最低度电成本之路:改进硅片切割技术 创新工程推动降本增效

2017年10月17日-19日,2017中国光伏大会暨展览会(PVCEC2017)在北京隆重召开。在18日上午的创新剧场【新型电池&组件技术】论坛上美国1366科技有限公司首席商务官唐诚信出席并做主题演讲“最低度电成本之路”。
摩尔光伏     2017-10-20 16:00:05

  2017年10月17日-19日,2017中国光伏大会暨展览会(PVCEC2017)在北京隆重召开。在18日上午的创新剧场【新型电池&组件技术】论坛上美国1366科技有限公司首席商务官唐诚信出席并做主题演讲“最低度电成本之路”。


  以下为演讲实录:
  唐诚信:非常感谢,我很荣幸来到北京,来跟各位分享。可再生能源昂贵的时代已经过去了,这一点没有巨大的影响,尤其是在中国,去年大家都知道,我们行业安装了差不多35GW,其中一半在中国,今年会有更多,但是对于太阳能来说,我们确实需要应对气候变化,需要不断的创新,需要各种创新给我们带来更低的成本。
  我们硅片仍然是光伏行业价值链当中的关键挑战,今天硅片仍然是我们一个组件40%的成本,看一下当前的技术就会明白,多晶硅是在70年代做的,我们今天的行业仍然在使用50年前的技术。与此同时我们的切割技术也知道它的浪费是非常多的,当前的流程可能会浪费50%珍贵的材料,50%的硅料都会在切割过程中被浪费掉,它的成本很高,浪费量很高,而且必须要有很多的增进的改变技术,今天很多人知道我们来改进切割速度,来把我们切割线的宽度降低等等,这些都不是我们行业要的彻底的改变,60年代的技术和工作仍然是使用在今天。我们现在可能会说21世纪使用直接的硅片,成本非常低,速度很快,而且亟待增加效率和性能,它可以带来两倍的硅的产出,而且切割的效率可以增加三分之一,如果大家在外面转一转,可能会明白,切割是我们最好的一个改进的艺术,我们在这上面可以达到一年的回报周期,这就是我们整个行业应该关注的重点。
  大家看一下今天的成本,我们在中国看到,中国制造业极大的改进,但是仍然很高,占到整体的40%。现在路线图会看到他们未来的发展并不会非常好,而如果我们使用切割技术,它可以有极大的改进,成本非常低,同样有更高的效率,也可以带来很好的经济结构,更高的物理的纯度,还有其他的很多的特性,可以用在切割的过程当中。
  我们这里说一下微结构,我们看一下这一页,我们看一下它的故障率。到下边的时候可以看到材料的质量会有所恶化,同样在杂质的方面也是非常不一样的,在铸件的最下方,可能会跟机器相接触,所以会有很多的杂质有影响,这部分不需要割掉,上面也是一样,在凝固的时候会有很多杂质到上方来,所以必须要切掉。大家可以看到性能的波动,如果仔细的看一下电池当中的晶体结构,在左边可以看到标准铸造的电池,可以看到很多黑点,还有很多的位移,很多的不完美。位移度更少,均匀度更好,可以看到另外一面,不同铸锭左边到右边的均匀度,左边是传统的方式,右边还是注解硅片法的方式。如果我们看一下整个组件,可以看一下它的位移,看到当前的位移,整个硅片的影响,在不同的流程当中可以带来不同的变化,如果我们看一下硅片结构,我们可以说每一个步骤都是一样的,有更好的经济结构,更好的材料质量,更好的经济结构也带来了更高的纯度。这边是一些ICP的分析,是由一家公司来做的,他们是在超声波实验室里边做的检测,蓝色是标准平均的硅片,可以看到会有很多不同的杂质。橙色就是在直接硅片当中找到的,几乎在所有关键的元素当中,直接硅片是更准的,包括了铝、铜、镍等等,所以这些都是更纯的,这也是一个全新的工艺,一个很好的机会,可以帮助我们来接近硅片更好的纯度。
  同样我们也可以通过这个流程在做硅片的两面减少掺杂,这样的发明有一个掺杂的梯度,所以我们可以看到这幅图,右边可以看到在直接做到的,下方会有更高的掺杂提督,换句话说这样的掺杂在收集区带来更好的传递度,可以带来更高的效率,而且是全生命周期更高的效率,这样的一些特性只能通过全新的技术来达成,更好的经济结构,更好的纯度,更多新的特性,它的结果是什么呢?会带来更高的效率了。这也显示了我们的行业标准,在两年的研发过程当中,我们显示可以提高0.8%的性能,0.8%每年,可以说超过了业界一辈,它这边有着极大的潜力还没有开发,这是我们可以进一步来改进纯度、优化硅片制作流程并且做极大迅速的方法,这是超过一万个晶片使用在这个实验当中,平均的效率是23%,比标准的多晶要提高很多,换句话说流程更好,效率更高,这是21世纪使用的技术。
  但是我们也看到了它的效率之外,看到它的良率,就是减少缺陷点的地方,我们可以看到世界各地出现的硅片,他们使用在组件当中出现的问题,其中每一个步骤都会带来99.5%的良率,也可以带来更好的技术的使用度,可以带来更多的产量,更好的性能。结果是什么呢?带来更低的成本,更好的性能,换句话说就是低的度电成本,度电成本LCOE用标准是没法解决的,我们可能看到取决于现在的项目,取决于位置,取决于使用不同的,LCOE会有一些变化,但是未来来说,这些硅片的技术可以大幅度的削减LCOE,看到这个技术可以带来更新的度电成本,也可以带来更好的平台,让我们在未来进行继续发展,每年业界都会探讨我们的硅片要做的更薄,这也是我们整个流程的改进,我们把硅片做的更低,200、190、180每年都会有这样的预测,但是做起来很难的,在下游的流程当中很难做这种机械的处理,可以把硅片做的这么薄。我们可以看到更厚边框,换句话说标准是180,所以它都是兼容的,我们仍然可以有更高的硅料的利用,这也是经济的好处,硅片可以使用在当前的技术当中,每瓦1.5,是极大的改进,这是当前的技术完全没有办法比较的,我们看到行业使用的方法,我们都会不断地驱动。
  与此同时在今天上午也听到了很多的讨论,说到了对于我们电池结构的影响,所以硅片可以直接减少替换,也可以体现在当前的电池结构当中,并且它也可以对于未来技术研发打造一个新的平台,如果你现在想要做多点,那你的机制必须是低成本,而且高性能的,我们的基层也必须是可以使用直接硅片来支持的,所以在未来我们相信这样的技术可以支持我们发展更新的电池结构,带来更好的性能。

  所以总结一下,这种全新的技术是我们业界未来发展的动力,新的技术也会允许整个行业真正的来应对气候变化,通过这样的成本,降低度电成本,我们可以加速市场部署,可以减少二氧化碳的排放,我们现在是时候来拯救世界了,通过很小的改变,需要实实在在工程的创新,才可以降本增效,所以在太阳能方便的未来就是在直接硅片法,这就是1366带来的直接硅片技术法,谢谢大家。


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