“如果太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)保持每年30%的平均增長(zhǎng)速度，到2020年，全球的光伏裝機(jī)總量將達(dá)到400GW，太陽(yáng)能光伏能源將成為全球主流的新能源。包括中國(guó)在內(nèi)的全球絕大部分的市場(chǎng)將能實(shí)現(xiàn)光伏電網(wǎng)平價(jià)。到2020年，光伏發(fā)電量將滿足98%人口的用電量。”這是應(yīng)用材料公司應(yīng)用太陽(yáng)能總裁查爾斯·蓋伊博士在日前于西安舉辦的“2011西安創(chuàng)新峰會(huì)”上，為現(xiàn)場(chǎng)觀眾描繪的太陽(yáng)能光伏發(fā)展前景。

市場(chǎng)容量不斷增加

10年左右的時(shí)間內(nèi)，太陽(yáng)能發(fā)電將在價(jià)格上具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

隨著太陽(yáng)能發(fā)電成本的不斷下降以及傳統(tǒng)發(fā)電成本的不斷上升，未來(lái)10年，兩種不同方式的發(fā)電成本會(huì)達(dá)到一個(gè)平衡。去年，全球光伏發(fā)電量超過(guò)18GW，有些國(guó)家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)。2018年在大部分國(guó)家能看到居民使用太陽(yáng)能發(fā)的電，而且不需要補(bǔ)貼。

蓋伊表示，最近10年，光伏的增長(zhǎng)速度在40%～45%。之所以取得如此快的發(fā)展，是因?yàn)榧夹g(shù)的進(jìn)步以及轉(zhuǎn)換效率的提高，促使光伏發(fā)電成本的降低，讓市場(chǎng)的擴(kuò)大更上一層樓。目前產(chǎn)業(yè)鏈的各環(huán)節(jié)包括硅片、硅錠、電池組件、封裝材料、逆變器的改進(jìn)，以及電池系統(tǒng)的不斷完善，軟件的優(yōu)化等方面都能讓光伏發(fā)電的成本不斷降低。

蓋伊認(rèn)為，晶體硅是一個(gè)很大的機(jī)會(huì)，下一代晶硅電池越做越薄，硅片厚度將從180微米縮小到120微米，產(chǎn)品的良率將面臨巨大挑戰(zhàn)，因此，電池技術(shù)的發(fā)展也會(huì)有一些側(cè)重，如單體組件、柔性電路設(shè)計(jì)、電池組裝更自動(dòng)化等等。組件方面，隨著硅片厚度的不斷降低，太陽(yáng)能電池面板中會(huì)不斷加入電子系統(tǒng)，以提高效率，降低每瓦成本。

根據(jù)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)成本下降以及光伏系統(tǒng)性能提高的數(shù)據(jù)，他認(rèn)為在10年左右的時(shí)間內(nèi)，太陽(yáng)能發(fā)電將在價(jià)格上具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。“我們覺(jué)得10年的時(shí)間并不是很短，但在人類能源的歷史上，10年其實(shí)是非常短暫的。從今天開始，我們就要為那個(gè)時(shí)刻做準(zhǔn)備了，比如說(shuō)一些基礎(chǔ)設(shè)施的準(zhǔn)備以及電網(wǎng)設(shè)施的接入準(zhǔn)備等。”蓋伊說(shuō)，“因?yàn)楹芏嗵?yáng)能電站是分布式的，如果你要把它們連接在一起，現(xiàn)有的電網(wǎng)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，這就牽涉到一個(gè)比較熱的話題，那就是smartgrids(智能電網(wǎng))。智能電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)各種可再生能源接入電網(wǎng)，包括風(fēng)能和太陽(yáng)能等等。我認(rèn)為中國(guó)在這方面已經(jīng)取得了一些非常好的成果，走在了世界前面。”

讓設(shè)備平滑升級(jí)

借助設(shè)備的升級(jí)來(lái)提高轉(zhuǎn)換效率也是一個(gè)很明智的辦法。

建立一個(gè)有競(jìng)爭(zhēng)力的可持續(xù)發(fā)展的太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)必須依靠成本的降低，這需要通過(guò)提高轉(zhuǎn)化效率，優(yōu)化生產(chǎn)率，降低制造成本和實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益來(lái)完成。其中借助設(shè)備的升級(jí)來(lái)提高轉(zhuǎn)換效率也是一個(gè)很明智的辦法。

關(guān)于設(shè)備的升級(jí)，蓋伊舉了兩個(gè)例子，一個(gè)是在現(xiàn)有的設(shè)備上升級(jí)，拿應(yīng)用材料的絲網(wǎng)印刷機(jī)來(lái)說(shuō)，只要在傳統(tǒng)的絲網(wǎng)印刷機(jī)上增加一個(gè)高清晰度的攝像頭就可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)新的工藝，即雙層印刷。這樣可以把太陽(yáng)能電池板正面的導(dǎo)線變得更窄更高，在保持同樣的導(dǎo)電能力的情況下，大幅增加電池片的有效面積。

另外一個(gè)升級(jí)的例子是整條生產(chǎn)線的完善。他表示：“我們可以通過(guò)更改一臺(tái)設(shè)備來(lái)提高效率，而不淘汰現(xiàn)有的其他設(shè)備。例如在電池的背面有一個(gè)鍍層，它主要的作用是減少電流的損失。我們?cè)诂F(xiàn)有的生產(chǎn)線上，只要加上這個(gè)背面鍍層的設(shè)備，就可以起到提高電池效率的作用。同時(shí)，也無(wú)需對(duì)其他的設(shè)備做出調(diào)整。”

