GBT-光伏用半片硅單晶片編制說(shuō)明

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《光伏用半片硅單晶片》（討論會(huì)）編制說(shuō)明工作簡(jiǎn)況立項(xiàng)目的和意義在碳中和的目標(biāo)下，到2030年，火力發(fā)電將從49%下降至28%，光伏從11%上升至27%，風(fēng)電從13%上升至21%。值得注意的是，2030年之后，光伏將超越火電成為所有能源發(fā)電中最重要的能源，也就意味著在“雙碳”背景下，光伏行業(yè)是實(shí)現(xiàn)“碳中和、碳達(dá)峰”目標(biāo)的主力軍。持續(xù)降低的制造成本和不斷提升的光伏電池轉(zhuǎn)化效率是驅(qū)動(dòng)光伏行業(yè)不斷前進(jìn)的兩架馬車(chē)。2021年硅單晶片占光伏用硅片市場(chǎng)的85%左右（圖1）。其中，182mm硅片和210mm硅片已逐步取代了166mm、158.75mm等小尺寸硅片，成為市場(chǎng)的主流。硅單晶片的大尺寸化推廣大幅降低了晶體及硅片的制造成本。另一方面，由于硅片面積的增加帶來(lái)了單片電池片的電流大幅增加，在傳統(tǒng)的封裝工藝下，電流的增大將引起內(nèi)電路的功損增大，最終導(dǎo)致組件端的功率損失變大。因此，組件端為了降低電池內(nèi)耗，在做完電池后，采用激光劃片技術(shù)，將硅片一分為二，然后再進(jìn)行組件封裝。電池片一分為二后，半片電池的電流降低為整片的一半，則功率損耗降低為整片的四分之一。從國(guó)際光伏技術(shù)路線(xiàn)圖(圖2)來(lái)看，166mm以上的半片電池已占90%以上的晶硅電池市場(chǎng)，在未來(lái)的1-2年內(nèi)，半片電池將實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)100%全覆蓋。圖1硅單晶片占光伏晶硅市場(chǎng)的份額隨著電池片的大尺寸化以及PERC（背鈍化發(fā)射極電池）、TOPCon（隧穿氧化層鈍化接觸太陽(yáng)能電池）、HIT/HJT（異質(zhì)結(jié)電池）等新型電池的不斷推出，電池轉(zhuǎn)化效率越來(lái)越高，而激光劃片帶來(lái)的弊端也越來(lái)越大，綜合下來(lái)主要有如下幾點(diǎn)：1）激光劃片將引起功率損失：劃片過(guò)程中產(chǎn)生的切口處無(wú)法有效鈍化，漏電增加，在PERC電池中影響電池效率0.1%，效率越高的電池，電池端激光劃片的影響越大，TOPCon、HIT/HJT等電池中影響效率超過(guò)0.3%。2）激光劃片引起碎片損失：目前電池片劃片的碎片率約為0.2%以上，電池做完了再發(fā)生的碎片，損失的成本將大幅上升。3）激光劃片導(dǎo)致工序延長(zhǎng)：由于增加了一道劃片工序，需增加激光設(shè)備投入、人力投入以及相關(guān)的動(dòng)力設(shè)備投入，使得電池片的制造成本上升。基于大尺寸半片電池片的發(fā)展趨勢(shì)以及激光劃片過(guò)程中產(chǎn)生的諸多弊端，硅片端已開(kāi)始規(guī)模切入半片硅片的生產(chǎn)。半片硅片的規(guī)模使用，充分發(fā)揮光伏半片電池的功率優(yōu)勢(shì)性能的同時(shí)，大大降低了電池片的制造成本。另外，隨著大尺寸(182mm、210mm)硅片薄片化(170μm、160μm、150μm、120μm等)趨勢(shì)的加劇，整片硅片在硅片端、電池端制造的均勻性越來(lái)越差，半片硅片的推出將更有利于如擴(kuò)散、鍍膜等工藝的均勻化，以此來(lái)進(jìn)一步提升硅片的轉(zhuǎn)化效率性能。因此，半片硅片已在逐步成為高效電池的主流基底材料，半片硅片標(biāo)準(zhǔn)的建立，將更好為高效光伏硅片的研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用提供參考和指導(dǎo)，引導(dǎo)光伏硅片行業(yè)的健康發(fā)展。目前光伏用硅片生產(chǎn)主要在中國(guó)大陸，中國(guó)在光伏用硅片標(biāo)準(zhǔn)的制定中有充分的話(huà)語(yǔ)權(quán)。隨著PERC電池的進(jìn)一步提效，以及TOPCon、HIT/HJT等更高效電池的推廣，電池切半將務(wù)必前置，即產(chǎn)生一系列的半片硅片產(chǎn)品。