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光伏发电  
  光伏产业带来机会 国产太阳能电池设备成功抢滩  
 
发布时间:2008-4-15 13:07:48         
  

    光伏产业涵盖了太阳光能转化为电能的一系列过程,而装备是贯穿整个产业链的基础,光伏产业链的每一个环节都离不开相应的生产设备。目前,我国光伏装备产业已具有一定的规模和水平,可为产业的发展提供强有力的支撑。随着国家对新型可再生能源发展的重视,作为产业基础支撑和中国光伏产业竞争利器之一的光伏装备将随着产业的发展而不断发展壮大。
      国产设备可部分替代进口
      正如微电子产业的核心是集成电路制造,太阳能光伏产业链除前道的硅材料提纯、硅片加工和后道的组件及应用系统生产外,最核心关键的环节为太阳能电池制造,它的具体工序包括:清洗、制绒—扩散—刻蚀—减反射膜制备—电极印刷—低温烘干—高温烧结—自动测试分检等。
      依靠我国半导体设备行业数十年来的技术积累,通过和一流光伏电池企业的深度合作,经过连续多年的不懈努力,我国光伏设备企业目前已基本具备太阳能电池制造设备的整线装备能力。在目前国产设备及进口设备混搭的主流建线方案中,国产设备在数量上已占多数,但价值上则不及价格昂贵的进口设备。国内目前的生产线绝大多数为125mm×125mm单晶电池生产线,只有少数大厂如无锡尚德等具备156mm×156mm多晶电池的批量生产技术及能力。
      目前国内厂商可提供10种太阳能电池大生产线设备中的8种,其中有6种(扩散炉、等离子刻蚀机、清洗/制绒机、石英管清洗机、低温烘干炉)已在国内生产线占据主导地位,2种(管式PECVD、快速烧结炉)和进口设备并存但份额在逐步增大。而全自动丝网印刷机、自动分检机、平板式PECVD等3种设备在近期内尚需完全依赖进口,但相应国产装备推出的日子已为期不远。国产设备中的部分产品如扩散炉、等离子刻蚀机等不仅广受国内客户的认可,也以优良的性能价格比和良好的可靠性受到国外客商的青睐,开始少量出口供货。
      关键的6种电池制造工艺设备中,国产设备的技术水平如下:
      扩散炉、等离子刻蚀机、清洗/制绒设备:达到或接近国际先进水平,性价比优势十分明显,占据了国内大部分市场。用于多晶电池绒面制作的制绒机与进口产品有一定差距,尚没有用于周边刻蚀的激光刻阻机及湿法化学刻蚀设备。
      PECVD:管式PECVD设备因其产能问题的解决和更好的成膜质量已呈现与平板型PECVD分庭抗礼之势,开始批量进入大生产线,国产设备近期在工艺应用上又取得了新的进展,整体工艺效果直逼国际著名厂家产品,受到越来越多的客户欢迎,份额正进一步扩大,成为产业应用的主流设备指日可待,国产平板型PECVD设备的研制也正在紧锣密鼓地进行。
      高温烧结炉:与国际水平有一定差距,但差距不大,近来也取得了可喜的进步,部分高端产品开始在大线使用,应用效果良好。
      丝网印刷机:全自动多印刷头产品正在研发中,关键技术已取得突破,整机进入市场且被用户接受尚需一段时间,手动和半自动产品无法进入主流大生产线。
      国产设备已得到业界认可
      国产太阳能光伏设备通过电池生产厂家的鼎力相助及在大生产线上的大量应用,在国内用户中已建立起良好的信誉,得到业界的广泛认可,越来越多的客户从价格适中、性能良好、技术不断进步的国产设备中受益。同国外企业动辄超过千万欧元的建线(25MW标准线)投资相比,国内企业每条线的投资只有3000万-5000万元人民币,无疑在终端产品的竞争中已占据了先天的成本优势。否则中国光伏企业95%市场在国外、90%以上的高纯硅材料又必须从国外高价进口这样两头在外的产业特征,很难想象国内企业能以比国外同类企业高得多的硅材料采购成本去直接参与国际市场竞争,因为在大多数国内企业中硅材料的成本占到了太阳能电池总生产成本的80%以上!
      自2002年开始,随着无锡尚德太阳能电力公司的成立和后续几年的超常规发展,中国太阳能光伏企业如雨后春笋般涌现,且规模不断扩大,产业开始逐渐形成并发展壮大,截至目前,仅生产电池的企业就超过了60家,为相关设备企业提供了难得的市场机遇。
      通过和一流电池企业合作并融合了先进的工艺技术,历经多次技术换代及升级,国产的太阳能电池关键设备相继在国内大生产线上得到应用且逐渐成为主流选择,使我国基本具备了晶体硅太阳能电池制造设备的整线供给能力,受此拉动,我国电子专用设备行业也呈现出多年未有的蓬勃发展景象。骨干企业如中国电子科技集团第四十八研究所等,光伏装备的订货量已连续四年翻番,在引领国产电池制造设备技术及市场的同时,硅材料加工设备如多晶硅铸锭炉、单晶炉、坩埚烘烤炉等也受到了市场的积极追捧。
      高效、环保是设备发展趋势
      太阳能电池制造设备发展的动力来源于光伏企业对电池转换效率持续提高和制造成本不断降低的要求。其发展的目标,总的来讲,一是不断物化新的电池制造工艺技术,从而提高单体电池的光电转换效率和产品的内在质量;二是提高自动化水平和单机生产效率,使整线生产效率进一步提高,降低生产成本;三是降低化学消耗品用量、节能节水、减少废气废液排放,更环保更清洁更经济。
      太阳能电池技术的发展始终引领着相应装备技术的发展,目前国际上太阳能电池的技术及大生产工艺已相当成熟,实验室水平的最高光电转换效率单晶已达到24.7%,多晶为20.3%。而生产线技术水平为单晶16%~17.5%、多晶14%~16.5%,且多晶硅太阳电池和单晶硅太阳电池技术并行发展。
      在提高整线及单机自动化水平,进而减少人工干预、提高生产效率方面,欧洲和日本已有多条全封闭、全自动生产线运行,每线只需不到十名操作人员,较现有的常规生产线节省人力90%以上,生产效率提高20%左右。设备间的自动化传递,降低了人工接触污染,使得产品质量也得以稳定和提高,目前大规模生产已实现17%~18%的转换效率,尽管由于高昂的设备投资和对硅片规格尺寸较苛刻的要求而暂时无法广泛推广,但技术方向应充分肯定。
      为提高单机的生产量,欧洲某厂商推出的单机50MW的大生产设备如平板型PECVD也已进入市场。
      在环保技术应用方面,环保工艺的进步及在设备上的物化,如环保清洗技术、洁净扩散技术等,大大减少了化学消耗品的使用量和中间生成污染物排放量,也降低了有害反应物的产生,加上更为完善的废气、废液收集处理装置,对环境的污染进一步降低。

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