绝地求生八倍镜:PV CellTech 2019:明確多種電池技術路線圖及投資

  • 2018年12月10日
  • 作者: Finlay Colville
    Finlay Colville

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    太陽能情報分析部門總監,Solar Intelligence, Solar Media

    Finlay Colville博士于2015年6月加入Solar Media(太陽能傳媒),擔任太陽能情報分析部門總監。Finlay Colville博士自2005年起活躍于太陽能產業,經常在全球主要太陽能會展和高水平產業聚會中發表演講,并定期為太陽能雜志和在線新聞撰寫評論文章。 此前,Finlay Colville博士曾在Solarbuzz公司擔任太陽能事務部門副總監,帶領Solarbuzz團隊專注于太陽能市場研究和策略項目咨詢。而在開始其在Solarbuzz的工作之前,Colville博士已有十余年相關業務和全球營銷經驗。他曾在美國Coherent Inc. 的太陽能事業部擔任營銷總監,負責市場商情分析和太陽能產品策略。 Finlay Colville博士擁有蘇格蘭格拉斯哥大學物理學學士學位和圣安德魯斯大學非線性光子學博士學位。

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  • 翻譯: Selina Shi

    Selina Shi

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過去數年,人們對先進光伏電池制造的技術投資一直處于創紀錄水平。自交鑰匙薄膜生產線十年前開始流行以來,對高效率概念產品的投資達到了前所未有的水平。

過去數年,人們對先進光伏電池制造的技術投資一直處于創紀錄水平。自交鑰匙薄膜生產線十年前開始流行以來,對高效率概念產品的投資達到了前所未有的水平。

过去数年,人们对先进光伏电池制造的技术投资一直处于创纪录水平。自交钥匙薄膜生产线十年前开始流行以来,对高效率概念产品的投资达到了前所未有的水平。

光伏行业的年产能水平正在从10GW向50GW迈进,在这一进程中,行业一贯采用的办法是简单增加使用主流p型多晶Al-BSF技术的新工厂,而这种做法早已成为往事。

在设计新电池生产线和工厂时,与主流产品的相容已不再是当下的一种选择。问题更多的集中于应该选择哪一种 n 型,或者说一个5GW工厂如何将 p型单晶PERC生产成本提高到无人可以匹敌的水平?

本文从电池生产和技术的角度讨论了这一行业在过去数年发生巨变的原因,此外还概述了将于2019年3月12-13日于马来西亚槟城举行的PV CellTech 2019大会的议题和分会内容。

中国投资驱动电池技术发展

在审视c-Si制造业现状时,我们会发现,是中国主导了多晶硅行业的活动,而中国以外的生产商则前景黯淡,每况愈下。唯一有可能阻止这种情况发生的是政府对当地生产商的支持,或是一场支持非中国产多晶产品的出人意料的贸易战。

中国也同样主导了硅片供应。中国以外的公司根本没有机会与位于中国低成本地区的20-30GW单晶拉锭厂展开竞争。如果中国仍像以前那样偏重多晶产品(保利协鑫曾是领军公司), 那么海外单晶产品就会有一席之地。然而, 情况并非如此。当下单晶一统中国,不久之后,光伏行业95%以上的硅片都会由中国提供。

当然, 上述情况并非偶然。一直以来,这都是一个基本按照预期推进的国家目标。实际上, 领军的中国多吉瓦规模多晶、铸锭和硅片生产商与其他国家并不一样。它们共同发挥了作用,打造了中国企业一手掌控多晶和硅片供应的局面。

列出多晶硅和硅片供应控制的原因是为了了解当下推动电池生产和技术概念的因素以及对光伏技术路线图和n型迷恋产生的影响。

今天, 中国正在考虑将几家公司优先发展成 10GW+纯电池生产商 (尽管每家公司都怀揣成为全球组件供应商的梦想),这与此前多晶硅和硅片的发展历程并无太大差异。

除非出现真正的差异化技术 (如 SunPower或 LG 电子) 或某些国家推行可以创造公平竞争环境的上网电价,否则的话,无论选择哪一种技术, 中国的一家5GW 电池厂 (该公司与中国国内硅片供应商和电池/组件领军公司保持了一致) 基本上破坏了西方太阳能行业公司的大部分电池生产计划。

中国资金牵动着海外业务的发展(越南、泰国、马来西亚)。

目前影响电池生产和技术的另一项重要中国因素源自流入n型产品的资金,尤其是异质结。此外还有n-PERT以及增加其他升级措施的愿望,如钝化接触、半切、叠瓦、双面和多级电网。

那么问题是:什么才是真正的光伏技术路线图?

过去数年,PV CellTech大会得以令人一窥未来2-3年项目开发商和EPC公司组件供应的处境。PV CellTech 2019也会有很多阐明和解释的机会。

2018年大会于三月份举办。PV CellTech 2019大会也不乏创意。以下是我们拟议的会议议题。

上午第一场会议: 2019年电池生产: 哪些技术会在当下真正实现批量生产?

