英利“熊猫”太阳能电池：一个百分点突围“光伏寒冬”

 

 

    5月17日，美国商务部决定对中国企业出口到美国的光伏产品采取反倾销措施，使原本充满寒意的光伏行业更是雪上加霜。然而，面对整个行业寒冬，英利集团却有着底气。

 

    5月25日，记者走进英利集团保定三期生产基地，看到各项建设一片火热，生产线满负荷运行。“底气来自由英利光伏材料与技术国家重点实验室主导的‘熊猫’N型单晶硅太阳能电池项目”，英利集团首席技术官宋登元表示，这种电池平均光电转换效率达到19%，比普通电池片高出1个多百分点，成本却比同类公司降低30%以上，属于国际顶尖水平。

 

    此次英利所面临的美国初裁双反关税壁垒高达近35%，宋登元说：“‘熊猫’30%的成本优势虽然还不足以抵消35%的关税壁垒，但已经在成本上辟出很大的优势空间，新技术给英利带来的新转机正逐步显现。”

 

 

    走进英利的光伏展馆，嵌有15000片“熊猫”高效太阳能电池片的玻璃幕墙非常醒目。“它不但可以遮阳、隔音，而且还能发电。”英利集团宣传部干事王帅说，玻璃幕墙每天可发电90—120度，能够满足这个2000平方米的展馆日常照明和办公用电，也足够一个三口之家使用一个月。“光电转换率是太阳能光伏电池两大核心技术指标之一。”王帅介绍，太阳能电池光电转换效率每提高一个百分点，在相同的日照条件下，每片6英寸大小的“熊猫”电池片比传统的电池能多产生0.25瓦的发电功率。

 

    目前，在欧洲、美国及我国青海等地，从大型光伏电站到小的屋顶系统，都可以见到英利“熊猫”电池组件的身影，王帅说：“现在产品在市场上供不应求。”“熊猫计划”是一项通过自主技术创新，实现高效率低成本太阳能电池技术从实验室走向大规模生产的研发项目。“之所以把N型单晶硅高效太阳能电池的研发生产项目称作‘熊猫计划’，一方面是为证明该技术具有我国自主知识产权，另一方面也是珍贵、稀有、技术尖端的形象比喻。”宋登元说。“在已接近理论极限的情况下，光电转换效率提高哪怕只有0.1个百分点都是难上加难。”据英利科研人员介绍，1998年，单晶硅电池的实验室光电转化效率世界纪录就达到了25%，直到今天，长达14年时间里，世界上没有一家实验室再取得任何突破。“因此，别小看这一个多百分点的提高。”宋登元说，从2009年5月立项，到2010年6月第一块“熊猫”电池组件在慕尼黑Intersolar展会亮相，再到目前“熊猫”N型单晶硅高效电池平均转换效率提高到19%，实验室最高转换效率达20%，英利的研发团队付出了巨大的努力。“首先我们使用N型单晶硅代替以往的P型多晶硅制备太阳能电池，不仅提高了单晶硅太阳能电池的转换效率，而且可以大大降低电池的衰减率。”宋登元解释说，除此之外，“熊猫”电池采用磷扩散来形成有效背场，通过类似正面的栅线设计来实现背面接触设计，使电池能够双面发电。双面结构在不增加成本的情况下，可以多发电15%以上。“‘熊猫’电池的研发成功打破了国际垄断，填补了我国N型单晶硅高效电池生产技术的空白，使英利在高效率、低成本单晶硅太阳能电池的研发和生产方面走在世界前列。”

 

    宋登元认为，这才是刚刚开始。他透露，在科技部“863”项目的支持下，一两年以内，大规模生产的“熊猫”电池平均转换效率有望提高至20%，实验室的电池转换效率将超过21%，提前实现国家“太阳能发电科技发展‘十二五’专项”规划的目标。

 

 

    2011年底，“熊猫”电池年产能已达到600兆瓦，在单晶生产线上实现规模化生产，英利成为全球三大规模生产N型单晶硅高效电池企业之一。宋登元说：“这在国际上是一个顶尖水平，标志着英利具备了实验室技术的工业化生产转换能力。”

 

    除英利外，目前全世界只有美国Sunpower和日本三洋两家公司掌握了高效率N型硅电池的大规模生产工艺。这两家公司的电池转换效率固然很高，但是由于他们的电池结构复杂导致了复杂的制备工艺，生产设备都需要全套重新定制，生产环节达30个之多，因此生产成本也很高。

