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“如果太陽能光伏產(chǎn)業(yè)保持每年30%的平均增長速度，到2020年，全球的光伏裝機總量將達到400GW，太陽能光伏能源將成為全球主流的新能源。包括中國在內(nèi)的全球絕大部分的市場將能實現(xiàn)光伏電網(wǎng)平價。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”上，為現(xiàn)場觀眾描繪的太陽能光伏發(fā)展前景。
市場容量不斷增加
10年左右的時間內(nèi)，太陽能發(fā)電將在價格上具有競爭優(yōu)勢。
隨著太陽能發(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10年，兩種不同方式的發(fā)電成本會達到一個平衡。去年，全球光伏發(fā)電量超過18GW，有些國家已經(jīng)實現(xiàn)平價上網(wǎng)。2018年在大部分國家能看到居民使用太陽能發(fā)的電，而且不需要補貼。
蓋伊表示，最近10年，光伏的增長速度在40%～45%。之所以取得如此快的發(fā)展，是因為技術(shù)的進步以及轉(zhuǎn)換效率的提高，促使光伏發(fā)電成本的降低，讓市場的擴大更上一層樓。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，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。
蓋伊認為，晶體硅是一個很大的機會，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)展也會有一些側(cè)重，如單體組件、柔性電路設(shè)計、電池組裝更自動化等等。組件方面，隨著硅片厚度的不斷降低，太陽能電池面板中會不斷加入電子系統(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)，他認為在10年左右的時間內(nèi)，太陽能發(fā)電將在價格上具有競爭優(yōu)勢。“我們覺得10年的時間并不是很短，但在人類能源的歷史上，10年其實是非常短暫的。從今天開始，我們就要為那個時刻做準備了，比如說一些基礎(chǔ)設(shè)施的準備以及電網(wǎng)設(shè)施的接入準備等。”蓋伊說，“因為很多太陽能電站是分布式的，如果你要把它們連接在一起，現(xiàn)有的電網(wǎng)是無法實現(xiàn)的，這就牽涉到一個比較熱的話題，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)，包括風能和太陽能等等。我認為中國在這方面已經(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
借助設(shè)備的升級來提高轉(zhuǎn)換效率也是一個很明智的辦法。
建立一個有競爭力的可持續(xù)發(fā)展的太陽能光伏產(chǎn)業(yè)必須依靠成本的降低，這需要通過提高轉(zhuǎn)化效率，優(yōu)化生產(chǎn)率，降低制造成本和實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟效益來完成。其中借助設(shè)備的升級來提高轉(zhuǎn)換效率也是一個很明智的辦法。
關(guān)于設(shè)備的升級，蓋伊舉了兩個例子，一個是在現(xiàn)有的設(shè)備上升級，拿應(yīng)用材料的絲網(wǎng)印刷機來說，只要在傳統(tǒng)的絲網(wǎng)印刷機上增加一個高清晰度的攝像頭就可以實現(xiàn)一個新的工藝，即雙層印刷。這樣可以把太陽能電池板正面的導(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。
另外一個升級的例子是整條生產(chǎn)線的完善。他表示：“我們可以通過更改一臺設(shè)備來提高效率，而不淘汰現(xiàn)有的其他設(shè)備。例如在電池的背面有一個鍍層，它主要的作用是減少電流的損失。我們在現(xiàn)有的生產(chǎn)線上，只要加上這個背面鍍層的設(shè)備，就可以起到提高電池效率的作用。同時，也無需對其他的設(shè)備做出調(diào)整。”
產(chǎn)業(yè)鏈合作降低成本
