที่ (เช่น รอบเวลาของ PECVD และการพิมพ์สกรีน) ดังนั้นขนาดที่ใหญ่ขึ้นจะเพิ่มกำลังการผลิตเซลล์ต่อสายการผลิตตามสัดส่วน และลดต้นทุนวัสดุสิ้นเปลือง เช่น ซิลเวอร์เพสต์และเป้าหมายต่อเซลล์ ตัวอย่างเช่น การใช้ซิลเวอร์เพสต์ของเซลล์ขนาด 210 มม. ประมาณ 1.3 เท่าของเซลล์ขนาด 182 มม. แต่พื้นที่ใหญ่กว่า 1.82 เท่า ดังนั้นต้นทุนซิลเวอร์เพสต์ต่อวัตต์จึงลดลงประมาณ 28%

3) ผู้ผลิตโมดูล

เซลล์ที่ทำจากเวเฟอร์ขนาดใหญ่บังคับให้ขนาดโมดูลเพิ่มขึ้น ซึ่งช่วยให้ผู้ผลิตโมดูลลดต้นทุนบรรจุภัณฑ์และบรรลุความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้น

ต้นทุนหลักของการบรรจุภัณฑ์โมดูลคือวัสดุเสริม เช่น แก้ว ฟิล์ม encapsulant กรอบ และกล่องรวมสาย รวมถึงค่าแรงและอุปกรณ์ในกระบวนการต่างๆ เช่น การเรียงและการเคลือบ ขนาดที่ใหญ่ขึ้นหมายถึงการใช้วัสดุเสริมต่อวัตต์น้อยลง และต้นทุนค่าแรงต่อวัตต์ก็ลดลงด้วย

4) นักลงทุนโรงไฟฟ้า

โมดูลขนาดใหญ่สามารถให้ความหนาแน่นของพลังงานสูงขึ้น (เช่น โมดูลเซลล์ 210R มีกำลังถึง 600W+ และโมดูล 700W+ จากเซลล์ 210 กำลังผลิตจำนวนมากแล้ว) ลดจำนวนโมดูล ปริมาณโครงสร้างยึด และความยาวสายเคเบิลที่โรงงานต้องการ ซึ่งช่วยลดต้นทุนทางอ้อมสำหรับนักลงทุนโรงไฟฟ้า

การเติบโตอย่างต่อเนื่องของขนาดเวเฟอร์เป็นการยกระดับความร่วมมือในการ "ลดต้นทุนและเพิ่มประสิทธิภาพ" สำหรับผู้ผลิตเวเฟอร์ การทดสอบเซลล์ ผู้ผลิตโมดูล นักลงทุนโรงไฟฟ้า และอีกหลายฝ่าย โดยการเพิ่มขนาดหน่วยการผลิตและลดต้นทุนต่อหน่วย ผลประโยชน์จะถูกส่งต่อลงไปยังผู้เล่นในห่วงโซ่ downstream

พารามิเตอร์ทางเทคนิค

ข้อได้เปรียบทางเทคนิค

• เวเฟอร์ที่ใหญ่ขึ้นช่วยลดต้นทุนวัสดุซิลิคอน การดึงผลึก และการตัดในขั้นตอนการผลิต

• เครื่องตัดเดี่ยวสามารถเพิ่มผลผลิตรายชั่วโมงได้มากกว่า 80% เมื่อเปลี่ยนจาก 156mm เป็น 210mm

• ต้นทุนที่ไม่ใช่ซิลิคอนของขั้นตอนเวเฟอร์สามารถลดลงประมาณ 20%-30% เมื่ออัปเกรดจาก 156mm เป็น 210mm

• ลดการสูญเสียขอบและต้นทุนซิลเวอร์เพสต์ต่อวัตต์ (ลดลงประมาณ 28% สำหรับเซลล์ 210mm)

• โมดูลที่มีความหนาแน่นกำลังสูงช่วยลดจำนวนโมดูล โครงสร้างยึด และความยาวสายเคเบิลที่ต้องการ

การประยุกต์ใช้ผลิตภัณฑ์

ประวัติการพัฒนาเวเฟอร์ PV

เนื่องจากเวเฟอร์เซลล์แสงอาทิตย์เดิมมาจากวัสดุผลึกเดี่ยวของเซมิคอนดักเตอร์ อุตสาหกรรม PV จึงปฏิบัติตามขนาดเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ 6 นิ้วและ 8 นิ้ว (เส้นผ่านศูนย์กลาง) มานาน ซึ่งสอดคล้องกับเวเฟอร์ขนาด 5 นิ้ว (125mm) และ 6 นิ้ว (156mm) ในแง่ของความยาวขอบ