本次会议将阐述2019年100GW+产能将由哪些电池技术组成。会议密切关注硅片供应, 特别是用于n型和p型电池生产的单晶硅片。此外,会议还会探讨业内不同的高效率领域内电池的产能和利用率。

展示信息准确描述了中国p型单晶PERC、 n-PERT和异质结生产线中的新n型产能在电池生产中的占比。部分内容包括单晶电池生产商(n 型和 p 型) 的可用产品以及目前单晶硅片供应水平在单晶电池生产水平中发挥的关键作用。

上午第二场会议: 保持多晶和单晶p型电池的市场竞争力

2018年, 光伏产业多晶和单晶电池技术平分秋色,单晶注定将成为2019年的市场领导者。而仅仅几年前,p型多晶占据的市场份额是70-80% ,与之形成了鲜明对比。

P型单晶和多晶生产商彼此互相推动以提高电池效率、提高生产线产能、降低生产成本。

本次会议将听取一些多吉瓦规模电池制造商的意见, 这些制造商在制定p型单晶和多晶技术的成本/效益基准方面发挥了重要作用。

下午第一场会议:钝化接触:什么因素推动这一工艺流程成为光伏行业主流应用?

为实现更高效的工艺流程,太阳能电池(p型PERC,n-PERT和先进异质结/IBC)广泛使用了背面钝化涂层技术,这一技术至关重要。这种技术能够实现双面性,刺激生产设备升级, 既改善了钝化层沉积, 也改善了钝化接触, 从而不需要对背面多层涂层进行激光开口。

直至目前,只有少数先进n型电池生产商掌握了钝化接触技术, 但更多的电池生产主流领域正在采用这种工艺。钝化接触始于n-PERT强化加工(有可能使这项技术在一流p型单晶PERC生产商中更具差异性和竞争力), 不久之后多家p型电池生产商或会开始使用钝化接触技术。但如要真正推广,业内仍有许多工作要做。

本次会议会解释什么是钝化接触以及为了让这种升级技术用于批量生产而取得的进展。会议材料将探讨哪些公司是加工设备的最佳供应商,需要克服哪些挑战才能让钝化接触成为现有/新电池生产线易于使用的标准工艺流程。

下午第二场会议: 异质结电池扩产:2019年会成为中国异质结电池多吉瓦规模批量生产的突破之年么?

对中国新异质结电池的投资可被视为是对当下光伏行业主流p型产品最具破坏性的、野心最大的技术威胁。此外, 潜在性能水平有可能威胁到现有优质 n 型生产商, 包括唯一一家拥有异质结电池长期跟踪记录的公司——松下/三洋。

2017-2018年发生了多起投资,2018年下半年安装/认证了多条生产线,2019年有望成为见证批量生产成果的一年。

本次会议关注致力于在未来12-18个月将新异质结生产水平推向5GW的公司,此外还有批量生产的电池平均效率、利用率和生产成本。会议目标是确定这些新入场者与松下公司产品性能和中国一流的p型成本、产量和利用率之间的差距。

这一会议也提出了在欧洲及其他非亚洲区域的资金进入市场(或重返市场)的战略中,异质结是否会重新成为新平台的问题。尤其是Enel和Hevel推出的高调计划让人们相信,(异质结)与中国n型或p型单晶PERC产能存在充分区别。

第二天: 2019年3月13日: 上午第一场会议: p型单晶PERC的兴起: 通过电池切割、双面、多主栅/电网互连、镀铜等办法强化性能

目前,p型单晶电池生产商们追求的是一系列升级措施,致力于从p型单晶电池结构中获取最大利益。其中包括半切电池和单片焊带、5-6条栅线、多主栅互联技术以及多种提高性能效率的工艺流程变更。

2019年,这种情况会令p型单晶PERC电池成为光伏行业主流产品并可能持续到2020年。然而, p型基材的内在局限因素是什么?如果n型产能更高、制造成本更低,那么p型单晶该如何与之竞争?

本次会议将回顾p型单晶上限值,间接说明在从p型单晶PERC电池生产商手中夺取市场份额之前,n型电池必须满足的目标参数。

上午第二场会议:n-PERT及多种产品: 与先进的p型单晶PERC和异质结/IBC批量生产领导公司的比较

在过去几年中, 中国增加了多条 n型PERT生产线, 许多公司的工艺流程最初是由ECN转移而来(始于约10年前英利绿色能源的熊猫生产线)。

过去几年入场的中国新公司希望能够与多吉瓦规模p型市场领导公司区分开,通常这些领导公司会选择n-PERT路线,而不是更具挑战性的异质结/IBC替代方案。许多中国公司的目标是以中国的成本水平媲美LG电子的业绩水准。这一故事始于多年前的英利绿色能源。英利绿色能源在不支持中国产品的韩国和美国进行了短暂尝试,而在看到LG产品取得的成功后,又于几年前重返中国。

实际上,n-PERT生产商被迫就p型单晶PERC取得的进展做出回应,同时也致力于达到性能更佳的异质结电池的水平。实际上,p型单晶PERC进展令n-PERT投资看似前景堪忧。然而现实是,n-PERT的表现欠佳,仍需要在性能上达到市场领先地位, 而不仅仅是使用以n型材料为开端的工艺流程。

一些领先的中国电池生产商们仍迫切希望在2019年增加n-PERT产能,这种增加了钝化接触、多主栅互联和其他先进功能的技术能够弥补先进的p型单晶PERC与异质结/IBC电池之间的差距么?

