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特写 | 中智电力的异质结电池,未来下一站?

2017-12-22 09:57| 发布者: Kristy| 查看: 3559| 评论: 0|来自: 能源一号

摘要: 12月16日这天一大早,彭德香站在江苏省泰兴市一家酒店的二楼会议室门口,与四面八方赶来的客人一边寒暄,一边跟我聊,“有不少朋友是连夜坐火车、乘飞机到了这里。年底了,大家都忙,但老朋友相聚还是很难得,更特别 ...
       12月16日这天一大早,彭德香站在江苏省泰兴市一家酒店的二楼会议室门口,与四面八方赶来的客人一边寒暄,一边跟我聊,“有不少朋友是连夜坐火车、乘飞机到了这里。年底了,大家都忙,但老朋友相聚还是很难得,更特别的地方在于我们还有新的电池产品给他们看呢。”
 
       短短2年间,从一无所有,再到已下线第一片高效异质结组件,中智(泰兴)电力科技有限公司(下称“中智电力”)董事长彭德香主导与见证了这一切,自然十分感慨。他也期待自己花费大量心血的新品可如期达产与出货。

       更重要的是,通过大量的研发及生产,他想看到异质结电池在获得最佳转换效率的同时,也拥有最低的制造成本。而这是否是中国新能源电池的下一个未来?
    
       创新合作模式

       中智电力正在建设的是两条160兆瓦高效异质结太阳电池生产线,产品技术已达国际先进水平,公司未来计划进一步扩产。

 (上图为中智电力公司泰兴基地)

       异质结电池,又称HJT电池(Hetero-junction with IntrinsicThin-layer),是一种利用晶体硅基板和非晶硅薄膜制成的混合型太阳能电池,特点在于制备工艺温度低、转换效率高、高温特性好。
 
       虽然拥有较高的转换效率,但现实问题在于它的生产成本还不够低,因此在研发、生产过程中也会遇到不少障碍。
 
       中智电力提出了一种全新的“产学研”合作模式,希望解决原材料价格高、创始研发难度系数大等问题。
 
       技术投入上,中智电力选择了德国弗朗霍夫太阳能研究所等合作伙伴。以德方研究所为例,其拥有全球多个顶尖新能源实验室,可对电池进行肌理研究、基础技术研究,而这也是中智电力看中的。

       实验室阶段完成后,电池的产业化就可放在中智电力公司内实现。而协鑫集团中央研究院也与中智达成了合作,可实现优势互补。“协鑫在品牌和市场方面也具有很大优势,从产业链的上下游配合来说,和中智的合作可实现双赢,助推产业发展。”协鑫中央研究院副院长张玮说道。

       原材料端,异质结电池所需的“铟”元素则来自于一家韩国公司,对方可提供给中智电力更低的铟报价;中方企业则会反馈给原材料厂商更多问题,以便加强技术改进。

        “材料成本占总生产成本的60%,这对于我们初创企业来说,还是一笔不小的开支,所以每一步谨慎前行、找到合适的方式,是长久之计。”彭德香表示,在导电银浆及靶材等领域,公司也与供应商进行全新研发,使得耗材使用量进一步降低,实现真正的高性价比和质量可靠性,从而实质性地缩短异质结电池与常规电池成本的差距。
 
       而在生产设备的采购环节上,中智电力的尝试也在进行中:它与国外主要设备厂商签订了相关协议、引入对方技术、成立多方合资公司。其好处在于,中智可用最具性价比的方式来优化生产设备,并实现真正的国产化制造。
 
       彭德香打了一个比方说,“这相当于我们把以前采购设备的钱,作为合资公司的投资额来使用。公司不仅掌握了技术,也能有自制设备的能力,为业务的扩展延伸打下了基础。”
 
       目前,中智电力的异质结电池生产线已建成,投入总计4亿元左右。而泰兴地方政府也在土地、政策等方面给予相应支持。彭德香指出,当地政府以土地作价实现入股,在合适的时间段将撤出,“这种合作对于公司而言是相对有利的,对中智电力未来长期而稳健的发展带来裨益。”