เมื่ออุตสาหกรรม PV เติบโตและความต้องการเวเฟอร์และเซลล์เพิ่มขึ้น และด้วยความก้าวหน้าของอุปกรณ์การดึงผลึก การตัด และการผลิตเซลล์ในประเทศ เวเฟอร์ขนาด 5 นิ้ว (125mm) ก็ค่อยๆ ออกจากห่วงโซ่ PV หลังจากปี 2012 ยกเว้นผู้ผลิตเซลล์พิเศษหนึ่งหรือสองราย เวเฟอร์ 125mm ก็ถูกตลาดเลิกใช้โดยพื้นฐาน

เวเฟอร์ 156mm (การเติบโตของผลึก 8 นิ้ว) กลายเป็นขนาดหลัก หลังจากนั้น อุตสาหกรรมเริ่มทดลองเพิ่มขนาดเล็กน้อยบนแพลตฟอร์มการเติบโตของผลึก 8 นิ้ว ณ สิ้นปี 2013 ห้าบริษัทรวมถึง Zhonghuan และ Longi ร่วมกันเปิดตัวมาตรฐานเวเฟอร์ M1 (156.75-φ205mm) และ M2 (156.75-φ210mm) โดยไม่เปลี่ยนขนาดโมดูล M2 เพิ่มพื้นที่เวเฟอร์ (2.2%) และเพิ่มกำลังโมดูลมากกว่า 5W กลายเป็นกระแสหลักของอุตสาหกรรมอย่างรวดเร็วและคงที่หลายปี

ในปีต่อมา ผู้ผลิตเวเฟอร์รายใหญ่ใช้การอัปเกรดทางเทคนิคบนพื้นฐานของ M1 และ M2 เพื่อเพิ่มความยาวขอบของเวเฟอร์เป็น 158.75, 161.7, 166 มม. และขนาดอื่นๆ ข้อดีของเวเฟอร์ขนาด 158.75 มม. คือสามารถอัปเกรดกำลังการผลิตภายในที่มีอยู่ทั้งหมดผ่านการปรับปรุงทางเทคนิคด้วยต้นทุนต่ำ แม้แต่โรงงานเซลล์ที่เก่ามาก ต้นทุนการปรับปรุง 1GW ก็ยังอยู่ในช่วงที่ยอมรับได้

ข้อดีของเวเฟอร์ขนาด 166.00 มม. คือพื้นที่ของมันใหญ่กว่า M2 12.22% และโมดูลแบบ 72 เซลล์ที่ใช้เวเฟอร์นี้สามารถให้กำลังไฟฟ้า 420-430W ในเวลาเดียวกัน ขนาดนี้ใกล้เคียงแต่ไม่เกินขีดจำกัดกำลังการผลิตของอุปกรณ์ที่มีอยู่ ดังนั้นต้นทุนการปรับปรุงจึงยังคงควบคุมได้

ตั้งแต่ 156 มม. ถึง 166 มม. ผู้ผลิตทั้งหมดในขั้นตอนนี้กำลังเพิ่มพื้นที่เวเฟอร์ผ่านการอัปเกรดทางเทคนิคบนแพลตฟอร์มการเติบโตของผลึกขนาด 8 นิ้วที่มีอยู่

ในเดือนสิงหาคม 2019 Zhonghuan ได้ก้าวกระโดดและเปิดตัวเวเฟอร์ผลึกเดี่ยว G12 ที่มีความยาวขอบ 210 มม. โดยนำข้อกำหนดขนาดเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์มาใช้กับ PV โดยตรง เป้าหมายคือการบรรลุการก้าวกระโดดของกำลังโมดูลและการลดต้นทุนการผลิตเพิ่มเติมผ่านเวเฟอร์ที่ใหญ่ขึ้น แต่ในเวลานั้น เวเฟอร์ 210 แทบไม่มีการสนับสนุนจากอุตสาหกรรมต้นน้ำหรือปลายน้ำในห่วงโซ่ PV และอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ไม่เชื่อมั่นใน 210

ในปี 2019 Trina และ Zhonghuan ซึ่งเป็นผู้ใช้เวเฟอร์ 210 รายแรกสุด ได้เปิดตัวผลิตภัณฑ์โมดูลรุ่นใหม่ถัดไป โดยใช้เวเฟอร์ 210 รุ่น 50 กำลังสูงสุดถึง 500W ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ 500W แรกในอุตสาหกรรม PV เนื่องจากข้อจำกัดของข้อกำหนดกระจก PV ในขณะนั้น โมดูลไม่สามารถทำเป็น 6 คอลัมน์ของเซลล์ได้ และต้องทำเป็น 5 คอลัมน์จำนวนคี่ และการจัดเรียงคอลัมน์คี่หมายความว่าโมดูลต้องใช้การออกแบบสายบิน นอกจากนี้ เนื่องจากข้อจำกัดของกระแสอินเวอร์เตอร์ในขณะนั้น เซลล์ไม่สามารถใช้การตัดครึ่งซึ่งเป็นกระแสหลักในอุตสาหกรรม และต้องทำเป็นสามส่วน

