多晶的本質是一種有瑕疵的單晶

曆史上最早用于生産太陽能電池的矽片并不像今日使用專門的設備生産的單晶矽片或者多晶矽片，而是使用半導體晶圓的邊角餘料或者殘次品，價格相當昂貴。随着半導體晶圓的合格率逐漸提高，市場可供應的殘次品晶圓越來越少。當人們希望普及矽基太陽能電池的時候，還沒有出現專門的太陽能單晶矽生

産設備，半導體晶圓生産太陽能電池的成本令人望而生畏，人們轉而使用澆鑄、鑄錠、定向凝固的方法生産晶體矽錠，這就是所謂“多晶矽片”的來源，雖然品質較差，但成本有了明顯下降。到上世紀80年代初期，專門用于生産太陽能單晶矽的技術逐漸成熟，這一時期，歐洲、美國、中國誕生了大量10KW以上、1MW以上的太陽能電站，這些電站上使用單晶矽生産的組件至今仍在穩定發電，30年的累計衰減還不到20%，足見單晶功率的穩定性。

單晶電池和多晶電池的初始原材料都是原生多晶矽，類似于微晶狀态存在。要具備發電能力，就必須将微晶狀态的矽制成晶體矽，而晶體矽的晶向需要精确控制。單晶電池和多晶電池在制程上唯一無法輕易互換的就是晶體生長環節。在這個環節，原生多晶矽在單晶爐内會生産成單一晶向、無晶界、位錯缺陷和雜質密度極低的單晶矽棒，如下圖所示：

多晶晶體的生長工藝本身決定了它無法生長出大面積單一晶向的晶體（單晶），多晶的本質就是大量的小單晶的集合體，如下圖所示：

多晶鑄錠的小單晶顆粒之間的晶界會降低電池的發電能力，多晶鑄錠本身簡單粗暴的工藝使得它更容易大規模擴張，但是卻無法将位錯缺陷和雜質密度控制在較低水平，這些要素無一不在影響着多晶的少數載流子壽命。

組件功率衰減分為初始光衰和長期衰減兩類，單晶綜合性能優異

在組件封裝材料可靠的前提下，影響單晶組件和多晶組件可靠性差異的關鍵因素就是功率衰減指标。它分為初始光衰和長期衰減兩類。人類最早從1970年代前後研究組件衰減問題，經過數十年探索發現，單晶和多晶在這兩類衰減上表現有很大差異。

目前的單晶電池以P型為主，這種電池在日照2-3周後會發生2%~3%的快速功率衰減，原因是晶體生長中使用硼作為摻雜劑，同時有較多的氧原子混雜，替位硼和間隙氧在光照下激發形成較深能級缺陷，引起載流子複合和電池性能衰退。但是，這種衰退在退火作用下是可以恢複的。太陽能電池的功率在4個月或更長時間（取決于日照強度和時間）内會發生恢複，到1年後，累計衰減大約是2.5%~3%，并趨于穩定。

多晶電池不存在上述問題，但是由于本身無法克服的高雜質濃度和位錯缺陷的影響，在日照下電池性能會持續衰退到3%左右，并且不會出現恢複現象。

目前市場上多晶組件功率保證是第1年97%~97.5%，25年80%，也就是說，第一年初始光衰穩定後，以後每年衰減0.71%~0.73%。單晶組件由于使用完美晶體結構的矽材料，内部結構更為穩定，第1年功率保證是97%，25年保證83.8%，第2~25年平均每年衰減僅0.5%，這些指标是組件廠商可以寫入合同的保證值，也是保險公司願意承保的指标。如果多晶組件提出25年功率保證高于單晶，保險公司也很難答應。

單晶優勢無法超越

在過去幾十年内，無論單晶電池還是多晶電池，生産工藝都非常粗糙，沒有把晶體矽材料的性能充分發揮出來，轉換效率的差異也不太明顯。随着技術不斷進步，晶體矽材料的發電性能利用程度不斷被刷新，由于單晶材料本身的高品質特征、多晶材料本身無法克服的高位錯密度和高雜質缺陷，每一種新技術的導入都必然引緻單晶相對多晶的轉換效率優勢擴大。目前P型單晶相對多晶的平均轉換效率優勢是1.5個百分點，當PERC技術實現産業化時，單晶效率提升了0.8-1個百分點，多晶效率隻能提升0.5-0.6個百分點。今後，IBC、HIT等更多高效技術會導入産業化應用，單晶的優勢還會進一步擴大。

個體優勢與整體優勢

單晶相對多晶的優勢是整體優勢。不排除個别企業在單晶領域技術落後，以3-5年之前的單晶技術和現在的多晶技術比較，在這種個體情況下，單晶的功率穩定性和轉換效率可能會體現出一定的劣勢。如果放在同一基準線上，在組件功率相差15瓦的情況下，單晶和多晶價格差異将被EPC成本差異所覆蓋，單晶電站投資成本低于多晶。不排除市面上能夠看到極少量的270W、275W或更高功率的多晶組件（60片電池封裝規格，下同），但是它的組件成本必然會高于275W單晶組件，并且1-2年内必然無法批量供應。簡而言之，光伏發電是一項系統工程，能夠實現産業化和規模化供應的、具有性價比優勢的技術路線才是市場競争中的王者，單純追求價格優勢或者某一方面概念優勢的技術隻能作為一個特定時期的過渡。

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