长期以来,“降本增效”始终是光伏产业发展的核心逻辑。而今，随着组件、逆变器等主要光伏设备降本增效路径明晰，市场开始放眼产业链整个环节寻求新的降本增效空间。单晶炉作为光伏硅片拉晶环节的核心设备，其价值量始终处于高位。有报告显示，在硅片生产设备中，单晶炉的价值量占比高达60%-70%。
另一方面，身处P/N型技术迭代关键期，N型TOPCon技术虽然凭借较高的转换效率、相对成熟的设备与工艺，以及较高的量产性价比，成为当前备受市场认可的主流技术“接班人”之一，但由于生产工艺原因，厂商普遍受困同心圆、黑芯片的痛点问题，亟需通过优化生产设备实现效率提升。
在此背景下，10月26日，光伏设备巨头奥特维旗下无锡松瓷机电有限公司（简称“松瓷机电”）在江苏无锡举办了新品发布会，重磅推出松瓷第三代单晶炉（SC-1600-Ⅲ），从“降本增效”核心逻辑出发，剑指N型TOPCon硅片的同心圆、黑芯片痛点，助力光伏行业加速驶入“N时代”。
最高降氧60%，最新一代实现“釜底抽薪”
近年来，光伏行业的高景气度吸引了众多新老企业跨界布局及扩产，更有不少企业选择大力布局N型赛道以实现“弯道超车”。有数据统计，2022年初至今，国内已知的N型TOPCon电池扩产规划已超过1526GW。
下游需求向上传导，N型单晶硅片市占不断提升。中国光伏行业协会数据显示，2022年N型单晶硅片市占率为10%,预计2023年市占率将上升至30%，2025年预计超过50%。
松瓷机电总经理 华焱
然而，机遇与挑战并存。据松瓷机电总经理华焱介绍，相较P型，N型硅片容易产生同心圆、黑芯片问题。主要原因在于高温的硅溶液在坩埚里进行相对高速的对流，由于外面热中间冷、底部热上面冷，造成硅溶液内部出现流动，并不停冲刷石英坩埚，导致石英坩埚中的氧融入硅溶液，从而造成单晶氧含量增加。而TOPCon作为N型细分技术，由于后续采用高温工艺，对于硅片含氧量更为敏感，更易产生同心圆问题，进而影响产品效率和良率。
因此，若要实现硅片端的提质增效，在硅片尺寸不变的情况下，最大限度降低晶体含氧量是关键所在。
华焱表示，目前针对TOPCon电池N型硅片的单晶炉降氧技术路线主要有热场设计和配超导磁场两种。前者较传统单晶炉性价比高，后者产出硅片品质更好，但价格昂贵，大批量生产难度及成本较高。
松瓷机电此次推出的新一代单晶炉主要通过优化动静态热场，智能控制热场温度的方式，有效抑制了硅液中的氧杂质，提高炉体排杂能力，实现了降氧效果升级，降氧率达到40%-60%，大幅提高了晶体整体品质。由于不额外增加超导磁场，其设备综合成本低，性价比极高。
“新一代单晶炉可以让晶体氧含量达到6PPM-7PPM，少子寿命提高15%-20%，成晶率提升10%-15%，单产提升8-15kg。此外，虽然综合成本增加了18万元，但投资回报期大幅缩短至5个月，性价比极高。”华焱说。
值得一提的是，据头部电池企业批量化数据测试，36吋-N10氧含量可降至6PPM，少子寿命提升15%，后端电池片效率提升0.1%；36吋-N12氧含量可降至7PPM，少子寿命提升20%，后端电池片效率提升0.2%。
软硬件升级，助力客户非技术成本降低
在光伏发电总体成本持续下降的情况下，人工、土地等非技术成本占比逐年升高，越来越多的光伏企业开始重视布局智能制造，以求降本。以松瓷机电为例，进入2023年，其下游客户仅针对单晶炉设备就提出了人力降低50%-70%不等的设备自动化诉求。
为此，在降氧提效之外，松瓷机电新一代单晶炉还将升级重点置于提高设备自动化水平方面，依托松瓷全新开发的智能拉晶系统3.0、全新一代软控系统以及辅助设备（OCZ），帮助客户实现以设备代人力的“少人化”运营。
具体来看，松瓷智能拉晶系统3.0通过AI技术，可以稳定实现从加料-拉晶-收尾的全过程拉晶自动化；全新一代软控系统界面更贴合客户需求，新一代底层算法逻辑可以实现温度和气体对流精确控制，同时通过数字孪生联动集控平台，助力客户升级智慧工厂；而搭配使用的OCZ加料机设备，能在保证成品率不受影响的同时，实现单产提升5%，进一步提高设备自动化水平。
新一代上位机软件系统
其实，作为单晶炉领军企业，松瓷机电对于光伏单晶炉设备的创新升级从未止步。
公开资料显示，松瓷机电成立于2019年，以铸锭炉体代工起家，开发单炉整机设备。2020年1月，松瓷机电凭借突出的设备研发实力被无锡奥特维收入麾下。同年5月，松瓷机电便开发出首代单晶炉产品，可以满足12吋N型的晶棒拉制。
次年4月，松瓷机电对外宣布其SC-1600直拉式单晶炉在云南宇泽诞生，产品聚焦提升拉晶产能。
进入2023年，N型市场爆发，更低的氧含量、更低的电阻率、更高的少子寿命成为硅片市场新要求。基于此，松瓷机电于今年5月推出首款单晶硅片降低氧含量解决方案，低氧型单晶炉SC-1600-LO₂宣布问世，产品一经发布便获得业内广泛关注。
据奥特维2023年三季报披露，今年8月9日，松瓷机电与合盛硅业签订2.9亿元大尺寸单晶炉订单；8月31日，又中标天合光能18.9亿元低氧单晶炉采购项目，创下了单体订单规模历史新纪录。
在手订单的大幅增长，得益于松瓷机电对研发持续不断地高投入。据华焱介绍，自成立以来，公司的研发投入连年递增，2022年其研发投入占营收比例15%。
或许正是基于对技术创新与市场需求的不懈坚持与坚守，松瓷机电备受光伏头部企业青睐。据悉，天合、晶科、晶澳、宇泽半导体、合盛硅业、横店东磁、印度Adani等国内外光伏行业知名厂商均与其建立了较好的业务合作关系。
据华焱介绍，目前，松瓷机电2023年度订单额已超30亿元，单晶炉设备年销量超过3000台，新一代单晶炉月产能也已达800台。
“未来，松瓷机电将继续以客户为中心提供高效服务及价值创新。深耕光伏，发力半导体，助力产业链上下游多维度发展。”华焱说。