ด้วยการเปิดตัวเวเฟอร์ขอบยาว 210 ของ Zhonghuan และข้อได้เปรียบที่โมดูล 210 สามารถให้กำลังไฟฟ้า 500W+ ภายในสิ้นปี 2019 ผู้นำด้านโมดูลที่เป็นตัวแทนโดย Jinko, JA Solar และ Longi ต่างตกอยู่ในภวังค์ ในด้านหนึ่ง บริษัทเหล่านี้ต้องการผลิตภัณฑ์เพื่อตอบโต้ผลกระทบของโมดูล 500W ในอีกด้านหนึ่ง พวกเขาไม่ต้องการทำผลิตภัณฑ์ที่มีการออกแบบคอลัมน์คี่และตัดสามส่วน

ดังนั้นทั้งสามบริษัทนี้ไม่ได้เลือก 210 และพวกเขาทั้งหมดบังเอิญคิดที่จะใช้การจัดเรียงเซลล์แบบ 6 คอลัมน์เลขคู่แบบดั้งเดิมเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีกำลังไฟ 500W+ จริงๆ แล้วสเปกของทั้งสามไม่เหมือนกันในตอนแรก Jinko และ JA Solar ตกลงกันคร่าวๆ เกี่ยวกับขนาดเวเฟอร์ 180 มม. ในช่วงปลายไตรมาสแรกของปี 2020 ในขณะที่ Longi กำหนดขนาดเริ่มต้นที่ 17X หลังจากสื่อสารและเจรจากัน ทั้งสามบริษัทก็รวมขนาดเป็น 182 มม. ในที่สุด และในเดือนมิถุนายน 2020 ผู้นำทั้งสามบริษัทพร้อมกับผู้ผลิตอีก 7 รายในอุตสาหกรรม ได้ร่วมกันเปิดตัวเวเฟอร์ซิลิคอนเดี่ยว M10 ที่ใช้สเปก 182 มม.

ขนาดเซลล์ 183.75*182.2 ที่ใช้ในปัจจุบันมีพื้นฐานมาจากเทคโนโลยี 182 มม. เช่นเดียวกับที่ความยาวขอบ 156 มม. ก่อนหน้านี้เพิ่มขึ้นเป็น 158.75 มม. ซึ่งเป็นการเพิ่มพื้นที่เซลล์ผ่านการอัปเกรดทางเทคนิคโดยไม่เปลี่ยนขนาดโมดูล ทำให้ประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าดีขึ้น

ตรรกะของเวเฟอร์ความยาวขอบ 182 นั้นแตกต่างจากการนำเข้าความยาวขอบ 210 แบบก้าวกระโดด 182 ถูกสร้างขึ้นผ่านตรรกะการอนุมานย้อนกลับตามเงื่อนไขขอบเขตที่มีอยู่ของอุตสาหกรรม เงื่อนไขขอบเขตหลักคือความสูงของตู้คอนเทนเนอร์ขนส่งและความกว้างของเตาหลอมแก้ว สองจุดนี้กำหนดว่าขีดจำกัดบนของความกว้างโมดูลอยู่ระหว่าง 1133-1134 มม. ซึ่งนำไปสู่ขนาดเซลล์ 182 มม. สำหรับการจัดเรียงเซลล์แบบ 6 คอลัมน์

ในด้านหนึ่ง กำลังไฟของโมดูล 182 สูงกว่าโมดูล 210 รุ่น 50 ก่อนหน้านี้ ที่สำคัญกว่านั้น โมดูล 182 ยังคงใช้โซลูชันทางเทคนิคแบบ 6 คอลัมน์และเซลล์แบบ 2 ตัดที่成熟แล้ว โดยมีประสิทธิภาพผลิตภัณฑ์ที่ดีกว่าและห่วงโซ่อุปทานต้นน้ำและปลายน้ำที่สมบูรณ์ ตามตรรกะการคิดของอุตสาหกรรมในขณะนั้น 210 ไม่สามารถทำเป็นรูปแบบ 6 คอลัมน์ได้ เพราะทั้งเตาหลอมแก้วและตู้คอนเทนเนอร์ไม่รองรับ ดูเหมือนว่า 210 กำลังจะกลายเป็นโซลูชันที่ล้มเหลว

