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太陽能工藝

光伏電池5年內(nèi)效率有望提至20%

星之球科技 來源:未知2012-06-17 我要評論(0 )   

光伏產(chǎn)品的價格急速下跌,英利等制造商們開始尋求技術(shù)突破來提高產(chǎn)品的效率以降低成本。 過去幾年,全球太陽能電力浪潮催生出13家在美國上市的中國光伏制造企業(yè),他們生...

    光伏產(chǎn)品的價格急速下跌,英利等制造商們開始尋求技術(shù)突破來提高產(chǎn)品的效率以降低成本。

 

  過去幾年,全球太陽能電力浪潮催生出13家在美國上市的中國光伏制造企業(yè),他們生產(chǎn)了全世界超過一半的太陽能電池組件,但這樣的成績并未給光伏產(chǎn)業(yè)帶來太多的贊譽(yù)。

 

  在許多人的眼中,這些組件制造商們所做的不過是對“中國制造”的另一次刻畫:從海外買設(shè)備、原料,利用國內(nèi)廉價的人員和電力進(jìn)行生產(chǎn),然后在港口裝船運往歐洲。

 

  足以為此觀點佐證的,是中國擁有不計其數(shù)的光伏制造企業(yè),而且都曾經(jīng)過得很滋潤。“常規(guī)太陽能電池的生產(chǎn)并不是一項很高深技術(shù)。”英利綠色能源技術(shù)總監(jiān)兼研發(fā)部經(jīng)理胡志巖說,“市場好的時候,只要有錢能買來基材和生產(chǎn)線開工,就不愁銷路。”

 

  但產(chǎn)能過剩導(dǎo)致供過于求之后,光伏產(chǎn)品的價格急速下跌,制造商們開始尋求技術(shù)突破來提高產(chǎn)品的效率以降低成本。

 

  這一點應(yīng)用材料公司執(zhí)行副總裁兼能源與環(huán)境解決方案事業(yè)部總經(jīng)理馬克平(MarkR.Pinto)深有感觸。在光伏領(lǐng)域,應(yīng)用材料只提供生產(chǎn)線鋸、絲網(wǎng)印刷和檢測的設(shè)備,即便如此,其銷售額在過去四年都在全球設(shè)備供應(yīng)商中排名第一。

 

  但馬克平已有心理準(zhǔn)備,今年的銷售不會像去年那么高,“我們將更多地依靠技術(shù)的更新,優(yōu)化電池的生產(chǎn)工藝,幫助客戶提高電池轉(zhuǎn)換效率、成品率和工廠盈利能力。”

 

  未來的高效電池是什么樣?英利綠色能源能源副總裁熊景峰并不敢斷言,“但5年內(nèi)電池片的最低效率也要達(dá)到20%。”

 

  技術(shù)備戰(zhàn)

 

  2011年無疑是中國光伏產(chǎn)業(yè)的暗淡之年,尚德全年凈虧損10億美元,英利全年虧損5億美元,賽維的負(fù)債率更是高達(dá)227%。但行業(yè)里并不是沒有人在掙錢。2011年,應(yīng)用材料在中國的營收從2010年的15億美元增加到25億美元,“其中光伏業(yè)務(wù)營收在我們中國所有業(yè)務(wù)中占比超過1/3。”馬克平說。

行業(yè)里的“吸金王”還有同樣來自美國的企業(yè)杜邦。2011年,杜邦在光伏市場的銷售額為14億美金。基于市場對其產(chǎn)品的持續(xù)強(qiáng)勁需求,杜邦還設(shè)定了在2014年銷售達(dá)到20億美元的目標(biāo)。

 

  他們是如何做到的?馬克平的答案聽起來毫無新意,“作為行業(yè)的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者,應(yīng)用材料公司通過不斷推出創(chuàng)新的產(chǎn)品和技術(shù)來優(yōu)化電池轉(zhuǎn)換效率,提高工廠產(chǎn)出,并降低成本。”

 

  去年8月,應(yīng)用材料推出新產(chǎn)品——PEGASO絲網(wǎng)印刷印機(jī),可以實現(xiàn)太陽能電池的二次印刷,新的印刷設(shè)備不僅提高了系統(tǒng)的精度和準(zhǔn)確度,而且提高了設(shè)備的產(chǎn)能,使得每臺設(shè)備增加4MW的產(chǎn)能。“相較于老設(shè)備,新設(shè)備價格雖然增加了,但帶來的產(chǎn)出增幅更大,光伏制造商愿意接受技術(shù)升級后的設(shè)備。”馬克平說。

