半导体

主题演讲:中国光伏电池产业发展现状及发展趋势

作者:电子网来源:电子网发布时间:2009-04-28 16:43我要评论

 


  主持人:各位领导、各位来宾下午好!2009中国洛阳太阳能光伏产业年会第二时段现在开始!今天下午我们安排了七场主题报告,英利的首席战略官马总也给我们带来了一段视频,我们在中间会穿插。第一场报告首先有请中国科学院电工研究所太阳能电池技术研究室主任王文静做主题报告,有请王主任。
  王文静:我这个报告的题目是“中国光伏电池产业技术发展现状及发展趋势”,主要有三个内容:一、光伏电池产业格局;二、光伏电池制造技术发展现状和发展趋势;三、光伏电池制造设备发展现状及发展趋势。我们先看一下去年太阳能电池发展的状况。这个是最近几年发展的趋势图,当然这里的数据可能有一些出入,是我们从一个战略报告上引过来的。这一块儿中国的量是1780MW,但是最近据国内比较精细的统计是2050MW。因为这个图上包括世界其他国家的一个统计数据,所以从这里来看中国是26%%,低于欧洲居世界第二位。欧洲去年的产出1850MW,如果中国按2050MW计算的话,那么中国应该占到28%%以上的份额,应该是世界第一。
  基本的概述是这样的,如果中国是2050MW的话,前两天做了一个各个公司的统计,2007年是1080MW,增长了89.8%%,那么这个增长量还是比较大的,预计08年没有很准确的数字来估算它的产能,但是预计总产能可以达到3000MW左右,这是它的生产能力。2007年国内的25MW的限制大概在一百条左右,07年的统计数据应该是在2000MW,08年又多了50多条。那么08年底在电池方面有八家,这个可能统计的不是很完全,电池方面有八家上市,另外还有硅料、硅片等几家上市,总上市量在十家、十一家左右,另外还有在香港上市的一些。
  从08年和07年光伏的市场分布来看,08年西班牙的市场比07年增大了很多,在整个光伏市场占的比例是40.65%%,07年主要是德国最大,德国07年的时候是46.99,08年收缩到了27.27%%,这个主要是有一个差,08年西班牙启动以后补贴价格比较高,在59欧分,德国价格的下降是33%%,补贴价格比较低,所以由于价格的差西班牙市场增长的非常快。08年统计的世界十大企业之中,德国的公司是第一位,574.2MW排名第一。比较快速的一个增长是美国的一家公司,它的产量达到了503MW,这个是世界第二位,如果便宜的组件的话,它的生命力还是很强的。在05年增长不是很大的情况下,美国的这家公司增长量非常大,中国的尚德是排在第三位,夏普和日本的一家公司排在后面,进入前十名的还有两家中国的企业。尚德、英利和晶澳,还有一家台湾企业,和中国的大中型企业,台湾的增长在世界上的排名名次增长还是很快的。
  去年九月份以后金融危机带来了一些挑战,这个挑战的主要问题在于来得很突然。很多以前大的企业没有来得及进行一些调整,主要问题在于原来进行硅料的长期订单以及买进硅料的价格和时机上,由于金融危机来的很突然有些措手不及,造成有些企业的硅片、硅材料价格下跌造成了很大的损失。另外最近金融危机的挑战在于,现在在欧洲的主要问题是它的银行系统使得贷款出现障碍,因为现在的电池比较便宜,有些用户觉得这是一个时机。但是因为银行贷款系统出现障碍,贷不出钱来。造成中国产品的销售有很大的问题,它也是一个机遇,机遇促使国内的很多企业进行改进,前一段时间也有欧洲市场端的客户要求效率比较高,以前170瓦的板型现在要求180瓦甚至更高,这对中国的太阳能企业压力很大。就我认为,如果是在08年初以前引进的生产线,很难达到17.4%%以上的这种效率,或者是有一部分比如说20%%、30%%达到17.4%%的效率,但是大部分还是处在16.5%%到17%%。那这样的话他产能的搭配还是很厉害的,所以这个由于欧洲这种对效益要求的提高对中国的高新企业的提出了很高的技术要求。所以这个就要求中国必须要改变技术,这是第一个问题。光伏产业的一个格局。
