从石墨到碳碳复材,碳纤维光伏热场经历了2016年低成本生产突破性能优势驱动替代两大关键节点,最终成为单晶炉热场的主流材料。

替代石墨:从实验到主流

2016年以前,单晶炉热场的主要材料是等静压石墨。2016年后,金博、超码等企业突破了低成本生产碳基复材的技术,碳碳热场逐渐成为主流。以坩埚为例,碳基复合材料占比从2010年的不足10%,到2016年已超过50%,2020年进一步超过95%。导流筒、保温筒等部件的碳基材料占比也同步大幅提升。

碳基复材相比石墨拥有多重性能优势:抗折强度≥150MPa(石墨为38-60MPa),能承载更大重量,适配大硅片趋势;导热系数<30W/(m·K)(石墨为80-140),隔热性更好;密度仅1.6g/cm³,比石墨更轻。在制备工艺上,碳碳热场采用“预制体+气相沉积”类似3D打印的方式,而石墨热场需从整块材料中挖出部件,随着部件体积增大,碳碳热场的成本边际变化更小。

需求爆发与产业化里程碑

碳碳热场需求的增长与光伏硅片产能扩张高度相关。根据测算,碳纤维在碳碳复材中的需求从2020年的3000吨,增长至2022年的9092.16吨,这一数据成为碳纤维热场规模化应用的重要里程碑。需求主要来自新增单晶炉的首次配置和存量单晶炉的替换。

常见问题

碳碳热场对碳纤维价格为何不敏感?

因为碳碳热场主要替代石墨和海外碳纤维供应商,在替代过程中,国内碳纤维厂商以价格较低的国产纤维替代海外高价产品,成本压力较小。

哪些公司是碳碳热场的主要参与者?

金博股份是产能最大的企业,且从十年前就开始自制预制体,技术领先。天宜上佳产能上量最快,隆基股份则有自供产能。头部企业通过自制预制体,可赚取两个环节的利润。

热场公司还能拓展哪些业务?

热场公司可横向拓展储氢瓶、碳陶制动盘、碳纸等业务,这些产品均基于碳纤维预制体工艺,技术相通。例如金博已完成III型储氢瓶研发,碳陶制动盘已有主机厂定点,碳纸已完成送样。

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