光伏产业危机突破口是技术薄膜化

来源:北极星太阳能光伏网发布时间:2016-10-18 23:59:59
导语:在今年三月份,欧洲光伏学术界与产业界创建了CIGS Sharc25计划。其宗旨是研究和开发超过晶硅转换率的CIGS技术,其效率转换率将达到25%。在最近欧洲布鲁塞尔光伏技术平台年会上针对欧洲光伏技术危机,又在讨论制定一个XGWP计划,即要建立一个欧洲千兆瓦级工厂,集研发和制造一体化,选择的技术路线原则上是最具颠覆性的技术。欧盟薄膜太阳能之父拉尔斯.斯托特先生在三年前就指出,光伏产业危机突破口是技术薄膜化。

在晶硅技术转换效率和应用环境面临瓶颈的同时,欧洲学术界启动CIGS Sharc25计划的背景是什么?对中国光伏产业产生的影响是什么?

CIGS在欧洲产官学界是已经关注非常久的新世代太阳能技术,一直被公认是主流晶硅电池之外,最具备量产水平的光伏电池技术。最近在技术上取得大幅进展后,各界期盼趁此热潮,藉此将CIGS技术继续推进,因此CIGS Sharc25的目标是在最短时间内把CIGS薄膜太阳能电池的效率达到25%,使CIGS薄膜太阳能的技术能超越主流的晶硅技术,进而在成本上占有优势,抢占市场份额。

中国长久以来以生产及研究晶硅技术为主,晶硅在光伏产业上发展历程已久,上下游产业链完整且技术相当成熟,而当产业发展到如此成熟的今天,这些优势已造成了种种限制。而限制就在于提升效率与降低成本,想要将整体产业突破现状的代价相对的越来越高。目前中国晶硅产业所面临的困境为:

贸易障碍:晶硅投入门坎较低,因此竞争者多,面对中国庞大的产能,世界各国更争相在贸易关卡上限制中国制造的光伏组件。

产能过剩:投入者多,导致了今日的产能过剩,使得光伏产业进入整并时期。

因此,如何突破变得至关重要,而欧洲的CIGS Sharc25计划预计会对中国光伏产业产生双重的效应。一方面是对于欧洲各国积极开发下一世代光伏技术感到芒刺在背,另一方面也能刺激中国光伏产业急需升级的思考与讨论。

值得关注的是欧洲“CIGS Sharc25”计划,并没有把Solibro(被汉能收购)和Avancis(被中建材收购)两家公司列入参与企业研发名单中,理由是这两家公司已被中国公司收购,不属于欧洲企业。这是否属于技术封锁?其背后是否有更为深刻的原因?Manz对国内投资企业的技术输出是否会因此受到“CIGS Sharc25计划”的限制?

中国公司在面对申请以欧盟为出资主体的科研计划,或许会受到一些限制,不过仍需更深入探讨其相关法令,才能清楚其对非欧洲公司的规定。

目前并没有看到对于Manz技术转移有所限制,因为Manz与ZSW之间有独家的转授权协议。

目前很有投资企业对Manz公司向国内输出CIGS生产技术是有疑虑的,毕竟Manz公司是典型的欧洲公司。如:真正向投资企业交底多少技术?技术升级是否有附加成本?投资后期Manz与投资企业的关系?

就先进性而言,Manz在技术上绝对会转移当今最先进的铜铟镓硒技术,再加上Manz与ZSW仍非常积极投入研发,后续仍能持续提供客户技术升级服务。此点可由Manz与ZSW在近几年来不断在小面积尺寸与量产尺寸的铜铟镓硒电池上打破世界纪录来证明。

就完整性而言,Manz会将累积十几年量产设备、工艺开发技术及量产所需要的知识产权毫无保留的转移,是一个能快速让客户上手的整合性输出。

未来的技术升级是有偿的服务,因为研究与开发本身也需要成本。不过我们认为技术升级必须是双赢的局面,也就是提升方案所需的费用必须让能让客户在短期内回收。

一旦与客户合作,就成为了伙伴关系,目标是要共同打开铜铟镓硒市场。因此Manz会倾全力帮助客户的员工招聘与训练、材料本地化验证或共同研发项目的开展等。未来Manz仍可做为提供客户后续技术升级的选项之一,或是形成战略联盟,快速扩产以达经济规模。总之,我们对于与客户的后续态度不但是全力支持,而且与之的关系保持开放心态。

目前整个薄膜光伏尤其是CIGS产业的发展,让整个光伏行业看不清楚。例如今年国内包括中建材合肥生产线、神华、广西地凯、云南龙宫光伏都开始布局CIGS光伏生产线。而与次同时,台积电则宣布退关闭旗下CIGS生产线。一边是企业密集布局,一边是企业的逃离。作为CIGS解决方案的提供商,如何看待这两种现象?