 

  應(yīng)用材料在西安的全球開發(fā)中心有一條從硅片到組件的完整生產(chǎn)線用以試驗和技術(shù)展示,其中開方、切片及絲網(wǎng)印刷設(shè)備是應(yīng)用材料自己生產(chǎn)的設(shè)備,其他設(shè)備應(yīng)用材料也購買過來,搭建一條完整的產(chǎn)線。

 

  這個耗資3億美元搭建的開發(fā)中心,擁有應(yīng)用材料在全球惟一一條整線研發(fā)線,而今年,光伏制造商到應(yīng)用材料西安太陽能技術(shù)研發(fā)中心來參觀技術(shù)展示的頻次是去年的五倍。

 

  實際上,與組件生產(chǎn)相比,設(shè)備和基礎(chǔ)材料聽起來似乎要更具技術(shù)含量一些。以對光伏電池的性能,如接觸電阻、開路電壓、填充因子、轉(zhuǎn)換效率等有很大影響的銀漿為例,每個銀漿生產(chǎn)企業(yè)對主要原料的成分搭配比率都不一樣,這直接決定了產(chǎn)品的最終性能。

 

  角力高效電池

 

  在當(dāng)前的價格壓力下,提高產(chǎn)品轉(zhuǎn)換效率成為降低成本的一個重要手段,特別是在當(dāng)前產(chǎn)品同質(zhì)化較高的情況下,高效電池產(chǎn)品意味著高附加值。

 

  “但如果只有先進(jìn)的設(shè)備和高性能的基材,你很難生產(chǎn)出真正的高效電池。”熊景峰說,英利已經(jīng)實現(xiàn)通過定制化的設(shè)備和基材,來滿足組件的技術(shù)要求。而因為這樣的“定制化”當(dāng)中包含了英利自己的Knowhow和專利,別家即使買到同樣的設(shè)備和基材,也沒有工藝來生產(chǎn)同樣的高效電池。

 

  馬克平證實,盡管組件生產(chǎn)看起來簡單,但其制造工藝及技術(shù)水平都在不斷提高,“光伏行業(yè)要降低發(fā)電成本,需要組件廠家通過創(chuàng)新生產(chǎn)工藝來實現(xiàn)更高的轉(zhuǎn)換效率。”

弘亞時代副總裁劉文平介紹,目前市場上能見到的高效電池,以日本企業(yè)三洋和美國公司Sunpower的效率最高,約為20%;其次是普遍能夠做到19%的中國廠家,包括尚德的冥王星、英利的Panda、天合的Honey和阿特斯的阿爾卑斯。

 

  “如果加入很復(fù)雜的工藝,我們的電池效率也可以做的很高,但是只有在成本能被接受的情況下,高轉(zhuǎn)化率才有意義,所以我們是希望用簡單的工藝來生產(chǎn)高效電池。”熊景峰說。

 

  據(jù)胡志巖介紹,英利大規(guī)模生產(chǎn)基本線產(chǎn)出的Panda電池的效率為19%。不同于傳統(tǒng)的多晶硅電池,Panda電池采用N型基材,它對生產(chǎn)工藝要求較高,并不是設(shè)備廠提供新型的設(shè)備就能生產(chǎn)。“比如擴(kuò)散參雜工藝,要保證均勻的參入P元素才能使得電池的壽命長,這就需要我們自己的技術(shù)。”

 

  英利目前具有600兆瓦左右的Panda電池生產(chǎn)能力,但是去年出貨量只有200兆瓦,原因還是高效電池眼下的成本較高。“比起普通組件,Panda的成本要高出15美分/瓦。”熊景峰說。

 

  熊正在想辦法降低Panda的成本,“我們的計劃是5年內(nèi)實現(xiàn)電池效率最低20%,成本力爭比現(xiàn)在的Panda基本線降低0.1元/瓦。”

 

  為了實現(xiàn)這個目標(biāo),英利早些時候與荷蘭國家能源研究中心(ECN)和設(shè)備制造商Amtech-Tempress共同合作,進(jìn)行Panda高效電池在線工藝技術(shù)優(yōu)化。“但僅有三家合作還是不夠,如果要降低成本還是需要量產(chǎn)作為保障,所以我們希望更多地同行參與進(jìn)來。”

 

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