Resumo: Atualmente, o silício cristalino é o principal material utilizado na célula solar, mas a liberação da política nacional "531" levou a um aumento gradual da participação do silício monocristalino, que o ultrapassou em 2020. Neste artigo, vamos analisar os avanços técnicos do silicio monocristalino e o desempenho atual do mercado do silicio monocristalino para ilustrar a tendência de superação do silicio monocristalino.

Como todos sabemos, a cadeia da indústria de geração de energia fotovoltaica inclui principalmente silício, bolachas de silício, células de bateria, módulos de bateria e produtos de aplicação de sistemas e outros cinco elos. Entre eles, o silício e as pastilhas de silício pertencem ao montante da cadeia industrial; as células e os módulos de bateria pertencem ao montante médio da cadeia industrial; os produtos de aplicação do sistema são o jusante da indústria. De acordo com a química de preparação da célula solar para classificação, pode ser dividida em três categorias: a primeira categoria para célula de silício cristalino solar, incluindo principalmente silicio monocristalino e silicio policristalino; a segunda categoria para célula de película fina solar, incluindo principalmente células de película fina à base de silício, selenieto de gálio de cobre índio. A terceira categoria é a nova célula solar, que inclui células de titanita de cálcio, células sensibilizadas por corantes, células solares poliméricas e células de ponto quântico coloidais. As células de filme fino e a nova célula solar ainda não foram utilizadas devido à sua baixa taxa de conversão em comparação com as células de silício cristalino, estabilidade deficiente e altos custos de fabricação. Como resultado, as células actualmente em produção e comercialização em massa são principalmente células de silício cristalino.

Figura 1 Silicio policristalino capacidade 2015-2017 (10.000 toneladas/ano)

De acordo com as estatísticas do ramo do silício, a capacidade de produção de silício policristalino da China está aumentando gradualmente de 2015 a 2017, a capacidade anual de produção de 169 mil toneladas, 210 mil toneladas e 276 mil toneladas, respectivamente, 2016 em relação a 2015, a taxa de crescimento da capacidade de produção de silício policristalino é de 24,26%, 2017 em relação a A taxa de crescimento da capacidade de produção do silicio policristalino em 2017 em relação a 2016 foi de 31,43%, a partir desses dados, parece que a capacidade de produção do silicio policristalino na China tem aumentado gradualmente até 2017. No entanto, de acordo com a análise de especialistas do Comitê Profissional de Fotovoltaicos da Sociedade de Energias Renováveis da China, a principal razão para esta situação atual é que o processo silicio policristalino é mais simples e menos caro do que o silicio monocristalino, o que pode trazer mais benefícios a curto prazo para as empresas como módulos fotovoltaicos para centrais elétricas terrestres. Entretanto, após a introdução da política "531", a PV tenderá a ser distribuída e a participação do silicio monocristalino aumentará gradualmente, e o mercado do silicio policristalino diminuirá.

(1) A tecnologia de corte está madura e o custo foi significativamente reduzido. Tanto o silicio monocristalino como o silicio policristalino são primeiro preparados como varas ou lingotes de silício e depois, através da tecnologia de corte, cortados na espessura adequada. A técnica de corte tradicional é baseada principalmente no corte para frente e para trás, conduzindo o abrasivo de carboneto de silício através de um fio de aço ligado. Nos últimos anos, o fio diamantado tem se desenvolvido rapidamente no lugar do fio de aço ligado na tecnologia de corte do silicio monocristalino. A velocidade de corte do fio diamantado é rápida, o consumo de energia é baixo, as perdas de material silício são significativamente reduzidas, e esta tecnologia foi desenvolvida na preparação do silicio monocristalino, para a produção em massa, para todo o No entanto, este processo ainda não foi aplicado ao silicio policristalino.

(2) A eficiência de conversão do silicio monocristalino tem aumentado em comparação com o silicio policristalino. A tecnologia central da produção de células de silício cristalino já esteve anteriormente nas mãos dos Estados Unidos, Alemanha, Japão e outras empresas nacionais, até 2005 para dominar a tecnologia de produção de silício cristalino, na produção em massa, ao mesmo tempo também se concentra na melhoria e desenvolvimento da pesquisa e desenvolvimento da tecnologia de células de silício cristalino. Recentemente, o Laboratório Principal de Tecnologia do Estado da Trina Solar desenvolveu e sintetizou em conjunto uma célula monocristalina de pequeno tamanho com uma eficiência laboratorial de 24,4%, enquanto a eficiência de conversão laboratorial de sua célula silício policristalino desenvolvida atingiu apenas 21,25%, o que está no nível mais alto atualmente e estabeleceu um recorde mundial. Em termos de produção em massa, de acordo com os últimos dados do Comité Profissional Fotovoltaico da Sociedade Chinesa de Energias Renováveis, a eficiência das células monocristalinas comuns situa-se entre 20,5% e 22,5%, enquanto a eficiência das células silicio policristalino se situa entre 18% e 21%, e a eficiência de conversão dos módulos silicio monocristalino é superior à do silicio policristalino.

De acordo com informações públicas, desde 2018, afetados por políticas, fenômeno da luz abandonada, etc., os preços das pastilhas de silício continuam a cair. os preços do silicio monocristalino e do silicio policristalino caíram em tandem, proporcionando maior escolha para a célula solar de silício cristalino. Desde 2018, a produção de pastilhas de silício monocristalino tem continuado a crescer, representando dois terços da capacidade de produção de pastilhas de silício cristalino este ano. a produção de pastilhas de silício policristalino tem continuado a diminuir. Os números mostram que o silicio monocristalino está tomando uma fatia maior do mercado quando a concorrência de preços não é muito diferente.

O mercado do silicio policristalino tem mostrado um boom devido aos subsídios estatais anteriores, o que incentivou as empresas a instalar um grande número de usinas no solo, seguido de um boom no mercado do silicio policristalino. No entanto, com o ajuste das políticas nacionais, o mercado se redirecionou, juntamente com as maiores conquistas tecnológicas do próprio silicio monocristalino No entanto, com a reorientação do mercado em linha com a política nacional, aliada aos avanços tecnológicos do próprio silicio monocristalino e à significativa redução dos custos de produção, o mercado do silicio monocristalino tem tido boas possibilidades de desenvolvimento, para que no futuro a célula solar prefira o setor do silicio monocristalino.