Historia ya Mabadiliko ya Ukubwa wa Wafer za Photovoltaic

Utangulizi wa Bidhaa

Ikiwa umefuatilia maendeleo ya wafer za photovoltaic, utajua kwamba urefu wa makali ya wafer za sola umekua kutoka 100mm hadi 125mm, kisha hadi 156mm, na hadi leo 210mm.

Tunaweza kuona wazi kwamba tasnia ya photovoltaic inapokomaa, ukubwa wa wafer unaendelea kuongezeka. Kwa hivyo, ni athari gani ukubwa mkubwa wa wafer huleta kwenye mnyororo mzima wa tasnia ya PV? Na mabadiliko haya ya ukubwa yanategemea nini hasa?

Athari kwenye Mnyororo wa Tasnia ya PV

1) Watengenezaji wa Wafer

Ukubwa mkubwa wa wafer husaidia kampuni za wafer kupunguza gharama tatu kuu: nyenzo za silicon, uvutaji wa kioo, na ukataji.

Vifaa vya msingi vya utengenezaji wa wafer (kama vile tanuu za kioo kimoja na mashine za kukata) kawaida hupimwa kwa "beti kwa saa" au "vipande kwa zamu ya mashine". Ukubwa mkubwa unamaanisha kwamba tanuu moja au mashine moja hutoa wafer nyingi zaidi kwa kila mzunguko. Kwa mfano, eneo la wafer ya 210mm ni takriban mara 1.82 ya ile ya 156mm, kwa hivyo ikiwa mavuno ya kukata yanabaki sawa, pato la saa moja la mashine moja ya kukata linaweza kuongezeka kwa zaidi ya 80%.

Gharama zisizobadilika kama vile kushuka kwa thamani ya vifaa, matumizi ya nishati, na kazi husambazwa kwenye eneo kubwa la wafer, kwa hivyo gharama isiyo ya silicon kwa kila wafer (kama vile umeme na nyenzo) hupungua dhahiri. Kulingana na data ya tasnia, kuboresha kutoka 156mm hadi 210mm kunaweza kupunguza gharama isiyo ya silicon ya hatua ya wafer kwa takriban 20%-30%.

2) Watengenezaji wa Seli

Wafer kubwa hupunguza "upotevu wa makali" wa seli, kwani kadiri eneo la wafer linavyokuwa kubwa, ndivyo uwiano wa maeneo ya makali yasiyofaa unavyopungua.

"Kasi ya mstari" ya uzalishaji wa seli kimsingi imewekwa (kama vile muda wa mzunguko wa PECVD na uchapishaji wa skrini), kwa hivyo ukubwa mkubwa huongeza pato la seli la mstari mmoja wa uzalishaji kwa uwiano, na hupunguza gharama ya nyenzo zinazotumika kama vile fedha ya kuweka na vitu vingine kwa kila seli. Kwa mfano, matumizi ya fedha ya kuweka ya seli ya 210mm ni takriban mara 1.3 ya ile ya seli ya 182mm, lakini eneo ni kubwa mara 1.82, kwa hivyo gharama ya fedha ya kuweka kwa kila wati kweli hupungua kwa takriban 28%.

3) Watengenezaji wa Moduli

Selo zilizotengenezwa kutoka kwa wafa kubwa hulazimisha ukubwa wa moduli kukua, jambo ambalo huwafanya watengenezaji wa moduli kupunguza gharama za ufungaji na kufikia msongamano wa nguvu wa juu.

Gharama za msingi za ufungaji wa moduli ni vifaa vya usaidizi kama vile glasi, filamu ya kufunika, fremu, na masanduku ya makutano, pamoja na gharama za kazi na vifaa vya michakato kama vile kuunganisha na kusafisha. Ukubwa mkubwa unamaanisha vifaa vya usaidizi vichache vinatumika kwa kila wati, na gharama ya kazi kwa kila wati pia hupungua.

4) Wawekezaji wa Mitambo ya Umeme

Moduli kubwa zinaweza kutoa msongamano wa nguvu wa juu (kwa mfano, moduli za selo za 210R zimefikia 600W+, na moduli za 700W+ zilizotengenezwa kutoka kwa selo za 210 tayari ziko katika uzalishaji wa wingi), kupunguza idadi ya moduli, kiasi cha miundo ya kuweka, na urefu wa kebo inayohitajika na kituo, jambo ambalo hupunguza gharama kwa wawekezaji wa mitambo ya umeme.