中國的光伏企業(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"十二五"規(guī)劃的目標是，到2020年中國光伏太陽能的裝機量將達到50GW。參照成本下降的趨勢，我們預(yù)測差不多在5年之內(nèi)，中國大部分地方都可以實現(xiàn)光伏能源發(fā)電平價上網(wǎng)。所以隨著成本的不斷下降，中國光伏能源的發(fā)展前景是非常好的。”蓋伊說。面向未來，中國的光伏企業(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，從而獲得競爭優(yōu)勢。蓋伊認為，中國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展非?？?，“合作”也是“中國速度”里面很重要的一個方面。
對于如何提高電池轉(zhuǎn)換效率，蓋伊從三方面給出了答案。他說，首先要有很好的原材料，在過去的5年中，整個亞洲的多晶硅發(fā)展非常快，主要原因還是來源于多晶硅材料。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9、7個9的純度，有些能夠做到11個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，如果最終實現(xiàn)了這種技術(shù)，那么它幾乎不遮擋太陽能電池的有效發(fā)電面積，這就提高了轉(zhuǎn)換效率。同時，如果把導(dǎo)線都轉(zhuǎn)移到背面之后，可以在太陽能電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)中實現(xiàn)更多的自動化，生產(chǎn)的效率以及產(chǎn)品的良率也都會得到提高。
而電池到組件的安裝技術(shù)也有可以提高的地方，晶體硅太陽能電池組件是由一塊一塊小的太陽能電池板組成的。從電池到組件之間還有一個損耗，如何減少這個損耗也是有潛力可挖的。通過更好、更有效地連接多塊電池板，能夠讓整個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，太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的新技術(shù)不斷推進，為了實現(xiàn)這種技術(shù)推進，需要與很多客戶進行合作，他們把它叫做共同研發(fā)的項目。“像這樣的項目在西安太陽能技術(shù)研發(fā)中心有很多。”蓋伊說。此外，應(yīng)用材料公司還有一個可靠性測試實驗室，可以在設(shè)備上與客戶進行合作，提高它的技術(shù)。“我們同時也有可靠性測試中心，對我們新改良的技術(shù)所生產(chǎn)出來的實際產(chǎn)品進行可靠性測試。通過一些老化測試和環(huán)境模擬測試，最終可以看到這個技術(shù)改進以后的結(jié)果是什么，能否滿足太陽能電池對于效率和壽命的要求。”蓋伊說。
“第二個是我們與產(chǎn)業(yè)合作伙伴的例子。我們與霍尼維爾公司正在合作，他們在上海有一個非常棒的材料研發(fā)中心，他們非常想進入太陽能領(lǐng)域，但沒有足夠的經(jīng)驗。因此，他們便和應(yīng)用材料公司進行合作順利進入該領(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，它能夠提高太陽能電池的效率。“霍尼維爾公司在材料科學(xué)上的專長和新的概念，加上應(yīng)用材料公司在太陽能設(shè)備和制造上的經(jīng)驗，兩者的結(jié)合取得了非常好的效果。”蓋伊說。
精彩觀點
應(yīng)用材料公司全球公共事務(wù)部執(zhí)行總裁Mark Walker
讓青少年參與到清潔技術(shù)中來
應(yīng)用材料公司在本次創(chuàng)新峰會上啟動的“清潔技術(shù)競賽”項目，是一個社會公益項目，由美國科學(xué)教師協(xié)會(NTSA)、中國青少年科技輔導(dǎo)員協(xié)會以及中國科協(xié)青少年科技中心共同承辦，在美國舊金山灣區(qū)和中國西安市先期啟動。通過提供資金支持，培養(yǎng)青少年學(xué)生的利用清潔技術(shù)解決生活中的環(huán)境和能源問題，培養(yǎng)科技創(chuàng)新精神和科學(xué)實踐能力，使他們的生活方式有所轉(zhuǎn)變。
應(yīng)用材料副總裁、中國區(qū)首席技術(shù)官兼西安公司總經(jīng)理鄒剛
今年重點放在晶硅電池設(shè)備上
應(yīng)用材料作為全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備廠商，市場上有競爭力的產(chǎn)品我們都會做，以幫助客戶最快實現(xiàn)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化。今年，我們的重點將放在晶硅太陽能電池設(shè)備方面，因為薄膜太陽能電池的優(yōu)勢目前還沒顯現(xiàn)。但我們也不會放棄做薄膜設(shè)備，如果大規(guī)模電站啟動以及平價上網(wǎng)的推進，薄膜電池肯定會有市場。
