大硅片是光伏产业明确的导向方向。硅片越大,单晶炉一炉投料量随之抬升,对热场部件的承重与隔热要求同步提高。碳纤维碳碳热场凭借抗折强度≥150MPa、导热系数<30 W/(m·K)的性能组合,比等静压石墨更贴合这一趋势,政策与产业导向推动的硅片大尺寸化,构成碳纤维碳碳热场需求的结构性支撑。
大硅片如何改变热场要求
热场并非单一部件,而是单晶炉内坩埚、导流筒、保温筒、加热器等部件的统称。硅片尺寸放大后,单炉装料质量增加,承重压力直接传导到热场材料上。
按照金博招股说明书口径,碳基复合材料抗折强度≥150MPa,等静压石墨为38-60MPa,强度越高意味着承载重量越大、安全性越高、使用寿命越长。隔热维度上,碳基复合材料导热系数<30 W/(m·K),等静压石墨为80-140 W/(m·K),系数越低越能隔绝内外热量传递。这两项指标的组合,恰好对应大硅片对承重与保温的双重诉求。
工艺路径决定成本曲线
性能之外,制备方式同样影响大尺寸趋势下的经济性。
碳基复合材料走的是“先制预制体、再气相沉积纯化”的路线,形态接近增材制造;等静压石墨则需从整块石墨中机加工挖出部件形状,挖空部分即为损耗。因此随着部件体积变大,碳碳热场的边际成本变动更小,而石墨路线的材料损耗会同步放大。
从替代进程看,坩埚环节碳基复合材料占比从2010年的不足10%,提升至2016年的50%以上,2020年已超过95%;导流筒、保温筒也在2020年分别突破60%和55%。碳基热场对石墨的替代仍在延续,这一阶段对碳纤维价格的敏感度相对较低。
常见问题
碳碳热场主要用在光伏的哪个环节?
用在拉晶环节的单晶炉上,涵盖坩埚、导流筒、保温筒、加热器等部件。其中坩埚指固定石英坩埚的部件,而非石英坩埚本身。
为什么大硅片趋势对碳碳热场是结构性利好?
硅片变大要求单炉投料量增加,承重与隔热标准随之提高。碳基复合材料抗折强度≥150MPa、导热系数<30 W/(m·K),且随部件体积增大成本边际变动更小,与这一方向天然契合。
碳碳热场的需求怎么测算?
思路为:先算硅片产能(分新增与存量),再折算对应单晶炉数量,最后对应到热场部件的碳碳复材用量与碳纤维用量。新增炉与存量炉的替换需求需分别计算。