长晶成本小投入,产品获益大丰收:超能氮化硅粉方案探讨

作者: | 发布日期: 2017 年 04 月 18 日 13:50 | 分类: 产业访谈

研发人员对于技术了解最为透彻,而第一线的工程师最明白哪种产品好用。财务与决策人员在决定发展方针时,必须详加考虑技术、制造、成果等整体性价比,以求每一分资金都能创造最大获益。

在太阳能多晶供应链当中,台湾的材料厂超能高新材料可说是兼具技术知识与生产成效两方面的翘楚。超能的多晶铸锭坩埚涂料─高纯度氮化硅粉可增加硅片得片数与后续所生产的太阳能电池转换效率。虽然初期投入成本略高,但对于硅片销售,乃至于终端的太阳能系统发电量上,超能的氮化硅粉所创造的收益远胜于成本投资。

研发起家、技术本位、重视服务

超能总经理魏汝超博士原任台湾硅片大厂的研发工程师,在2011年成立超能高新材料股份有限公司,借由在长晶方面的专业知识推出理想中的高纯度氮化硅粉,全球市占率与日、德国际大厂不分轩轾,达三成之高。

氮化硅粉是用于多晶铸锭长晶炉的特殊耗材。长晶炉采用石英坩埚,含大量杂质与氧,会影响铸锭、硅片乃至于太阳能电池的品质,因此坩埚内侧需喷涂氮化硅粉作为隔绝保护层,以降低多晶铸锭的杂质。这层氮化硅粉也能减少铸锭的含氧量,进而降低太阳能电池的光衰(LID)。

超能的高纯度氮化硅粉具有以下技术优势,能带给客户更大的获利空间:

-绝佳粒径配比:最新产品平均粒径仅1.40μm,在特殊奈米技术处理下,可有效解决外观与良率问题。

-最高β相含量:β相氮化硅受全球专利保护,β相含量业界最高,有助高效成核机制

-高纯度、低稠度、悬浮性佳:减少溶剂需求且更易均匀喷涂。

-杂质含量低:生产品质控制严谨,金属杂质极少,可生产更高效的硅片和电池。

超能氮化硅品质严格把关。

 

业界β相氮化硅含量比例最高,高品质带来高收益

氮化硅粉具有两种结构—α相和β相,其比例会影响铸锭的品质。魏博士回想,他在台湾刚开始发展多晶铸锭技术时就发现β相氮化硅更适合太阳能铸锭需要的长晶环境,但向当时的氮化硅粉供应商提出高β相成分的需求时,却遭到拒绝。

魏博士解释,α相氮化硅可在低温环境下合成,生产成本较低。加上应用领域广,因此多数厂商并未为太阳能产业推出最优化的氮化硅粉。这催生了超能与其超高比例β相氮化硅粉产品,为多晶太阳能产业链带来革命。

左:采用超能氮化硅粉后,铸锭品质提高,
可供切片的厚度也增加。

根据实测,采用超能氮化硅粉作为脱模阻隔剂的坩埚,可有效降低铸锭杂质与含氧量,使铸锭的硅片得片数增加,且所生产的多晶电池片转换效率将较竞争对手多出0.1-0.03个百分点(18.57%提升至18.60%),相当于每片电池至少提升0.0073W。如此一来,拥有50台G6长晶炉的工厂透过超能氮化硅粉能创造的每月额外收入将如下表:

 

 

电池效率分布比较图

多晶成长空间大,追求效益才是发展之道

魏博士分析单、多晶的技术特性,强调:“多晶产品的技术门槛较单晶低,且在高温环境的发电效果较单晶好,因此多晶仍将保有稳定的市占率。”他估计,G7长晶炉投入生产线后,加上金刚线切、黑硅等技术成熟,多晶产品在成本与发电效能上的表现很快就会重新取得优势。

金刚线切搭配黑硅技术发展的速度极快,魏博士认为2017年底将有三分之一多晶产能改采新技术。他指出,金刚线不易控制切片良率,是市场化的瓶颈。若长晶厂采用超能的氮化硅粉,所生产的铸锭杂质可大幅降低,将有助金刚线切多晶硅片良率提高进而加速普及。

透过坚强的研发实力与背景,超能对于太阳能产业的关键需求握有绝佳了解,因此在过去几波太阳能产业大洗牌的过程当中愈加茁壮,所提供的产品及太阳能解决方案广受全球业者肯定。

多晶产品的技术进展结合了产业链各个区段的努力,积少可以成多。而在追求性价比的时代,每一分钱投入的目标都是创造最大的整体收益;完善的整体收支评估,才能创造最高的发电价值。

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