  第二我想讲一下太阳能电池制造发展现状与发展趋势。最近产业方面的太阳能电池技术进步的几个表现:首先是国内,当然国外的我们也要谈一下,这个还是跟我们差得比较远,中国能够实现的就是尚德的一项技术,它的多晶硅转换效率可以达到17.2%%,刚才张总说多晶硅18%%,单晶硅达到19以上,如果能够实现量产的话还是很可观的;另外一个就是南京中电(音)宣布选择性发射电极单晶硅的转换效率达到17.8%%,但是多晶硅它没有发表。单晶硅要使他这个达到量产25MW或者100MW。我们说传统多晶硅电池效率一般在国内是15.5%%到16%%之间,好的能够达到16%%,比较差一点的就是达到15.5%%,如果平均效率达到16.2%%,对多晶硅来说还是不错的。其他像英利等厂商也基本上可以接近或者超过16%%。
 
  市场主流多晶硅生产企业的转换效率迅速提升到09年一季度的16%%,单晶硅的普遍效率达到了17%%左右。另外有少量厂家是17%%以上,平均是17.2%%、17.3%%,但是这里面也存在一个标准的问题。就是你的检测以及标准,到底是用谁的?现在普遍认为中科院研究所的标准在市场上偏严,就是测的比较低。在欧洲像一些研究所的标准,测量的又稍微高一些。测的最松的应该是日本的标准,这样来看实际上各个企业用的标准不一样。我们主要是看我们的目的地,如果到欧洲销售,符合欧洲标准就可以了,因为那是他们市场承认的一个标准。
  那么国内太阳能电池技术水平,实验室的水平我们有这样一些结果,这个我不再详细的讲了,单晶硅都是很久以前了,19%%点多是以前做出来的,另外还有18.6%%的,另外还有一些非晶硅、微晶硅的,有南开大学的实验室的一些数字。
  从全球来看太阳能电池的发展趋势是这样的,我讲的都是产业化的技术而不是实验室的技术。美国大规模生产先的平均效率达到20.4%%,三羊HIT(音)的平均效率规模量产达到21.3%%,还有德国的一种OECE的电池,这种蒸发侧面电极的电池批量效益达到20%%,当然实验室的最高效率是大学研制出来的钮扣电池,经过最新的光比较之后,从原来的24.7%%,现在新宣布的可以达到25%%,这是国外技术上的一些新的进展。
  我们看一下太阳能电池技术发展趋势,太阴能电池的终极目标是不断的提高效率,但是必须注意降低成本。那么实施路径就是提高生产规模,提高生产过程的控制水平。我大概总结了一下,太阳能电池技术的改进现在主要两个方面,现在全球在追求的方面,一个改进是电机结构方面的改进,现在不断的推出新的丝网印刷技术,新的浆料,比如说杜邦推出的TV147银浆,最早是147,现在是159,最新又推出169,这种新的各种浆料、材料中,这种技术他们遵循这样一个发展趋势:我们现在目前大规模的丝网印刷技术他的(闪线)宽度大概在120左右,大部分公司都可以达到。因为闪线越细越折光,遮挡太阳光就越多,他就能够提高他的效率,现在像德国的一些公司能能做SE(音)电池,能做选择性发射电极的可以把闪线压缩到80左右,可以再提高一下,当然也出了新的技术,现在也有新的热熔胶技术,用权威技术来做的话,大概单晶硅平均可以达到17.5%%,这是一个极限了,再往上很难提高了。如果我们再进一步的做,这个怎么办呢?就需要引进其他的新技术,现在一个主要的发展方向和引用激光技术,就是说利用激光打一下,把磷插进去,这个技术大概使闪线宽度可以达到40微米左右,那么像尚德、苏州威尔士(音)等都有这种技术。
