单晶硅片切开技能开展趋势分析
硅片薄片化不只有效下降了硅资料的耗费，而且表现了硅片的柔韧性，给电池和组件端带来了更多的可能性。硅片薄片化不只受切片设备、金刚线、工艺等的约束，还遭到电池和组件技能的需求改变。例如，异质结电池（HIT）的对称结构。低温或无应力工艺能够适应较薄的硅片，其功率不受厚度的影响。即便削减到100μm左右，短路电流ISC的丢失也能够通过开路电压VOC得到补偿。
切开薄片需求对切开设备和切开工艺提出*高的要求。在高速条件下需求完成*高的切开稳定性；切开液体体系需求*好的引进、冷却、润滑和排屑；金刚线需求*好的颗粒均匀性和*好的切开才能。其他插件机。清洗机。分拣机也需求相应的优化。在切开进程中，*薄片*简略弯曲。以及刀的边际翘曲，因而需求在工艺端与设备。金刚线有*好的匹配度。现在，单晶硅片的大规模出产厚度为170~180μm，阳光动力和部分企业具有单晶140μm的切开技能。在阳光动力与日本夏普合作的N晶棒业务中，N硅片的实践厚度可到达100-120μm，具有充分的韧性。由于电池和部件技能的开展，硅厚度的改变趋势如下图1所示。
硅片变大
未来光伏工业链对硅片的另一个重要需求，即大型硅片，简直已成为职业无可争辩的现实。依据工业链各环节的设备。在人力出资不变的前提下，硅片尺度的添加添加了从硅片、电池、部件到电站的产能输出和利益收入，相当于部分劳动力、折旧、水电、建设等本钱出资的摊销。现在，商场上有156.75mm（M2）、158.75mm（G1）、166mm（M6）、210mm（G12）等尺度共存。2020年，阳光动力将**推出一系列新产品，**关注166硅片。
大型硅片在切片端的推行首要表现在切开设备与大型硅棒的兼容性上。现在，商场上现有的金刚线*切片机不适用于G12大型硅片。此外，大尺度和薄片之间存在必定的对立性。大型硅片在切开薄片时对切片机提出了*高的要求。金刚线和切开工艺提出了*高的要求，以削减碎片。电视台。线条痕迹，以及大型薄片可能发生的弯曲和翘曲。
硅片变形
现在，该职业将硅片尺度分为方形和方形。方形硅片示意图如图2和图3所示。
2020年，跟着硅资料本钱的不断下降和单晶硅片产能过剩，方单晶硅片标准在职业界的推行也将加快。从表中能够看出，M2.G1.M6方单晶硅片的面积分别比准方单晶硅片的面积添加了0.56%.0.85%.0.50%。方单晶较大的长处是能够进步组件的功率，处理半组件串距离构成不规则形状的问题，使组件*加漂亮。
在方单晶出产中，树脂板的规格和胶量需求在切片粘棒环节进行调整。在切开进程中，首要优化进刀和收刀方位的小工艺。一般来说，它对切片环节影响不大。
未来金刚线切开硅片本身的开展维度。
出资本钱下降。
(1)高速高产能削减单GW出资。
在硅资料的切开进程中，资料的去除办法首要表现为脆性断裂切除和塑性变形切除。脆性断裂切除会在硅资料的切开*部发生裂纹，添加硅片外表的损伤；塑性变形切除是在塑性区域切除硅棒。
依据断裂力学理论和硅资料的特色，当金刚石磨粒的较大切开深度大于硅资料的临界切开深度时，塑性切开将过渡到脆性断裂切开。因而，在金刚线承载范围内，在多线切开进程中恰当进步钢线速度，有利于去除延伸区域内的硅资料，进步硅片外表的质量。此外，线速的进步能够在必定程度上进步金刚线的切开才能，然后恰当地添加台速，缩短工艺时刻。下表是不同线速条件下的切开比较。跟着线速的进步，工艺时刻的缩短，单台日产能的进步。
关于切片设备制造商，在考虑下降本钱的一起，需求进一步进步设备的全体稳定性，特别是张力操控的稳定性。主轴轴承箱的稳定性和设备强度。现在，商场上干流的切片线速度为1800~2100m/min。自2017年以来，切片机线速度的进步开端分解。到2019年，由于技能道路的选择和本身研制才能的约束，一些金刚线*切片机制造商将坚持1800m/min，一些研制才能强的制造商将持续将线速进步到2400m/min，以进步技能壁垒。跟着切开设备和金刚线技能的进步，线速将进一步进步。对未来开展趋势的预期如下图4所示。