市場容量不斷增加
10年左右的時間內(nèi)，太陽能發(fā)電將在價格上具有競爭優(yōu)勢。
隨著太陽能發(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10年，兩種不同方式的發(fā)電成本會達到一個平衡。去年，全球光伏發(fā)電量超過18GW，有些國家已經(jīng)實現(xiàn)平價上網(wǎng)。2018年在大部分國家能看到居民使用太陽能發(fā)的電，而且不需要補貼。
蓋伊表示，最近10年，光伏的增長速度在40%～45%。之所以取得如此快的發(fā)展，是因為技術(shù)的進步以及轉(zhuǎn)換效率的提高，促使光伏發(fā)電成本的降低，讓市場的擴大更上一層樓。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，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。
蓋伊認為，晶體硅是一個很大的機會，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)展也會有一些側(cè)重，如單體組件、柔性電路設(shè)計、電池組裝更自動化等等。組件方面，隨著硅片厚度的不斷降低，太陽能電池面板中會不斷加入電子系統(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)，他認為在10年左右的時間內(nèi)，太陽能發(fā)電將在價格上具有競爭優(yōu)勢。“我們覺得10年的時間并不是很短，但在人類能源的歷史上，10年其實是非常短暫的。從今天開始，我們就要為那個時刻做準備了，比如說一些基礎(chǔ)設(shè)施的準備以及電網(wǎng)設(shè)施的接入準備等。”蓋伊說，“因為很多太陽能電站是分布式的，如果你要把它們連接在一起，現(xiàn)有的電網(wǎng)是無法實現(xiàn)的，這就牽涉到一個比較熱的話題，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)，包括風能和太陽能等等。我認為中國在這方面已經(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
借助設(shè)備的升級來提高轉(zhuǎn)換效率也是一個很明智的辦法。
建立一個有競爭力的可持續(xù)發(fā)展的太陽能光伏產(chǎn)業(yè)必須依靠成本的降低，這需要通過提高轉(zhuǎn)化效率，優(yōu)化生產(chǎn)率，降低制造成本和實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟效益來完成。其中借助設(shè)備的升級來提高轉(zhuǎn)換效率也是一個很明智的辦法。
關(guān)于設(shè)備的升級，蓋伊舉了兩個例子，一個是在現(xiàn)有的設(shè)備上升級，拿應(yīng)用材料的絲網(wǎng)印刷機來說，只要在傳統(tǒng)的絲網(wǎng)印刷機上增加一個高清晰度的攝像頭就可以實現(xiàn)一個新的工藝，即雙層印刷。這樣可以把太陽能電池板正面的導(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。
另外一個升級的例子是整條生產(chǎn)線的完善。他表示：“我們可以通過更改一臺設(shè)備來提高效率，而不淘汰現(xiàn)有的其他設(shè)備。例如在電池的背面有一個鍍層，它主要的作用是減少電流的損失。我們在現(xiàn)有的生產(chǎn)線上，只要加上這個背面鍍層的設(shè)備，就可以起到提高電池效率的作用。同時，也無需對其他的設(shè)備做出調(diào)整。”
產(chǎn)業(yè)鏈合作降低成本
中國的光伏企業(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"十二五"規(guī)劃的目標是，到2020年中國光伏太陽能的裝機量將達到50GW。參照成本下降的趨勢，我們預(yù)測差不多在5年之內(nèi)，中國大部分地方都可以實現(xiàn)光伏能源發(fā)電平價上網(wǎng)。所以隨著成本的不斷下降，中國光伏能源的發(fā)展前景是非常好的。”蓋伊說。面向未來，中國的光伏企業(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，從而獲得競爭優(yōu)勢。蓋伊認為，中國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展非?？?，“合作”也是“中國速度”里面很重要的一個方面。
