在步入竞价、平价时代的过程中，光伏行业不可避免的经历着一场高效技术变革风暴，在电池组件端以应用M6硅片的166尺寸产品为代表的的技术创新正在开启光伏技术竞争的新格局。
营口金辰机械股份有限公司(以下简称：金辰股份)苏州子公司总经理王玉明对于“M6-166大尺寸硅片制造设备兼容性现状与制造保障”这一话题进行分析时强调，增大硅片尺寸的限制在于现有设备的兼容性，目前现有主流设备可以兼容M6-166大尺寸硅片，但是这一规格已基本达到部分设备允许的尺寸上限; 继续增大硅片尺寸则需重新购置部分设备，使得增大尺寸带来的成本下降被新购设备带来的成本上升所抵消。
现有主流设备可兼容M6大尺寸硅片
据了解，光伏硅片尺寸标准源于半导体硅片，目前已经历三次变革。1981-2012年，硅片边长由100mm和125mm增加到156mm;2013-2017年，硅片边长从156mm变革为156.75mm;目前正在进行的变革是硅片边长从156.75mm成为158.75mm方单晶和166mm大硅片。王玉明表示，M6大尺寸硅片是在不改变现有组件尺寸的情况下硅片的极限尺寸，同时也是部分设备允许的尺寸上限。
那么，在整个光伏产业链当中，包括拉棒切片环节，电池环节和组件环节，M6大尺寸硅片的制造设备兼容性究竟如何?王玉明对此进行了深刻剖析。
在拉棒与切片环节，分别对照单晶炉、开方机、切断机等主流设备的参数指标，王玉明表示，当前主流单晶炉厂家热屏内径在270mm左右，M6硅片外径223mm，对应的圆棒直径为228mm，单晶炉热屏尺寸尚有较大余量，无须重大改造;而开方机的常规尺寸为166mm，M6硅片对应的方棒直径为223mm，现有设备裕度较大。
但是对于拉棒与切片环节的切断机设备，王玉明指出，“对于M6硅片对应的圆棒直径是228mm，在该设备加工规格范围内，已接近设备加工规格上限。”
“对于电池环节的主要管式设备扩散炉和PECVD，由于扩散炉的管径最小为290mm，可满足M6硅片223mm的外径尺寸，若兼容M6硅片，还需要在石英舟上进行合理的设计”，王玉明介绍到，根据调研，目前市场上的PECVD主流设备最小直径为450mm，而硅片边距166mm，这就需要在牺牲产能的情况下兼容M6硅片，同时在工艺要求范围内把设备本体设计升级。
深圳捷佳伟创新能源装备股份有限公司(以下简称：捷佳伟创)的总经理李时俊对此观点非常认同，他表示，硅片尺寸加大，PECVD的石英管内腔加大，使其电源功率更大，同样供应能力会有影响。
在王玉明看来，对于电池环节的丝网印刷机，硅片尺寸的增大势必会加大印刷行程，M2升级为M6硅片，丝网设备也可以兼容，但可能会影响印刷机的产能，导致碎片率的增加。对此，两位专家给出相同建议，印刷机可以采取升级方式，部分核心部件如DD马达等，需更换规格型号。
“组件环节中，排版机的关键尺寸是组件长和宽”，王玉明以金辰股份典型高速电池串自动敷设机(排版机)为例，作出进一步解释，若组件尺寸在设备允许范围内，则只需更改设置即可适用于大硅片组件;若超出设备允许的最大组件尺寸，则很难通过小技改来兼容。另外，对于组件环节的辅材，诸如光伏玻璃、背板以及EVA等仅需调整切割尺寸即实现兼容，接线盒则不涉及尺寸问题，只考虑组件功率提高后接线盒内部线缆材料需要使用更高等级的材料等等问题。
单管产能1600片M6大硅片将成为未来扩散炉的主流
针对上述两个疑问，电池环节的扩散炉石英舟，以及管式PECVD的石墨舟该如何进行改进，从而提升M6大硅片的产能，王玉明从设备设计角度上进行了阐述。
从扩散炉石英舟的合理设计上来看，主要有两大要点，首先硅片尺寸应小于扩散炉炉管直径，且需要留有一定的操作空间;其次将硅片边距由156.75mm提高到166mm的同时，硅片半径将由210mm增大至223mm,对于内径290mm的扩散炉来说是可行的。王玉明建议，设备企业应做的保障措施则是，合理设计石英舟(如调整石英棒的间距离)，满足M6硅片插片及进出炉体的要求;建议采用菱形插片设计，能够兼容156mm和166mm大硅片。
“提升扩散炉M6大硅片的产能需通过加长炉体恒温区设计增大产能以降低成本，单管产能1600片M6大硅片将成为未来扩散炉的主流。”王玉明总结道。
而对于PECVD石墨舟的合理设计，王玉明表示，其与扩散炉的情况有些不同，由于石墨舟分为立式和卧式两种，因此只需硅片边距小于PECVD炉管内径即可，将硅片边距由156.75mm提高到166mm对于内径450mm的PECVD来说并无障碍。
王玉明认为，提升PECVD M6大硅片产能，需要增大反应管内径、加长恒温区以及提升单管产能三方面进行设计改进;同时他预测，单管产能504片或630片M6大硅片将成为未来PECVD的主流。
王玉明还提及，金辰股份作为光伏主流设备制造商，从电池智能光伏丝网印刷线、叠瓦组件设备线，组件层压机等环节对M6硅片兼容性较好，现有主流设备基本能够兼容M6大硅片生产。
李时俊也表示，现有电池设备完全可以满足M6硅片在电池生产环节的要求。对于2019年以后的设备，捷佳伟创可以实现“无缝对接”M6硅片!
来源：光伏头条