跟着金刚线切开才能的进步，切开线速度的进步能够进一步进步切开进入刀台的速度，即缩短每刀切开时刻，进步每台设备的日产能。2016年，每GW的产能需求近40台切片机，现在跟着线速和装载才能的进步，每GW的产能只需求16台切片机；跟着切开线速度的进一步进步。跟着大硅片趋势对单片功率的进步，在不久的将来，每GW切片机的出资将会削减。因而，固定资产的出资，以及后期水电本钱。保护本钱。劳动力本钱将会下降。
(2)小型单GW厂房切开设备占地面积削减。
除了主轴电机、主辊润滑冷却、主辊切开室精度、切开冷却润滑体系等方面外，切开机还需求完成*高的稳定性和高线速，还需求优化设备的全体结构。金刚线封闭。接线路径需求进一步缩短，以削减张力波动。在未来进步切开设备功能的一起，全体结构将*加紧凑和小。单台设备占地面积的削减也大大下降了新工厂单GW工厂的占地面积，能够在必定程度上下降工厂的出资本钱。
运营本钱下降。
切片厂从硅棒到较终切片。分拣、包装、硅本钱和非硅本钱的份额如下图5所示。非硅本钱首要包含金刚线。其他资料。劳动力本钱。水电本钱。折旧和其他本钱。
因而，关于切片厂的运营来说，下降运营本钱较简略粗犷的办法便是硅多片。硅片质量高，人工水电本钱下降。
(1)细线化薄片化切开带来的低本钱加工办法。
跟着光伏本钱下降的不断推动，不难发现金刚线将持续沿着更多的电影出产方向开展。切开速度，线路耗费*少。硅片*薄。镀金钢线直径不断细化，有利于削减硅接缝切开，削减硅资料丢失，进步硅片出产率。
现在，金刚线的细线化进程远快于预期。跟着单晶商场份额的全面提升，估计2020年，单晶45金刚线将在客户端稳定大量使用。单晶硅金刚线直径的改变趋势如图6所示。
薄片切开还能够削减硅的丢失，进步出片率。如图7和图8所示，片数随片厚度的下降和片厚度的下降。
(2)**切开硅片。
**硅片首要表现在低TV.低线痕。关于大型硅片.薄片，还需求考虑低碎片率.无崩边.弯曲.翘曲等。
高质量硅片的切开，设备端发现相同的切开工艺，主辊资料。不同的槽参数，电视功能差异很大。此外，主辊拼装精度高。低跳动也能有效地操控线网的颤动，进步硅片的加工质量。金刚线端，削减金刚线微粉粒径，也能进步硅片的切开质量。但粒径不能无限减小，当粒径减小到必定程度时，资料去除机制会发生改变，但会下降加工的外表质量。依据切开发现，相同的切开工艺，母线直径相同，金刚砂粒径越小。均匀性越好，有利于进步硅片的质量。
以93%的硅片良率为例，每公斤单晶硅棒可出产约51片。如果良率进步到95%，每公斤硅棒可多出产1片。按每片3.07元的单晶硅片计算，相当于每片硅片的出产本钱下降了3.07/51。因而，**硅片有利于硅片厂运营本钱的下降。
**硅片不只能够进步硅资料的利用率，还能够满意未来电池PERC、HIT等**需求。因而，**硅片值得*高的价格，赢得客户的信赖和满意，然后在切片环节取得*高的利润。
(3)智能工厂。
跟着光伏工业本钱下降的加快和2020年的影响，对智能工厂的需求将进一步引起人们的关注。智能工厂不只能够大大下降劳动力本钱投入，还能够提**，下降企业管理和运营本钱。典型的智能工厂结构如下图9所示，一般包含现场层。操控层。操作层。企业层。数据库。通信体系。
智能化的建设在很大程度上取决于现场层的主动化程度。毕竟，智能上层结构相对老练。切片环节较典型的主动化是主动查看棒、棒粘贴体系和切片主动上下棒。从阳光动力整个工业链的主动化程度来看，下游工业的主动化程度远**上游工业。因而，阳光动力现在正在积极推动拉晶。切片环节的主动化出产进步了整个工业链的主动化和智能化水平。智能工厂较终将成为光伏切片企业的较终形式。
智能切片环节还有一个非常重要的方面，即切片设备的主动化+智能化。在切片机主动化方面，为了较大极限地解放劳动力，下降劳动力本钱和运行时刻，一些*切片机能够完成主动加液、排液、主动清洗、主动刀具和提升棒。在智能化方面，依据对切开大数据的实时监控和分析，对人工切开进程进行了逻辑数据调整，使切开设备能够在必定程度上辨认切开进程中的复杂问题。学习和处理才能能够*、准确、可重复的处理办法，然后下降断线率，进步出产功率，进步切片功率。高度主动化和智能化将是未来切片设备的重要趋势之一。