目前，半片電池已成為行業(yè)發(fā)展的標(biāo)配，166mm以上90%的電池片為半片使用，整片電池在未來(lái)的1-2年內(nèi)將徹底消失。圖2半片電池的市場(chǎng)份額在現(xiàn)行的GB/T26071-2018《太陽(yáng)能電池用硅單晶片》不但缺少了目前行業(yè)主流的158.75mm、166mm、182mm、210mm等尺寸硅片的規(guī)范，對(duì)166mm以上含182mm、210mm等半片電池所需的硅片產(chǎn)品并沒(méi)有任何定義和界定。本標(biāo)準(zhǔn)的制定將填補(bǔ)國(guó)內(nèi)半片硅片標(biāo)準(zhǔn)的空白，滿(mǎn)足市場(chǎng)對(duì)半片標(biāo)準(zhǔn)的需求。制定《光伏用半片硅單晶片》標(biāo)準(zhǔn)，有利于規(guī)范、指導(dǎo)半片硅片的生產(chǎn)，指導(dǎo)行業(yè)不斷優(yōu)化更適合的半片硅片尺寸規(guī)格，進(jìn)而促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。任務(wù)來(lái)源根據(jù)2023年9月07日，《關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)2023年第二批半導(dǎo)體材料標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目計(jì)劃及征集起草單位的通知》（半材標(biāo)委[2023]26號(hào)）要求，由常州時(shí)創(chuàng)能源股份有限公司負(fù)責(zé)《光伏用半片硅單晶片》的編制，項(xiàng)目編號(hào)：2023-042-T/CNIA，要求2025年2月前完成。項(xiàng)目承擔(dān)單位概況本項(xiàng)目承研單位常州時(shí)創(chuàng)能源股份有限公司。常州時(shí)創(chuàng)能源股份有限公司創(chuàng)立于2009年，是一家由浙江大學(xué)硅材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室畢業(yè)的博士團(tuán)隊(duì)所創(chuàng)立的高科技企業(yè)，是國(guó)內(nèi)上市公司（股票代號(hào)：688429）。公司以研發(fā)為主導(dǎo)，利用自身強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力致力解決當(dāng)今中國(guó)“低碳環(huán)?！彼媾R的諸多挑戰(zhàn)。公司擁有超過(guò)200人的研發(fā)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，其中多名人員具備博士研究生、碩士研究生等較高學(xué)歷，匯聚了材料、化學(xué)、物理、微電子、機(jī)械及電氣自動(dòng)化等多領(lǐng)域科研人才。公司產(chǎn)品涉及光伏濕制程輔助品、光伏設(shè)備及光伏電池三大類(lèi)主要產(chǎn)品，主要從事相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售業(yè)務(wù)。時(shí)創(chuàng)能源為全國(guó)100多家光伏企業(yè)提供了國(guó)際領(lǐng)先的太陽(yáng)能晶硅電池制絨輔助劑、硅片拋光液、高效電池工藝設(shè)備、高效硅單晶片及高效電池片等產(chǎn)品，擁有國(guó)內(nèi)首家半片硅單晶片和半片電池制造生產(chǎn)線(xiàn)。主要工作過(guò)程本項(xiàng)目在下達(dá)計(jì)劃之日起，在常州時(shí)創(chuàng)能源股份有限公司內(nèi)部召開(kāi)了關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)起草的工作會(huì)議，布置了標(biāo)準(zhǔn)起草的相關(guān)工作、數(shù)據(jù)收集等工作。會(huì)議上對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的起草任務(wù)進(jìn)行確定，成立了標(biāo)準(zhǔn)編制組，確定了時(shí)間進(jìn)度安排和主要內(nèi)容等。