อย่างไรก็ตาม Trina ผู้นำค่าย 210 ได้ทำลายความคิดที่ตายตัวของนักปฏิบัติในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ และพลิกตรรกะการออกแบบแบบดั้งเดิม โดยเปิดตัวผลิตภัณฑ์โมดูล 210 แบบ 60 เซลล์ที่ใช้การจัดเรียงเซลล์แบบ 6 คอลัมน์และเซลล์แบบ 2 ตัดอย่างรวดเร็ว โดยมีกำลังไฟโมดูลสูงถึง 600W (โมดูลขนาด 2172*1303)

แนวคิดของ Trina คือ: หากตู้คอนเทนเนอร์ไม่รองรับการวางด้านข้างสองชั้นของโมดูล 210 แบบ 6 คอลัมน์ ก็ให้วางโมดูลในแนวตั้งในตู้คอนเทนเนอร์ หากเตาหลอมแก้วไม่รองรับ ก็ร่วมมือกับโรงงานแก้วเพื่ออัปเกรดสายการผลิต หากกระแสของเซลล์ 210 แบบ 2 ตัดสูงเกินไปสำหรับอินเวอร์เตอร์ ก็ร่วมมือกับผู้ผลิตอินเวอร์เตอร์เพื่อพัฒนาผลิตภัณฑ์รุ่นใหม่ ในช่วงครึ่งหลังของปี 2020 Trina ยังได้นำกลุ่มผู้ผลิตจัดตั้งพันธมิตรอุตสาหกรรม 600W+ โดยมีเป้าหมายเพื่อส่งเสริมการประสานงานของห่วงโซ่อุตสาหกรรม 210 ทั้งหมด

โมดูล 210 รุ่น 6 สตริงมีความกว้างถึง 1303 มม. และสามารถวางในแนวตั้งในตู้คอนเทนเนอร์เท่านั้น การวางแนวตั้งทำให้เกิดปัญหาในบางสถานการณ์ และลูกค้าจำนวนมากไม่ชอบวิธีนี้ เมื่อเผชิญกับปัญหานี้ ในกลางปี 2022 Trina เสนอโซลูชันเวเฟอร์สี่เหลี่ยมอย่างกล้าหาญ โดยเปิดตัวเวเฟอร์ 182 มม.210 มม. แบบสี่เหลี่ยม โมดูลที่ใช้เวเฟอร์สี่เหลี่ยมมีความกว้าง 1134 มม. สอดคล้องกับความกว้างของโมดูล 182 แบบดั้งเดิม ในขณะที่ความยาวคือ 238X จากนั้นในปี 2023 องค์กรชั้นนำ 9 แห่งรวมถึง Jinko, JA Solar และ Longi ได้ร่วมกันประกาศขนาดของเวเฟอร์สี่เหลี่ยม โดยยืนยันเป็น 23821134.

สำหรับโมดูลขนาด 2382*1134 คลิกที่ข้อความเพื่อดูบทความที่ผ่านมา: ทำไม 2382*1134 ถึงเป็นขนาดทองของโมดูล?

ในปี 2026 ปัจจุบัน หลังจากข้อพิพาทเรื่องขนาดหลายปี อุตสาหกรรม PV มีข้อกำหนดเวเฟอร์หลักสามแบบ: 183.75182.2 มม., 210182.2 มม. และ 210210 มม. ในจำนวนนี้ เวเฟอร์ 183.75182.2 มม. ซึ่งเป็นรุ่นขั้นสูงของซีรีส์ 182 มีข้อได้เปรียบด้านกำลังการผลิตที่มีอยู่ โมดูลที่ทำจากเวเฟอร์ 210182.2 มม. เรียกว่าขนาดทอง มีต้นทุนการขนส่งที่ต่ำกว่าในการส่งออก PV และเข้ากันได้กับสายการผลิตโมดูลซีรีส์ 182 ส่วนแบ่งการตลาดของเวเฟอร์ 210210 มม. ก็ค่อยๆ เพิ่มขึ้นเช่นกัน

มุมมองของ Ooitech

Ooitech เชื่อว่า: วิวัฒนาการของขนาดเวเฟอร์ PV จาก 100 มม. เป็น 210 มม. โดยพื้นฐานแล้วเป็นการอัปเกรดความร่วมมือทั่วทั้งห่วงโซ่อุตสาหกรรม โดยการขยายหน่วยการผลิตเพื่อลดต้นทุนต่อหน่วยและส่งต่อผลประโยชน์ไปยังปลายน้ำ