一个产业的形成,一定有人看好加入,而加入的厂商会有失败也会有成功,这是属于正常的产业生态发展。如:CdTe在还没形成规模化产业前,投入厂商更多,可惜最终只有First Solar取得最终的胜利。目前CIGS发展型况类似,有些人因为技术或资金问题,选择退出,但有更多人反而逆势布局,尤其在去年ZSW宣布以21.7%打破世界纪录之后,激起更多人的热情,我们感觉在铜铟镓硒的投资上有升温的趋势。

通过近些年的发展,CIGS突破了哪些瓶颈?

在技术上,以ZSW创造21.7%世界纪录为底的后处理工艺(post deposition, PDT)的发现与优化是最大的进展。一般推测,此一工艺优化了本身pn的结构,使得后续更多的效率提升方案一一被提出也在实验室研发当中。

在量产工艺方面,Manz实现了全激光的刻划工艺,大幅降低死区面积。除此之外,Manz在大面积尺寸的当中,也确认了如PDT工艺、镓浓度元素调变或CIGS厚度减薄的量产可能性。

可以确认的是,研发与量产的脚步并不会停止,而会更快速的迎头赶上并超越晶硅的组件效率!

国内一些专家认为台积电的失败是技术路线的失败,Manz是否认同?什么是溅射后硒化工艺(两步法)和共蒸镀工艺(一步法)。目前这两种技术的发展现状怎样?Manz主张的技术路线是?

我们也认同主要问题还是在技术路径的选择。深入分析,台积电的退出大概可分为三个层面的问题:

A. 技术路线的错误,导致成本无法有效下降
台积电的声明稿表示,旗下台积太阳能是市场后进者,缺乏经济规模,虽然转换效率具领先优势,但在成本上不具竞争力。台积公司经审慎评量后认定,即便是执行最精进的成本减抑计划,亦恐难逆转成本劣势。其实探究背后原因,在于其技术路线采用的是两步法,也就是第一步升温将铜铟镓(CIG)溅射到靶材后降温破真空之后,在接下来把溅射好的CIG化合物材料在有硒环境之下再升温进行硒化反应,這技法期能将铜铟镓硒四种元素按预期比例均匀混合后沉积降温。这种工艺路线最大的关键是要使CIG化合物达到完全硒化的难度很高,造成最终良品率低,转换效率不稳定,生产成本过高,产品不具竞争力。

对实际的两步法工艺进行剖析,有两部分的成本是非常高的,其关键在于硒化工艺:

1. 硒化炉是所有两步法的瓶颈,一次硒化的工艺时间是为数十个小时!

2. 因为硒化工艺的关系,若采用普通的钠玻璃容易使得玻璃严重翘曲,所以背板玻璃必须使用强化玻璃,使得成本垫高

B. 欲复制其成功的半导体经验在绿能产业,但高毛利的半导体业与成本为优先考虑的太阳能产业不同
台积电2009年起投入新能源开发,2011年分割成立LED事业的台积固态照明,以及太阳能事业的台积太阳能,皆难以获利,今年(2015年)1月台积电才将旗下台积固态照明股权售予台湾晶电公司,如今台积太阳能又吹熄灯号,等于台积电在绿能领域的两大事业经营皆黯然收场。台积电在半导体本业一向以技术领先、管理严格、产能高、良率好而蜚声于中外业界,但其实隔行如隔山。台积电以过往的半导体成功经验来打造一个半导体级的太阳能厂房,使得还没进入产业就先垫高投资成本,从此就能看得出其思维与太阳能领域处处计较成本的思维格格不入!