2023年9月～2024年4月，編制組根據(jù)任務(wù)落實(shí)確定的起草原則，對(duì)我國(guó)目前光伏行業(yè)生產(chǎn)硅片/電池片的企業(yè)相關(guān)產(chǎn)品規(guī)格進(jìn)行調(diào)研和統(tǒng)計(jì)，參考國(guó)標(biāo)“GB/T26071-2018太陽(yáng)能電池用硅單晶片”、“GB/T25076-2018太陽(yáng)能電池用硅單晶”、“T/CPIA0037—202X光伏晶體硅片規(guī)范”、“SEMIPV22-0817,SPECIFICATIONFORSILICONWAFERSFORUSEINPHOTOVOLTAICSOLARCELLS”等中，對(duì)光伏硅片尺寸、性能、檢測(cè)方法等，形成項(xiàng)目文件初稿。2024年4月9日，在山東濟(jì)南召開(kāi)的半導(dǎo)體材料標(biāo)準(zhǔn)會(huì)議上，與會(huì)的30多為專(zhuān)家，對(duì)《光伏用半片硅單晶片》進(jìn)行了充分的討論，會(huì)議采用了專(zhuān)家提出的28條修改意見(jiàn)，并形成了《光伏用半片硅單晶片（征求意見(jiàn)稿）》。2024年，5月8日，編制組以郵件的形式，向隆基、中環(huán)、協(xié)鑫、美科、弘元、通威、晶澳等公司發(fā)出征求意見(jiàn)稿，得到相關(guān)專(zhuān)家的回復(fù)意見(jiàn)。編制組在匯總討論會(huì)及征求意見(jiàn)中各位專(zhuān)家的意見(jiàn)基礎(chǔ)上，形成了《光伏用半片硅單晶片（預(yù)審稿）》。標(biāo)準(zhǔn)主要起草人及起草工作宮龍飛同志，常州時(shí)創(chuàng)能源股份有限公司研發(fā)總監(jiān)，本標(biāo)準(zhǔn)的主要起草人之一，組織公司研發(fā)、技術(shù)、品質(zhì)、體系等相關(guān)人員，成立項(xiàng)目小組，制定了企業(yè)內(nèi)部半片硅單晶片的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。潘維同志，常州時(shí)創(chuàng)能源股份有限公司品質(zhì)經(jīng)理，本標(biāo)準(zhǔn)的主要起草人之一。符黎明等同志負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)起草的指導(dǎo)工作。標(biāo)準(zhǔn)編制原則和確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的依據(jù)編制原則本標(biāo)準(zhǔn)起草單位自接受起草任務(wù)后，成立了標(biāo)準(zhǔn)編制組負(fù)責(zé)收集生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)、檢驗(yàn)數(shù)據(jù)、市場(chǎng)需求及客戶(hù)要求等信息，初步確定了《光伏用半片硅單晶片》標(biāo)準(zhǔn)起草所遵循的基本原則和編制依據(jù)：1）查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)內(nèi)外客戶(hù)的相關(guān)技術(shù)要求；2）根據(jù)國(guó)內(nèi)硅片/電池生產(chǎn)企業(yè)的具體情況，力求做到標(biāo)準(zhǔn)的合理性和實(shí)用性；3）根據(jù)技術(shù)發(fā)展水平及測(cè)試數(shù)據(jù)確定技術(shù)指標(biāo)取值范圍；4）按照GB/T1.1和有色加工產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)編寫(xiě)示例的要求進(jìn)行格式和結(jié)構(gòu)編寫(xiě)。確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合我國(guó)光伏行業(yè)內(nèi)硅片/電池的加工生產(chǎn)實(shí)際及使用需求，考慮到全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展需求的現(xiàn)狀制定而成。根據(jù)前期調(diào)研、資料查閱、研討討論，項(xiàng)目組明確了：半片電池產(chǎn)品，已成為組件封裝市場(chǎng)的主流，166mm尺寸以上的半片電池占產(chǎn)業(yè)近100%覆蓋。