單晶、多晶產(chǎn)品的勢(shì)力消長(zhǎng)一直是太陽(yáng)能市場(chǎng)重要的觀察點(diǎn)，而單晶自2016年起藉著效率與成本優(yōu)勢(shì)重回主流，多晶廠商為了尋求出路，使得金剛線切片搭配黑硅蝕刻處理的方案重新受到重視，不少?gòu)S商摩拳擦掌要在2017下半年推出相關(guān)產(chǎn)品在市場(chǎng)上一決勝負(fù)。
回顧太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，單晶起初占了先機(jī)，之后由經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的多晶逆勢(shì)翻轉(zhuǎn)。然而，單晶硅晶圓持續(xù)擴(kuò)產(chǎn)所推動(dòng)的單晶整體成本下降，加上領(lǐng)導(dǎo)廠商的推廣以及政策倡導(dǎo)的帶動(dòng)下，單晶的市占率預(yù)計(jì)會(huì)從2015年約18％逐漸增加到2017年的30％以上。
多晶發(fā)展遇瓶頸 金剛線切片勢(shì)在必行
單晶產(chǎn)品之所以能重新取得優(yōu)勢(shì)，除高效優(yōu)勢(shì)之外，最主要的原因是多晶在轉(zhuǎn)換效率與降低成本方面遇上了瓶頸。多晶硅晶圓與電池透過技術(shù)改善來(lái)提升效率的空間逐漸縮小，在標(biāo)準(zhǔn)多晶電池制程中，傳統(tǒng)酸蝕刻技術(shù)處理后的表面平均反射率會(huì)比單晶來(lái)得高，造成多晶電池反射光的損耗較大；再加上多晶PERC的效率提升成效并不如單晶，導(dǎo)致在目前PERC技術(shù)席卷之時(shí)，多晶產(chǎn)品的發(fā)展受到了抑制。在成本方面，單晶在長(zhǎng)晶、切片端都還能降低，多晶則因劇烈的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致降低成本空間幾乎已經(jīng)耗盡。
效率／成本比的落后，讓多晶制造商感受到強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)壓力。2016年，不少多晶企業(yè)就開始醞釀商業(yè)化金剛線切割多晶鑄錠的技術(shù)，并逐步解決了金剛線切割多晶鑄錠易斷線、碎片率高、切割速度慢等問題。相對(duì)的，硅料浪費(fèi)減少、每公斤產(chǎn)出片數(shù)多、刀次增加的各種好處浮現(xiàn)，使得多晶硅晶圓每片成本可以大幅下降6～10美分，將成本競(jìng)爭(zhēng)力轉(zhuǎn)弱為強(qiáng)。
黑硅再起 技術(shù)路線明朗化
盡管解決了金剛線切片的弱點(diǎn)，但傳統(tǒng)蝕刻制程并不適用于多晶金剛線切片的問題仍然存在。而黑硅技術(shù)正是解開金剛線切片這個(gè)寶藏的關(guān)鍵鑰匙。
圖1黑硅為多晶市場(chǎng)帶來(lái)求贖？
扮演多晶未來(lái)發(fā)展關(guān)鍵的黑硅方式，其實(shí)是兩個(gè)技術(shù)的綜合體，包括了金剛線切割與表面蝕刻這兩大發(fā)展技術(shù)。金剛線切割能有效地降低成本，而表面蝕刻則是提升轉(zhuǎn)換效率的推手。結(jié)合這兩項(xiàng)技術(shù)的產(chǎn)品性價(jià)比提升了5.8％，堪稱是有史以來(lái)最大的幅度。黑硅后續(xù)發(fā)展更可以再繼續(xù)搭配PERC、雙面等技術(shù)，朝高效路線進(jìn)展。
從2016年至今，黑硅技術(shù)的發(fā)展歷經(jīng)乾法、濕法應(yīng)用，最后添加劑成為主流解決方案。至此黑硅的發(fā)展趨勢(shì)已經(jīng)逐漸明朗，多晶黑硅電池片即將進(jìn)入量產(chǎn)階段。
就目前廠商積極投入來(lái)看，廠商已開始步入大規(guī)模黑硅技術(shù)取代的時(shí)程，EnergyTrend預(yù)估，金剛線切割到2019年就會(huì)幾乎全部轉(zhuǎn)換完成，而黑硅技術(shù)則會(huì)略晚半年時(shí)間左右。
圖2黑硅發(fā)展下多晶在太陽(yáng)能市場(chǎng)額外取得的市占
三大黑硅制程 各具優(yōu)缺點(diǎn)
比較黑硅三大制程的優(yōu)缺點(diǎn)，乾法黑硅的提效效果最佳，且較濕法、添加劑法有更實(shí)際的量產(chǎn)實(shí)績(jī)，因此發(fā)展必定有其優(yōu)勢(shì)。迭加金剛線切片、PERC以及乾法黑硅技術(shù)，符合太陽(yáng)能發(fā)展的一貫手法，小幅的成本增加，持續(xù)穩(wěn)定提升效率，成為乾法的最大優(yōu)勢(shì)。然而，現(xiàn)階段乾法設(shè)備投資成本過高，降低大家接受的意愿，因此乾法黑硅需要在設(shè)備的性價(jià)比漸趨合理后，于2018年后才有機(jī)會(huì)擴(kuò)大應(yīng)用規(guī)模。
乾法雖然商業(yè)化有所推遲，但發(fā)展仍然穩(wěn)定可期；相較之下，濕法雖然較有成本優(yōu)勢(shì)，然而制程相對(duì)復(fù)雜、且批次效率不穩(wěn)，還有環(huán)保疑慮等問題，后續(xù)發(fā)展性的限制會(huì)較多。
從今年的發(fā)展來(lái)看，采用添加劑的直接蝕刻方法最具競(jìng)爭(zhēng)力方法。對(duì)多晶廠商而言，添加劑蝕刻無(wú)需增加任何設(shè)備就可以維持效率，封裝模組后維持目前270W的主流瓦數(shù)，搭配金剛線切片將帶來(lái)強(qiáng)大的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。目前幾乎所有廠商都在研究直接蝕刻，2017年黑硅模組的出貨比例會(huì)在第3季起顯著增加，到2018年底有望達(dá)到8成的替換率。
圖3黑硅三大制程比一比
結(jié)論
多晶黑硅技術(shù)的出現(xiàn)，再次掀起了單、多晶的產(chǎn)品路線之爭(zhēng)。在長(zhǎng)期的競(jìng)爭(zhēng)中，已證明維持性價(jià)比優(yōu)勢(shì)才能保住市場(chǎng)地位；在單晶性價(jià)比迎頭趕上的同時(shí)，黑硅技術(shù)在性價(jià)比上的長(zhǎng)足進(jìn)步，替多晶重新取回了市場(chǎng)平衡的機(jī)會(huì)。根據(jù)EnergyTrend的預(yù)估，多晶黑硅產(chǎn)品的考驗(yàn)與突破將會(huì)在2017年下半年浮現(xiàn)，終端市場(chǎng)是否愿意敞開大門開始采用黑硅模組，將會(huì)是進(jìn)入量產(chǎn)化的最后臨門一腳。