C. 竞争激烈的半导体产业,使得台积电必须回防主要产业
台积电在半导体本业正面临强烈的竞争,除了大陆政府也正准备以国家的力量扶植自身半导体产业外,许多半导体产业分析师纷纷认为台积电在高阶制程领域,主导地位正在受到冲击,包括来自Intel及三星的威胁及本身半导体技术难度的挑战。尤其,三星的14奈米制程良率已经超越台积电,达到七成左右,這是最近关键压力所在。台积电表示,在结束台积太阳能营运之后,接下来将更专注于晶圆代工本业,全力衝刺12吋厂产能布建,包括大陆12吋晶圆厂投资。目前台积电正积极进行台灣南科及中科12吋晶圆厂产能扩建,做为先进制程生产重镇,预料下月也会提出登"陆"兴建首座12吋晶圆厂投资,更巩固全球晶圆代工龙头地位。而因应扩厂急需的大量人力需求,台积半导体邀聘所有厂内约365名同仁至母公司任职。

Manz采用的是一步法,能在同一个腔体上同时完成CIGS的镀膜,没有硒化的问题,自然转換效率提高。更重要的是,在量产上,一步法能后续体现PDT的工艺,后续技术提升相当令人期待,但目前并没有两步法能使用PDT工艺的方法。

光伏摩尔定律就是效率转换率每提升一个百分点,成本下降8%左右。它是由技术进步而带来的巨大经济效益,同时和产能规模也有直接关系。CIGS的产能规模是否是决定投资企业成败的关键?门槛是怎样的?什么样的企业符合投资CIGS技术的前提?

是的,提升产能规模使之达到经济规模也是能使成本下降的途径之一。以Manz的规划而言,一个约150MW年产能的工厂,生产成本约为0.4$/W(2块5人民币)左右,已经可以体现薄膜太阳能的成本优势,能达到平价上网。随着技术的提升与持续的产能投资,约700MW左右可再使成本下降约超过12%,来到0.35$/W。若产能再提升达到GW等级,就更加速了上下游的产业链整合,实现0.2$/W(甚至更低)的铜铟镓硒组件是指日可待的。

欲藉由产能规模来实现快速的成本下降,背后支撑的是以坚强的信念及较大的资金投入,因此需要规模大的公司一起实现。

目前中国国家能源局已经启动了光伏“领跑者计划”,其中对发电项目提出建设标准、技术进步及成本下降目标等要求,通过竞争性方式选择技术能力和投资经营实力强的开发投资企业,企业通过市场机制选择达到“领跑者”技术指标的光伏产品。如:多晶硅电池组件和单晶硅电池组件的光电转换效率分别达到16.5%和17%以上;高倍聚光光伏组件光电转换效率达到 30%以上;硅基、铜铟镓硒、碲化镉及其他薄膜电池组件的光电转换效率分别达到 12%、13%、13%和 12%以上。如何看待“领跑者计划”对于CIGS产业在国内发展的促进作用。

我们非常认同领跑者在计划上的规划。领跑者计划设定最低效率门坎一方面是藉由政策强迫产业升级,另一方面也是避免劣币驱逐良币(有些号称为铜铟镓硒产品的组件效率甚至比硅基薄膜组件来得低)的现象产生,对于健全产业链有一定的效用。

以Manz的技术而言,我们提供量产平均高达14.6%组件效率(尺寸为1.2*0.6平方米)的技术,比领跑者计划规定的13%高出甚多,因此对于Manz的铜铟镓硒技术来说,并不是问题。 

索比光伏网 https://news.solarbe.com/201610/19/155753.html

责任编辑:solar_robot
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
献策钙钛矿标准化!极电于振瑞出席光伏产业高质量发展与技术标准论坛来源:极电光能 发布时间:2025-10-28 11:10:38

10月24日,由中国电子技术标准化研究院与中国光伏行业协会联合主办的“光伏产业高质量发展与技术标准论坛”在新疆昌吉圆满落幕。作为钙钛矿产业化先锋,极电光能联合创始人、总裁于振瑞博士受邀出席大会,并在“光伏电池组件质量提升与技术标准创新”分论坛上,发表题为《钙钛矿组件的认证标准及寿命评估》的主旨演讲,为新型光伏产品标准体系建设贡献来自产业化一线的智慧力量。

华能清洁研究院宋艳梅:针对“光伏治沙” 技术创新与标准化建设是关键来源:索比光伏网 发布时间:2025-08-15 15:14:45

将持续深化光伏治沙技术实证与模式创新,推动光伏治沙成为兼具生态效益、经济效益与社会效益的可持续发展典范。

捷佳伟创推出喷墨打印钙钛矿薄膜技术,助力钙钛矿光伏产业规模化来源:捷佳伟创 发布时间:2025-08-07 11:26:50

近日,捷佳伟创推出工业级压电喷墨打印钙钛矿薄膜技术,其喷墨打印设备顺利出货。捷佳伟创此次喷墨打印设备的成功出货,标志着公司发展钙钛矿光伏量产化新路径。该设备依托高精度喷墨沉积技术,大幅降低大面积钙钛矿薄膜的制备成本,助力客户实现降本增效,加速推动钙钛矿/晶硅叠层电池的商业化进程。公司期待与全球企业、科研机构深化合作,共同推动钙钛矿光伏技术迈向GW级规模化生产,助力全球绿色能源转型。