Ukuaji unaoendelea wa ukubwa wa wafa kimsingi ni uboreshaji wa pamoja wa "kupunguza gharama na kuongeza ufanisi" kwa watengenezaji wa wafa, upimaji wa selo, watengenezaji wa moduli, wawekezaji wa mitambo ya umeme, na wahusika wengine wengi. Kwa kuongeza ukubwa wa kitengo cha uzalishaji na kupunguza gharama ya kitengo, faida hupitishwa chini ya mnyororo kwa wahusika wa chini.

Vigezo vya Kiufundi

Faida za Kiufundi

• Wafer kubwa hupunguza gharama za nyenzo za silicon, uvutaji wa fuwele, na kukata katika hatua ya utengenezaji

• Mashine moja ya kukata inaweza kuongeza pato la saa kwa zaidi ya 80% wakati wa kuhama kutoka 156mm hadi 210mm

• Gharama isiyo ya silicon ya hatua ya wafer inaweza kushuka kwa takriban 20%-30% wakati wa kuboresha kutoka 156mm hadi 210mm

• Kupungua kwa upotevu wa kingo na gharama ya chini ya fedha ya fedha kwa wati (takriban 28% chini kwa seli za 210mm)

• Moduli za nguvu za juu hupunguza idadi ya moduli, miundo ya kuweka, na urefu wa kebo unaohitajika

Matumizi ya Bidhaa

Historia ya Maendeleo ya Wafer ya PV

Kwa kuwa wafer za photovoltaic zilitoka kwenye nyenzo za fuwele moja za semiconductor, tasnia ya PV kwa muda mrefu imefuata ukubwa wa wafer za semiconductor za inchi 6 na inchi 8 (kipenyo), sambamba na kinachojulikana kama wafer ya inchi 5 (125mm) na wafer ya inchi 6 (156mm) kwa urefu wa makali.

Kadiri tasnia ya PV ilivyokua na mahitaji ya wafer na seli yakaongezeka, na kwa maendeleo ya vifaa vya ndani vya kuvuta fuwele, kukata, na utengenezaji wa seli, wafer ya inchi 5 (125mm) polepole ilitoka kwenye mnyororo wa PV. Baada ya 2012, isipokuwa kwa wazalishaji mmoja au wawili maalum wa seli, wafer ya 125mm kimsingi iliondolewa na soko.

Wafer za 156mm (ukuaji wa fuwele wa inchi 8) kisha zikawa ukubwa kuu. Baada ya hapo, tasnia ilianza kujaribu nyongeza ndogo kwenye jukwaa la ukuaji wa fuwele la inchi 8. Mwishoni mwa 2013, kampuni tano ikiwemo Zhonghuan na Longi kwa pamoja zilitoa viwango vya wafer vya M1 (156.75-φ205mm) na M2 (156.75-φ210mm). Bila kubadilisha ukubwa wa moduli, M2 iliongeza eneo la wafer (kwa 2.2%) na kuongeza nguvu ya moduli kwa zaidi ya 5W, ikawa haraka kuu ya tasnia na kukaa imara kwa miaka kadhaa.

Katika miaka iliyofuata, wazalishaji wakubwa wa wafer walitumia uboreshaji wa kiufundi kwa msingi wa M1 na M2 kuendelea kuongeza urefu wa makali ya wafer hadi 158.75, 161.7, 166mm na ukubwa mwingine. Faida ya wafer ya 158.75mm ni kwamba uwezo wote wa ndani uliopo unaweza kuboreshwa kupitia ukarabati wa kiufundi kwa gharama ya chini. Hata kwa mimea ya zamani ya seli, gharama ya ukarabati wa 1GW ilibaki ndani ya kiwango kinachokubalika.

Faida ya wafer ya 166.00mm ni kwamba eneo lake ni kubwa kwa 12.22% kuliko M2, na moduli za aina ya 72 zinazotumia wafer hii zinaweza kufikia 420-430W. Wakati huo huo, ukubwa huu ulikuwa karibu lakini haukuzidi kikomo cha uwezo wa vifaa vilivyopo, hivyo gharama ya ukarabati ilibaki kudhibitiwa.