對于如何提高電池轉(zhuǎn)換效率，蓋伊從三方面給出了答案。他說，首先要有很好的原材料，在過去的5年中，整個亞洲的多晶硅發(fā)展非常快，主要原因還是來源于多晶硅材料。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9、7個9的純度，有些能夠做到11個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，如果最終實現(xiàn)了這種技術(shù)，那么它幾乎不遮擋太陽能電池的有效發(fā)電面積，這就提高了轉(zhuǎn)換效率。同時，如果把導(dǎo)線都轉(zhuǎn)移到背面之后，可以在太陽能電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)中實現(xiàn)更多的自動化，生產(chǎn)的效率以及產(chǎn)品的良率也都會得到提高。
而電池到組件的安裝技術(shù)也有可以提高的地方，晶體硅太陽能電池組件是由一塊一塊小的太陽能電池板組成的。從電池到組件之間還有一個損耗，如何減少這個損耗也是有潛力可挖的。通過更好、更有效地連接多塊電池板，能夠讓整個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，太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的新技術(shù)不斷推進，為了實現(xiàn)這種技術(shù)推進，需要與很多客戶進行合作，他們把它叫做共同研發(fā)的項目。“像這樣的項目在西安太陽能技術(shù)研發(fā)中心有很多。”蓋伊說。此外，應(yīng)用材料公司還有一個可靠性測試實驗室，可以在設(shè)備上與客戶進行合作，提高它的技術(shù)。“我們同時也有可靠性測試中心，對我們新改良的技術(shù)所生產(chǎn)出來的實際產(chǎn)品進行可靠性測試。通過一些老化測試和環(huán)境模擬測試，最終可以看到這個技術(shù)改進以后的結(jié)果是什么，能否滿足太陽能電池對于效率和壽命的要求。”蓋伊說。
“第二個是我們與產(chǎn)業(yè)合作伙伴的例子。我們與霍尼維爾公司正在合作，他們在上海有一個非常棒的材料研發(fā)中心，他們非常想進入太陽能領(lǐng)域，但沒有足夠的經(jīng)驗。因此，他們便和應(yīng)用材料公司進行合作順利進入該領(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，它能夠提高太陽能電池的效率。“霍尼維爾公司在材料科學(xué)上的專長和新的概念，加上應(yīng)用材料公司在太陽能設(shè)備和制造上的經(jīng)驗，兩者的結(jié)合取得了非常好的效果。”蓋伊說。
精彩觀點
應(yīng)用材料公司全球公共事務(wù)部執(zhí)行總裁Mark Walker
讓青少年參與到清潔技術(shù)中來
應(yīng)用材料公司在本次創(chuàng)新峰會上啟動的“清潔技術(shù)競賽”項目，是一個社會公益項目，由美國科學(xué)教師協(xié)會(NTSA)、中國青少年科技輔導(dǎo)員協(xié)會以及中國科協(xié)青少年科技中心共同承辦，在美國舊金山灣區(qū)和中國西安市先期啟動。通過提供資金支持，培養(yǎng)青少年學(xué)生的利用清潔技術(shù)解決生活中的環(huán)境和能源問題，培養(yǎng)科技創(chuàng)新精神和科學(xué)實踐能力，使他們的生活方式有所轉(zhuǎn)變。
應(yīng)用材料副總裁、中國區(qū)首席技術(shù)官兼西安公司總經(jīng)理鄒剛
今年重點放在晶硅電池設(shè)備上
應(yīng)用材料作為全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備廠商，市場上有競爭力的產(chǎn)品我們都會做，以幫助客戶最快實現(xiàn)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化。今年，我們的重點將放在晶硅太陽能電池設(shè)備方面，因為薄膜太陽能電池的優(yōu)勢目前還沒顯現(xiàn)。但我們也不會放棄做薄膜設(shè)備，如果大規(guī)模電站啟動以及平價上網(wǎng)的推進，薄膜電池肯定會有市場。
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