從硅片端開(kāi)始實(shí)現(xiàn)半片單晶產(chǎn)品，為整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的效率提升和成本降低提供了解決方案，半片硅片產(chǎn)品已大規(guī)模生產(chǎn)和出貨。目前國(guó)內(nèi)國(guó)標(biāo)、行標(biāo)、團(tuán)標(biāo)，以及國(guó)際的SEMI標(biāo)準(zhǔn)中，半片硅片領(lǐng)域尚屬空白，在現(xiàn)行的GB/T26071-2018《太陽(yáng)能電池用硅單晶片》不但缺少了目前行業(yè)主流的158.75mm、166mm、182mm、210mm等尺寸硅片的規(guī)范，對(duì)166mm以上含182mm、210mm等半片電池所需的硅片產(chǎn)品并沒(méi)有任何定義和界定。本標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合當(dāng)前半片組件及電池的產(chǎn)品需求、半片電池客戶(hù)品質(zhì)需求、半片硅片的生產(chǎn)技術(shù)能力和品質(zhì)控制能力等編制而成。無(wú)相關(guān)及類(lèi)似標(biāo)準(zhǔn)或知識(shí)產(chǎn)權(quán)等問(wèn)題?；诖?，需要建立相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)充硅材料產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系，規(guī)范和指導(dǎo)半片硅單晶片的生產(chǎn)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。標(biāo)題題目與適用范圍1.1本標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)名稱(chēng)為《光伏用半片硅單晶片》。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了太陽(yáng)能電池用半片硅單晶片的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、牌號(hào)、分類(lèi)、要求、試驗(yàn)方法、檢測(cè)規(guī)則、標(biāo)識(shí)、包裝、運(yùn)輸、貯存、質(zhì)量說(shuō)明書(shū)、和訂貨單（或合同）內(nèi)容等。1.2本標(biāo)準(zhǔn)適用范圍：由直拉法或區(qū)熔法制定的硅單晶，加工成的半片硅片，產(chǎn)品用于制作太陽(yáng)能電池的襯底片。標(biāo)準(zhǔn)基本原理無(wú)精密度無(wú)標(biāo)準(zhǔn)水平分析與我國(guó)有關(guān)的現(xiàn)行法律、法規(guī)和相關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系。標(biāo)準(zhǔn)《光伏用半片硅單晶片》是推薦性標(biāo)準(zhǔn)，與國(guó)家現(xiàn)行法律、法規(guī)和相關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)不存在相違背和抵觸的地方。重大分歧意見(jiàn)的處理經(jīng)過(guò)和依據(jù)。無(wú)標(biāo)準(zhǔn)作為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)或推薦性標(biāo)準(zhǔn)的建議建議本標(biāo)準(zhǔn)作為推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布實(shí)施。代替或廢止現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議無(wú)其他需要說(shuō)明的事項(xiàng)無(wú)。預(yù)期效果本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了半片硅單晶片的牌號(hào)及分類(lèi)、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存、隨行文件和訂貨單內(nèi)容。標(biāo)準(zhǔn)適用于光伏用半片硅單晶片，產(chǎn)品用于制作太陽(yáng)能電池的基底材料?；?/p>