创新引领未来!捷佳伟创推出喷墨打印钙钛矿薄膜技术,助力钙钛矿光伏产业规模化来源:捷佳伟创 发布时间:2025-08-07 09:25:07

近日,捷佳伟创推出工业级压电喷墨打印钙钛矿薄膜技术,其喷墨打印设备顺利出货。捷佳伟创此次喷墨打印设备的成功出货,标志着公司发展钙钛矿光伏量产化新路径。该设备依托高精度喷墨沉积技术,大幅降低大面积钙钛矿薄膜的制备成本,助力客户实现降本增效,加速推动钙钛矿/晶硅叠层电池的商业化进程。未来,公司将持续优化钙钛矿光伏制造工艺,提升设备稳定性与生产效率,为行业提供更具竞争力的量产化解决方案。

安徽:围绕柔性薄膜电池、钙钛矿及叠层电池、建筑光伏一体化等关键技术方向,加强先进光伏中试平台建设来源:钙钛矿工厂 发布时间:2025-07-31 09:43:51

近日,安徽省工业和信息化厅就关于公开征求《安徽省制造业中试平台建设实施方案》意见发布公告。围绕先进光伏、新型储能、氢氨能等重点领域,聚焦钙钛矿及叠层电池、光伏建筑一体化、高效电解制氢、低温低压氢氨醇转化等关键技术突破,建设若干具有行业引领性的中试平台,开展关键材料性能优化、核心部件可靠性验证及系统集成工艺放大测试,加快推进长寿命储能系统、高密度氢能储运装备等技术的工程化验证与产业化应用。

需求大变!中能建、国能、华能、三峡、国电投、中电建、华电、华润,八大电力央企上半年支架招标背后来源:索比光伏网 发布时间:2025-07-15 17:02:23

自136号文落地以来,新能源全面进入电力市场化交易,给光伏行业发展带来了深刻的影响。电力央企对光伏电站的投资测算调整作为当下新能源投资的主力军,国能、三峡、华能、大唐、国家电投等头部电力央企,针对新能源

中来的底线:质量,没有妥协项来源:索比光伏网 发布时间:2025-07-14 17:34:59

“低价换市场”,正将光伏行业拖入深渊。冰冷的第三方检测数据揭示残酷现实:某央企电站中,低价组件的实际衰减率远超技术协议标准,组件质量隐患丛生。价格战阴影下,性能失守正在透支行业的未来信用。7月3日,工信

竞争加剧盈利承压,钧达股份2025H1预亏2-3亿元来源:索比光伏网 发布时间:2025-07-14 16:34:00

7月14日,钧达股份(SZ:002865)发布2025年半年度业绩预告,公司预计实现归母净利润为亏损2-3亿元,去年同期为亏损1.66亿元;预计实现归母扣非净利润4-5亿元,去年同期为亏损3.90亿元;预计实现基本每股收益为亏损0.

跨界!福达合金拟收购光达电子,进军光伏银浆来源:索比光伏网 发布时间:2025-07-14 09:39:04

7月13日,福达合金(SH:603045)发布公告,公司与浙江光达电子科技有限公司股东王中男、温州创达投资合伙企业(有限合伙)、温州箴义企业管理合伙企业(有限合伙)等签署了《关于浙江光达电子科技有限公司之收购意向

FR-WIST系列交换机通过双电网认证,助力变电站通信升级来源:光路科技 发布时间:2025-07-11 17:26:30

​随着新型电力系统加快建设,变电站作为电力输配系统的重要枢纽,其智能化、数字化水平正不断提升。在这一过程中,稳定、高效的通信系统成为支撑变电站自动化运行的关键基础设施。其中,具备强抗干扰能力、高可靠性及适应极端工业环境能力的工业以太网交换机,已逐渐取代传统通信设备,成为站内通信网络的核心组成部分。

戈壁好“光”景 | 清源科技高效交付新疆天山北麓562MW地面光伏项目来源:清源科技Clenergy 发布时间:2025-07-11 16:46:11

清源科技于2025年初成功中标新疆天山北麓562MW地面光伏支架项目,当前交付工作正有序且高效地开展。