Kuanzia 156mm hadi 166mm, wazalishaji wote katika hatua hii walikuwa wakiongeza eneo la wafer kupitia maboresho ya kiufundi kwenye jukwaa lililopo la ukuaji wa fuwele la inchi 8.

Mnamo Agosti 2019, Zhonghuan alifanya hatua kubwa na akatoa wafer ya fuwele moja ya G12 yenye urefu wa makali ya 210mm, akitumia moja kwa moja ukubwa wa wafer ya semiconductor kwenye PV. Lengo lilikuwa kufikia mruko katika nguvu ya moduli na kupunguza zaidi gharama ya utengenezaji kupitia wafer kubwa. Lakini wakati huo, wafer ya 210 haikuwa na karibu msaada wowote wa tasnia ya juu au chini katika mnyororo wa PV, na wengi wa tasnia walikuwa na shaka kuhusu 210.

Mnamo 2019, Trina na Zhonghuan, watumiaji wa mwanzo zaidi wa wafer ya 210, walitoa kizazi kijacho cha bidhaa mpya za moduli. Kulingana na toleo la 50 la wafer ya 210, nguvu ya juu ilifikia 500W, ambayo pia ilikuwa bidhaa ya kwanza ya 500W katika tasnia ya PV. Kwa kikomo cha vipimo vya glasi ya PV wakati huo, moduli haikuweza kufanywa kuwa safu 6 za seli na ililazimika kufanywa kuwa idadi isiyo ya kawaida ya safu 5, na mpangilio wa safu isiyo ya kawaida ulimaanisha moduli ililazimika kutumia muundo wa waya wa kuruka. Pia kwa kikomo cha sasa cha inverter wakati huo, seli hazingeweza kutumia kukata nusu ambayo ilikuwa kuu katika tasnia, na zililazimika kufanywa kuwa theluthi.

Pamoja na kutolewa kwa wafer ya urefu wa makali ya 210 ya Zhonghuan na faida kwamba moduli za 210 zinaweza kufikia nguvu ya 500W+, kufikia mwisho wa 2019, viongozi wa moduli wakiwakilishwa na Jinko, JA Solar, na Longi waliingia katika mawazo ya kina. Kwa upande mmoja, kampuni hizi zilitaka bidhaa ya kukabiliana na athari ya moduli ya 500W; kwa upande mwingine, hazikutaka kutengeneza bidhaa zilizo na safu isiyo ya kawaida na muundo wa kukata theluthi.

Kwa hiyo kampuni hizi tatu hazikuchagua 210, na zote zilifikiria kwa bahati kutumia mpangilio wa jadi wa seli 6 za safu zenye idadi sawa kufikia bidhaa za 500W+. Kwa kweli, vipimo vya hizo tatu hazikuwa sawa mwanzoni. Jinko na JA Solar walikaribia kuweka ukubwa wa wafer ya 180mm mwishoni mwa robo ya kwanza ya 2020, wakati Longi awali aliamua ukubwa wa 17X. Baada ya mawasiliano na mazungumzo, kampuni tatu hatimaye ziliunganisha ukubwa hadi 182mm, na mnamo Juni 2020, kampuni tatu zinazoongoza, pamoja na wazalishaji wengine 7 katika tasnia, kwa pamoja walitoa wafer ya fuwele moja ya M10 kulingana na vipimo vya 182mm.

Ukubwa wa seli ya 183.75*182.2 inayotumika leo inategemea msingi wa kiufundi wa 182mm. Kama vile urefu wa makali ya 156mm ulivyozidi kuongezeka hadi 158.75, inainua eneo la seli kupitia maboresho ya kiufundi bila kubadilisha ukubwa wa moduli, kuboresha ufanisi wa uzalishaji wa nishati.

Mantiki ya wafer ya urefu wa makali ya 182 ni tofauti na kuanzishwa kwa kuruka kwa urefu wa makali ya 210. 182 ilitokana na mantiki ya kupunguza kinyume kulingana na masharti ya mipaka yaliyopo ya tasnia. Masharti makuu ya mipaka yalikuwa urefu wa kontena la usafirishaji na upana wa tanuru ya kioo. Pointi hizi mbili ziliamua kwamba kikomo cha juu cha upana wa moduli ni kati ya 1133-1134mm, ambayo inaongoza kwa ukubwa wa seli ya 182mm kwa mpangilio wa seli za safu 6.