2019年,中国非异质结n型计划的一个不同之处是主流p型生产商的入场,这些生产商或是被迫向外界展示n型试验生产线或GW规模计划,而在设备和成本更为标准化之前,它们并不考虑使用异质结。

然而,虽然其中的一些中国公司的电池产能>5GW,但实际上它们仍是这一高规格先进电池领域的新手。它们的p型单晶PERC产能仅次于像Q-CELLS、REC Solar、SolarWorld这样的市场领导公司,为PERC成为主流p型产品铺平了道路。

上午第三场会议: 先进的检查、产量优化和成本控制措施;以最低的生产成本最大限度地发挥高效电池生产的潜力

许多新的高效率电池概念 (从p型单晶PERC到所有的n型产品) 面临的关键挑战是通过优化加工进行批量生产, 从而预测和控制所产电池的效率。

目前这是通过新的内置检查设备、建模和反馈循环实现的, 这些反馈循环也可以解决可能会对性能水平产生不利影响的工艺设备问题。中国的新工厂因此更加智能化了。

本次会议将重点讨论如何优化电池生产线,更高的产出和正常运行时间指标能够提供哪些成本效益。如今, 检验和产量优化的作用在行业中已经上升到了一个新水平——尤其是在中国。政府要求从传统的手动低成本运营转向全自动的真实工厂环境制造, 这创造了通过智能制造优化生产线的理想生产环境。先进电池概念的使用只会提高其重要性。

下午第一场会议;光伏技术路线图I:电池生产和材料/设备领军供应商观点

光伏行业技术路线图关注未来12-18个月乃至3-5年的发展,相关内容由两部分(大会结尾内容)组成,本次会议是第一部分。

在从1GW向100GW的发展过程中,理解真实的光伏技术路线图对光伏行业来说是一项重大挑战。举例来说,仅仅在数年前,几乎无人预测到p型单晶电池市场份额会从20%增长到60%。

现有路线图和GW规模电池制造商所展示的路线图同样令人困惑。一些人只是简单地认为,从p型多晶 Al-BSF到混合异质结/IBC电池工艺是未来5-10年会理所当然发生的事情。

这些预测当然没有考虑到商业现实情况。

然而, 由于推出了这么多的新概念,强劲的投资仍然流向差异化技术的新入场者 (通常拥有多GW规模产能水平), 目前至关重要的是了解行业发展方向和哪些c-Si技术平台会被迫退出,就像几年前行业绕过a-Si和CIGS技术一样。

而残酷的现实是, 当行业从100GW发展到200GW时,p型多晶、p型单晶、n-PERT、异质结和IBC不可能都成为主流产品。GW规模产能会成为小众现象,在一个200GW的终端市场中拥有GW规模产能的长期话语权是一项市场荣誉,但也是一个亏损的游戏。

作为行业整体技术路线图的一部分,聆听领先的电池生产商和关键设备/材料供应商的意见是最基础的。这些意见是否一致是一个不同的问题,因此在展示路线图之后,预计还会安排小组邀请讨论环节。

下午第二场会议: 光伏技术路线图 II:第三方贸易机构和PV-Tech预测

光伏行业的技术演进问题仍饱受质疑,因此PV CellTech将这一问题安排为闭幕会议的常规内容。

许多因素推动着路线图的发展, 这不仅限于显而易见的原因或当前市场领导者们所希望的发展趋势。过去数年,单晶硅片供应将p型单晶市场份额从20%提高到了60%,成为光伏电池技术路线图中最重要的问题。

因此,PV CellTech将以互动问答/小组讨论的形式闭幕。过去,人们参加PV CellTell大会的最重要的原因是希望了解未来2-3年电池批量生产的发展趋势。2019年3月的大会也同样如此。

如何参加PV CellTech 2019大会

2018年三月的大会入场券被预定一空,我们希望2019年三月的大会也同样如此。我们会继续对参会人员采取限制措施以确保取得最佳交流沟通效果。全球电池制造业团体都对这一大会展现出了浓厚兴趣,我们因而得以对公司进行筛选,推动整体进程。

请点击此处访问PV CellTech 2019网站参会,提出参会意见或提供会议议题反馈。

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(責任編輯:Selina Shi)

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