  上次在上海展会期间,就推出一种水刀技术,把激光和水结合在一起,这个水本身是带着磷的,所以打到硅片表面之后,就把磷搀杂在硅里了,这需要后期用化学镀把磷电极镀在激光打的电极上,这样就避免了丝网印刷的对准几率。还有一些改进就是把闪线埋到硅片里,就是把一部分筛线埋在硅片里面,这个是埋山(音),现在产业化的效率可以达到18%%,刚才说的激光搀杂技术可以达到18%%、19%%,但是这个不是很成功,主要是通过化学镀技术,镀的比较慢,大规模的产业化量产也很困难。那么最近使用的光诱导化学镀做实验是比较快的。
  当然还有一些,如果再细,把筛线做的再细一点,在半导体行业里有光刻的方法可以做出来,但是这种离子技术和光刻技术要想从半导体领域移植到太阳能电池里是很困难的,因为太阳能电池硅片的量一天要处理几十万片,甚至也的大的是十几万片,实际上这种技术是很难的,但是从追求高效上来说,光刻和离子技术也是一个办法。
  如果想再把筛线再变细,那就是其他的方案,还有一个办法就是干脆让这个筛线变没有了。如果我们其他的方案,现在国外最先进的就是把筛线干脆挪到背面去,通过激光打孔把正面的电流引到背面,这就是正P型和N型筛线全部放到背面,这是美国的一家公司已经把这个技术在德国做了一条80MW的生产线,本来是预计去年投产,但是现在还没有宣布,也可能需要推迟到今年。
  还有就是激光打孔也不要了,利用所谓的IBC技术,就是P型都做背面,正表面就是没有拼结了,拼结都在背面上,这种产业化以后,效率可以达到20%%以上。还有其他的离子电池,就是把筛线做在侧面上。总而言之这么一个技术思路就是把筛线做的越来越细,我觉得这条技术路线不是一个厂家能够做得了的,是整个技术产业是整个工业界的技术革命。包括这里头很重要的比如说浆料的技术发展,浆料越做能够印的越细,丝网印刷机的对准技术、激光刻槽打眼等,所有这些技术都是工业界整体技术的一个革命。
  其他的另外一些技术就是浅结技术,常规的是0.5个,现在实际上用SE电池或者尚德的激光搀杂等等以及其他的一些技术,这些技术它可以允许浅结设的更浅,也就是200个纳米左右,如果再做浅就无能为力了,做了这么大以后这个扩散已经亏非常不均匀了,难以控制了,这实际上对我们提出了更要求,就是在浅结上能够做到区域很均匀,这个我比较过咱们国家48所和其他的所,我发现咱们国家只要是一做轻一做浅,均匀性马上就变差了。这个是值得咱们国家设备技术方面需要再探讨的东西。再往下就是HIT,就是不需要扩散,在硅表面再镀上一层结硅,这个很浅在20个纳米左右,这样的话他的效率可以再提高一些。这是日本三羊公司的HIT的一个基本思想。薄膜太阳能电池,中国还谈不上技术创新,现在还处于技术引进阶段,基本上没有国内大规模的技术创新或者设备的改进,而是引进的。引进的主要有几个方面一个是应用材料非晶硅生产线等。应用材料引进了几条,像尚德等等,是环扣式的,并列传输的传送式的,它的问题是太庞大了,这个设备非常大。
[PPT展示]
  像这种48片的,甚至更多的,但是这种技术实际上有很多问题,应该是一种比较落后的技术,不能说是淘汰技术而是一种落后的技术。非晶硅达到6%%就很困难了。另外他如果再想提高非晶硅双叠层技术就更难,因为它是叠层的,所以很难做成微晶硅的电池,这是第二个问题技术发展的趋势。