Kwa upande mmoja, nguvu ya moduli ya 182 ni kubwa kuliko moduli ya awali ya 210 ya toleo la 50. Muhimu zaidi, moduli ya 182 iliendelea kikamilifu mpangilio wa kukomaa wa safu 6 na suluhisho la kiufundi la seli za kukatwa mara 2, na utendaji bora wa bidhaa na mnyororo wa usambazaji wa juu na chini uliokomaa. Kwa mantiki ya kufikiri ya tasnia wakati huo, 210 haikuweza kufanywa kuwa mpangilio wa seli za safu 6, kwa sababu tanuru ya kioo haikuunga mkono na kontena halikuunga mkono. Ilionekana kwamba 210 ilikuwa karibu kuwa suluhisho lililoshindwa.

Hata hivyo, Trina, kiongozi wa kambi ya 210, alivunja fikira zisizobadilika za wengi wa wataalamu wa tasnia na kupindua mantiki ya jadi ya kubuni, akizindua haraka bidhaa ya moduli ya 210 yenye seli 60 kulingana na mpangilio wa seli za safu 6 na seli za kukatwa mara 2, na nguvu ya moduli kufikia hadi 600W (moduli yenye ukubwa wa 2172*1303).

Wazo la Trina lilikuwa: ikiwa kontena halitumii uwekaji wa upande wa tabaka mbili za moduli za 210 za safu 6, basi weka moduli kwa wima kwenye kontena; ikiwa tanuru ya kioo haitumii, basi shirikiana na viwanda vya kioo kuboresha mstari wa uzalishaji; ikiwa mkondo wa seli ya 210 ya kukatwa mara 2 ni mkubwa sana kwa inverter, basi shirikiana na watengenezaji wa inverter kuendeleza kizazi kipya cha bidhaa. Katika nusu ya pili ya 2020, Trina pia aliongoza kikundi cha watengenezaji kuanzisha muungano wa tasnia wa 600W+, kwa lengo la kufikia uendelezaji wa pamoja wa mnyororo mzima wa tasnia ya 210.

Toleo la safu 6 la moduli ya 210 lilifikia upana wa 1303mm na liliweza kuwekwa kwa wima tu kwenye kontena. Uwekaji wa wima ulisababisha matatizo fulani katika hali fulani, na wateja wengi hawakupenda njia hii. Kukabiliana na tatizo hili, katikati ya 2022, Trina alipendekeza kwa ujasiri suluhisho la wafer ya mstatili, akizindua 182mmWafer ya mstatili ya 210mm. Moduli inayotokana na wafer ya mstatili ina upana wa 1134mm, sambamba na upana wa moduli ya jadi ya 182, wakati urefu ni 238X. Kisha mwaka 2023, makampuni 9 yanayoongoza ikiwemo Jinko, JA Solar, na Longi kwa pamoja walitangaza ukubwa wa moduli ya wafer ya mstatili, ikithibitishwa kama 23821134.

Kwa moduli ya ukubwa wa 2382*1134, bofya maandishi kuona makala ya awali: Kwa nini 2382*1134 ni ukubwa wa dhahabu kwa moduli?

Katika mwaka huu wa 2026, baada ya miaka kadhaa ya mabishano ya ukubwa, sekta ya PV kwa sasa ina vipimo vitatu vikuu vya wafer: 183.75182.2mm, 210182.2mm, na 210210mm. Kati yao, 183.75Wafer ya 182.2mm, kama toleo la juu la mfululizo wa 182, ina faida ya uwezo uliopo; moduli inayotengenezwa kutoka kwa 210Wafer ya 182.2mm inaitwa ukubwa wa dhahabu, ikiwa na gharama za chini za usafirishaji katika mauzo ya nje ya PV, na inaoana na mistari ya uzalishaji wa moduli ya mfululizo wa 182; sehemu ya soko ya 210Wafer ya 210mm pia inapanda hatua kwa hatua.

Mtazamo wa Ooitech

Ooitech inaamini: mageuzi ya ukubwa wa wafer za PV kutoka 100mm hadi 210mm kimsingi ni ushirikiano wa kuboresha katika mnyororo mzima wa tasnia, kukuza vitengo vya uzalishaji ili kupunguza gharama za kitengo na kupitisha faida kwa wateja wa chini.