 

    “美日两家企业的产品，每瓦成本比普通的单晶硅电池还要高30%以上，市场竞争力较弱，只占整个全球光伏市场份额的5%—6%。”宋登元说，虽然在各国实验室，晶体硅太阳能电池最高转换效率超过了20%，而受到成本控制的困扰，实验室工艺技术往往束之高阁，很难用于大规模生产。“只有高效率、低成本的太阳能电池才会被市场接受，才能与常规能源竞争，实现太阳能电力的平价上网。”宋登元表示，光伏电池的研发难度就在这里———低成本下的高效率。在低成本的条件下，转化效率每提高0.1个百分点，都需要将生产工艺等优化到极致。“如果不计生产成本，当然可以选用最好的设备、最复杂的工艺、最昂贵的材料，使太阳能电池光电转换效率达到理论上的最高值。但通常在大学的实验室才这么做，像25%的晶体硅电池世界纪录就是这样创造出来的。”宋登元进一步解释说，而现实的情况是，我们需要生产老百姓用得起的太阳能电力，控制成本就成为能否量化生产的第一要素，这就要求光伏企业必须在不增加生产成本的前提下，提高太阳能电池转换效率。“为了实现成本控制，全公司从科研到生产每一个环节的创新潜力都被激活了。”宋登元介绍，对“熊猫”电池的生产线，英利实现了除增加一些特别工序外，其他工序完全可以使用原有的P型多晶硅太阳能电池生产线。“这样生产成本比其他两家国外公司降低30%左右，不仅使得大规模量产成为可能，而且使产品在光伏市场上具有很强的竞争力。”

 

 

    虽然进入产业“寒冬”，但今年英利的“熊猫”N型单晶硅太阳能电池订单依然呈上涨态势。

 

    从国内光伏产业形势来看，位于产业链上游规模小于3000吨/年的多晶硅生产企业几乎全部停产，目前只有规模较大的企业还能勉强维持，位于产业链下游的组件生产小厂几乎全部倒闭，即使拥有全产业链生产优势的一些光伏大厂，也是利润大减，勉强维持。“遭遇同样的关税壁垒，新技术带来的成本优势在于，不但可以帮助企业躲避致命性的打击，还能在大多数人赔钱的时候赚到钱。”宋登元说，“从长远来看，超前的新技术完全可以帮企业渡过这样的难关。”

 

    未来行业利润率的提升主要依靠相关技术的突破。“将熊猫电池封装成组件后，每片电池增加的发电功率将能多卖25美分。”宋登元说，虽然仅仅增加四分之一美元，但对于目前产量如此大的太阳能电池领域却意味着巨大的经济效益。按英利今年全年的生产目标3.6吉瓦组件计算，如果全部替换成“熊猫”产品，便可多创造近13亿人民币实实在在的“利润”。

 

    N型单晶硅高效太阳能电池是将来新一代电池的发展方向，而在此之前，英利产品多以多晶组件为主，产品结构较为单一。宋登元认为：“目前在全球，N型单晶硅电池所占比例为10%左右，预计到2020年，所占比例将达到一半以上。”“‘熊猫’高效太阳能电池生产研发只是英利众多创新中的一个。”宋登元说，采用新材料、新工艺、降成本是企业应对市场寒冬的必然之路。近年来英利的每一次技术创新都围绕企业产业链条的延伸，一路下来，每个环节都有自己的核心技术。“我们每年会有300多个科研成果，平均每个工作日都有一项来自生产线上的技术创新。”“市场走高的时候是规模扩张的机会，市场低迷的时候是提升技术实力的机会。”记者采访中感受到，对于英利来说，依托光伏材料与技术国家重点实验室这个技术平台，他们正进行一场技术创新、降低成本的“寒冬转型”。

 

    宋登元说，可喜的是，随着行业整体研发实力的提升，中国光伏正逐步向产业链的最上游迈进。目前，“熊猫计划”后续研发正在紧张地进行之中。“熊猫电池所贡献的技术路线，可应用到英利新的生产线上，进行技术全面升级改造，进一步增强企业的核心竞争力。”“不远的将来，我们将能坐上太阳能驱动的飞机翱翔天际，搭载太阳能轮船环游海洋。”宋登元表示，这一畅想的实现将基于太阳能电池光电转换效率的大幅度提高和成本的不断降低。