  第三想讲一下太阳能电池制造装备的发展趋势。经过几年的时间,国内很多设备已经可以替代进口或部分替代进口,这是国内很多厂家的努力。太阳能电池制造一共有六七种设备,比如说在扩散炉里,国产化程度很高90%%左右是国产的,国产的主要是48所的。进口的就比较少了,主要是10%%左右,主要是一些厂家追求比较高的效率,会有一些进口的扩散炉。丝网印刷线国内基本上还没有全自动的丝网印刷线,所以45所有手动丝印机,基本上大型的丝网印刷线都是进口的。烘干炉、烧结炉都是进口的,虽然也有国产的烧结炉,但是烧结炉的要求非常高,如果它一波动对整个电池线的效益影响非常大,所以即便有国产设备这些生产厂家也不敢买。镀膜机现在比较多了,国产也有了,也有一些企业买国产的镀膜机,但是进口设备还是占到90%%以上。现在有一些国产的设备,但是还没有推出。
  晶体设备单晶片基本上是国产设备的天下了,但是多晶片基本上还是国外的设备。中国设备的主要问题是自动化程度赶不上进口,只要一沾自动化的机械手国内的基本上都不行。像测试分选和丝网印刷这都是自动传输机械手,国内的就是不行。实际上很简单,如果从原理和控制来讲非常简单,但是国内的这种自动化的东西就是不行,所以这两样基本上百分之百全是进口。
  国内的几个厂家就不再复述了,像48所、45所等,有几家企业为国内的设备国产化做了很大的贡献,使现在应该有30%%到40%%的设备是国产的。国产设备有它的比较优势,主要是低成本、更短的交货期和有些质量也可以有保证,最主要的就是服务及时。国外的一些生产线主要就是如果找维修的话,需要德国、美国来人,这样很麻烦。所以技术服务这一块儿,我在想像非晶硅电池中国现在大量引进国外生产线,将来的技术服务也是一个很大的问题。
  这是清洗机,国内有几家,这是扩散炉,比较新款的是48所的清洗机。
  国内设备的问题在于自动化程度不高,只要一沾上自动化国内的就不行。第二是技术性能方面总体来讲不如国外设备精,第三是故障率过高。不是说国内的一些企业做不好,而是不能一年始终都做的很好。企业要求的是24小时的持续运转,所以这对国内的企业来说是一个很大的问题。
  发展的趋势,我觉得有这么几点,第一就是全自动解决方案渐成趋势,出现各种新型机械手,这个我觉得是目前、以后越来越好的趋势,现在越来越多的厂家认识到全自动的机械手的好处。第二是激光技术渐渐进入太阳能电池领域,前两年的激光去边,现在又出现新的激光搀杂、激光刻槽,如果激光和湿法电镀、光化学镀结合,有可能取代一部分丝网印刷。因为丝网印刷技术已经在太阳能电池应用了20年,被证明是比较好的比较可靠的低成本的技术,如果激光成本下降以后,会不会有一部分取代丝网印刷?
  要想提高效率必须有所谓的SE电池,需要这种套印,所以精准套印的丝网印刷也是一个比较重要的发展方向。另外就是浆料的改进对网板提出比较高的要求,浆料越厚网板就要越薄,但是网板薄了以后很容易坏,印一段时间就要换,所以对网板提出更高的要求。另外单晶硅清洗的工艺,现在被认为是太阳能电池立一个老大难的问题,就是它清洗的稳定性非常差,经常出现一些问题。主要是影响效率和太阳能电池的稳定性。所以现在开始研制各种添加剂、催化剂,这个设备也要适合新的添加剂、催化剂。
  另外现在提出一个新的要求要支持双面镀,现在能支持双面镀的只有微波法的工艺可以支持双面镀,一次性镀两面,而其他的都要翻面然后才能镀,这就比较成问题。所以也提出了一些新的要求。谢谢各位!
  主持人:谢谢王主任。下面请精工机电研究所有限公司总经理赵波发表演讲,有请赵总。


责任编辑:电子信息产业网
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