產(chǎn)業(yè)鏈合作降低成本

中國(guó)的光伏企業(yè)必須提高效率和生產(chǎn)力，制定明確的發(fā)展路線圖，并以此指導(dǎo)技術(shù)研發(fā)。

“中國(guó)"十二五"規(guī)劃的目標(biāo)是，到2020年中國(guó)光伏太陽(yáng)能的裝機(jī)量將達(dá)到50GW。參照成本下降的趨勢(shì)，我們預(yù)測(cè)差不多在5年之內(nèi)，中國(guó)大部分地方都可以實(shí)現(xiàn)光伏能源發(fā)電平價(jià)上網(wǎng)。所以隨著成本的不斷下降，中國(guó)光伏能源的發(fā)展前景是非常好的。”蓋伊說(shuō)。面向未來(lái)，中國(guó)的光伏企業(yè)必須提高效率和生產(chǎn)力，制定明確的發(fā)展路線圖，并以此指導(dǎo)技術(shù)研發(fā)。一個(gè)行之有效的方法就是發(fā)展戰(zhàn)略伙伴關(guān)系，從而獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。蓋伊認(rèn)為，中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展非常快，“合作”也是“中國(guó)速度”里面很重要的一個(gè)方面。

對(duì)于如何提高電池轉(zhuǎn)換效率，蓋伊從三方面給出了答案。他說(shuō)，首先要有很好的原材料，在過(guò)去的5年中，整個(gè)亞洲的多晶硅發(fā)展非?？?，主要原因還是來(lái)源于多晶硅材料。2004年前后的短缺導(dǎo)致亞洲多晶硅產(chǎn)能上升很快。有些廠商可以做到6個(gè)9、7個(gè)9的純度，有些能夠做到11個(gè)9的純度，純度越高，良率越高，而且可以非常持續(xù)地生產(chǎn)出效率較好的電池。

另外一個(gè)重要環(huán)節(jié)就是電池制造技術(shù)，例如一種技術(shù)可以把所有導(dǎo)線都移到電池背后去，如果最終實(shí)現(xiàn)了這種技術(shù)，那么它幾乎不遮擋太陽(yáng)能電池的有效發(fā)電面積，這就提高了轉(zhuǎn)換效率。同時(shí)，如果把導(dǎo)線都轉(zhuǎn)移到背面之后，可以在太陽(yáng)能電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)中實(shí)現(xiàn)更多的自動(dòng)化，生產(chǎn)的效率以及產(chǎn)品的良率也都會(huì)得到提高。

而電池到組件的安裝技術(shù)也有可以提高的地方，晶體硅太陽(yáng)能電池組件是由一塊一塊小的太陽(yáng)能電池板組成的。從電池到組件之間還有一個(gè)損耗，如何減少這個(gè)損耗也是有潛力可挖的。通過(guò)更好、更有效地連接多塊電池板，能夠讓整個(gè)組件的效率得到提升。

關(guān)于與產(chǎn)業(yè)上下游合作伙伴的合作，蓋伊表示，首先是與客戶的合作，太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的新技術(shù)不斷推進(jìn)，為了實(shí)現(xiàn)這種技術(shù)推進(jìn)，需要與很多客戶進(jìn)行合作，他們把它叫做共同研發(fā)的項(xiàng)目。“像這樣的項(xiàng)目在西安太陽(yáng)能技術(shù)研發(fā)中心有很多。”蓋伊說(shuō)。此外，應(yīng)用材料公司還有一個(gè)可靠性測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，可以在設(shè)備上與客戶進(jìn)行合作，提高它的技術(shù)。“我們同時(shí)也有可靠性測(cè)試中心，對(duì)我們新改良的技術(shù)所生產(chǎn)出來(lái)的實(shí)際產(chǎn)品進(jìn)行可靠性測(cè)試。通過(guò)一些老化測(cè)試和環(huán)境模擬測(cè)試，最終可以看到這個(gè)技術(shù)改進(jìn)以后的結(jié)果是什么，能否滿足太陽(yáng)能電池對(duì)于效率和壽命的要求。”蓋伊說(shuō)。

“第二個(gè)是我們與產(chǎn)業(yè)合作伙伴的例子。我們與霍尼維爾公司正在合作，他們?cè)谏虾Ｓ幸粋€(gè)非常棒的材料研發(fā)中心，他們非常想進(jìn)入太陽(yáng)能領(lǐng)域，但沒(méi)有足夠的經(jīng)驗(yàn)。因此，他們便和應(yīng)用材料公司進(jìn)行合作順利進(jìn)入該領(lǐng)域。”蓋伊表示。目前，在技術(shù)上面兩家公司共同做一件事情，研制選擇性發(fā)射極，它能夠提高太陽(yáng)能電池的效率。“霍尼維爾公司在材料科學(xué)上的專長(zhǎng)和新的概念，加上應(yīng)用材料公司在太陽(yáng)能設(shè)備和制造上的經(jīng)驗(yàn)，兩者的結(jié)合取得了非常好的效果。”蓋伊說(shuō)。

 

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