 (上图为中智电力公司泰兴基地)

        异质结电池:另一种创新

       截至2016年底,中国光伏发电累计装机容量为77.42GW,预计到今年年底有望突破120GW。而未来对于光伏产品的需求也将进一步增强。异质结作为一种新型电池,给市场也带来了更多选择。近日,认证机构TUV北德向中智电力颁发了认证证书。其显示,该公司实现了产业化的异质结太阳电池组件,正面效率为319.34瓦、背面效率为295.11瓦,综合功率达到355瓦,居业界领先水平。
 
       2011年,当日本三洋公司解禁了异质结电池的技术专利之后,圈内技术人员中就留意到了这一新技术,年轻的中智电力公司副总经理徐昕就是其中之一。

        “我当时还在天合光能做电池工艺,当发现这一新技术之后,自己也很感兴趣。”在产品及技术的好奇心驱使下,他很快赶到浙江,进入杭州赛昂电力有限公司(下称“赛昂”)工作,专攻异质结电池的生产。
 
       就在徐昕与同事们共同搭建完成国内第一条异质结电池的生产线后,美国桑迪亚国家实验室(Sandia National Laboratories)传来了一则好消息:由赛昂电力生产的、以5寸n型硅片为基础的异质结技术电池效率已突破了22.1%。同时赛昂也宣称,公司可在未来几年内让该款电池达到24%的效率。
  
       与传统晶硅电池每年效率提高0.5%不同,赛昂的业务发展和营销副总裁Chris Beitel表示,过去三年中该公司的电池效率每年提高1%。而据光伏媒体PV-Tech的说法,更重要的是,以上结果来自该公司的试验线,采用的是普通设备,生产工艺也改进自普通光伏、平板显示和电子器件生产行业。
  
       不过,2014年,埃隆.马斯克旗下的Solarcity看中了赛昂的异质结技术并收购赛昂公司。那时虽有机会去美发展,但考虑到国内有家人在,徐昕还是选择放弃了,重新回到国内公司中工作。
 
       2016年,在得知徐昕曾是赛昂电力公司建厂重要一员、对异质结也有相对较深的研究时,彭德香几经辗转地找到他,“小伙子,过来咱们一起干,做点有意思的事情!”慎重考虑后,徐昕还是放不下对异质结的多年情结,决意重头再来。

        “尽管异质结电池的效率高,高温特性好,然而这种产品的技术路线与现有P型电池完全不同,企业要上马该项目的话需重新增加设备,而不是在原有技术上简单升级。因此,一些大公司虽有异质结的生产线,却也在观察着行业及技术的发展,没有做重大投入。而这对于其他新企业来说,反而成了机遇。”徐昕也表示,随着大家对异质结技术的进一步了解,目前拥有异质结生产线的厂家也在逐渐增多,如金石能源、晋能集团和汉能等。

       2016年12月,福建金石能源的6×100MW异质结电池产线正式投产;2017年5月,晋能集团的2GW异质结电池及组件项目一期投产。晋能科技技术总监李高非就公开表示,目前,晋能科技280W多晶组件与305W单晶PERC组件均已实现量产,创新研发的HJT60片双面组件通过TUV北德测试,功率达到344W,HJT60片组件量产功率档位达到340W,电池量产效率则超过22.5%。汉能薄膜也在2016年成立了异质结事业部,专注于制造该产品的整线生产线。汉能称,自己的异质结电池的研发效率达23%。

       1965年,Gordon Moore发表的《The Future of Integrated Electronics》(集成电子之未来)这一论文轰动了整个学界,也深刻影响了产业界。文中所提的“摩尔定律”(Moore’s Law)多年来一直被广泛讨论。对于芯片上的晶体管数量每18个月就会成长一倍的预测,虽被不断质疑和推翻,但也再次证明了技术进步的巨大力量将是产业升级裂变的推动力之一。

       技术之上,需要重整与建构的,是人们对于新事物的再思索与彻底行动。异质结电池技术也恰恰代表光伏人的探索精神,也或许是光伏电池的下一个未来。
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