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瞿晓铧:阿特斯高效多晶五年四部曲

2018年5月28日,阿特斯阳光电力集团董事长、总裁兼首席执行官瞿晓铧博士应邀出席第十二届(2018)国际太阳能光伏与智慧能源(上海)论坛,并在光伏前沿技术大会上作了主题为《阿特斯高效多晶五年四部曲》的演讲,与来自全球光伏产业权威的科学家、学者、技术专家共同探讨太阳能光伏前沿技术及发展趋势。 以下内容出自瞿晓铧博士现场演讲实录 我首先谈一下今天演讲题目的由来。我们阿特斯的首席商务官庄岩先生不光是一位小提琴爱好者,当年开拓德国市场的时候,我们途经德国乡野小道上的一家琴店,我们走进去,庄岩就拿起一把琴拉了起来。功成名就之后的他,变成了一位著名的古典小提琴收藏家。他收藏的最古老的小提琴是1890年在德国制造的。他现在不光是收藏小提琴,同时把小提琴拿给一些有才华的年轻的音乐家,让他们来演奏,所以这就引来了我今天演讲的题目《高效多晶五年四部曲》。 在我谈五年之前我们先看一个大的跨度。这个图显示了多晶、单晶、薄膜三个主要光伏技术方向所占的市场份额。大家看到在整个20年时间里面,基本趋势是“晶硅技术鲜花盛开”,中间多晶、单晶的花朵开的一样的红,一样的鲜艳。刚刚过去的2017年,多晶所占全球市场份额大约是67%左右。 今天我不想在这里谈太多研发的具体过程,我想借这个机会跟大家分享一下光伏研发过程当中的酸甜苦辣。如何坚持?如何坚守?如何克服困难?怎么样看到峰回路转,柳暗花明。我想在座的只要是在各个公司中做研发的人,一定都有这样的经历和体会。 黑硅多晶叠加金刚线完全是在不经意中摸到了新时代之门。阿特斯做黑硅多晶是业内原创。我们2011年立项,2012年正式开始购买设备投入,同时跟大学合作,从2012年合作到2015年。黑硅的纳米陷光效应,显示出了它的作用。比如一个60W组件效率可以提升2—3W,这是一个不错的提升,但是比我们预期提升的幅度要少。2015年的时候,金刚线切片开始进入光伏人的视野,大家开始谈金刚线切片的问题,怎么做怎么弄?我记得有一次(2015年),我跟台湾的一位光伏界博士谈到金刚线,金刚线用在多晶领域好像金刚线切完的多晶片没有办法做制绒,表面太光滑了怎么办?这个时候我们公司一个研发的副总就跟我说,瞿总,我们最近发现,用黑硅制绒的方法是可以用在金刚线的线上制绒的。这个事情挺有意思,我说我们赶快来做,赶快来继续验证它。经过大约半年左右的时间,我们基本上就验证了。黑硅技术本来是为了做纳米陷光,但是不经意间,它成为了解决多晶金刚线怎么制绒问题的钥匙。这就是一个很好的例子,在研发过程中,我们经常会碰到柳暗花明的情况,原来我这个技术拿出来可能是为了解决A问题的,但是实际上在B问题上起到了一个重大的作用。 在多晶做了黑硅以后,四部曲的第二步是什么?毫无疑问一定是做PERC。在多晶上叠加PERC,阿特斯倒不是原创,在我们之前有一些同行已经做过了,比如说REC在新加坡的厂,还有像韩华在马来西亚的厂,都曾经尝试过把PERC技术用在多晶上,但是他们不会告诉我们这个具体是怎么做的。好在到去年的时候PERC技术在单晶上面已经有了几年应用的实例,很多问题都碰到过,也都解决了。当然这个PERC用于实际的光伏生产上遇到的最大问题其实是LID,或者是LETID的问题,这个问题在单晶上碰到,在多晶上也碰到。 阿特斯在去年的年初,开始把PERC技术用于多晶,我们叫做P4,多晶第四代。这个过程我们碰到了意料之中的挑战,所有想得到想不到的挑战我们都碰到了。但是最后的成功是一个意料之外的幸福,什么意料之外的幸福呢?就是P4双面好事成双,我们发现用PERC技术做多晶的双面电池的时候,正面的功率不但没有下降,还有提升,在今年年初的时候我跟咱们行业中的一些朋友曾经有一些争论,就是做双面是不是会影响正面的效率,当时我就告诉我们的同行,在阿特斯的经验中双面技术只要做的好,它不影响正面效率,甚至正面效率还有可能有所提高。我们在多晶双面P4双面中就证实了这一点,也复制了这一点,所以这是四部曲第二步,我们中间得到的意料之外的幸福。 下面的路怎么走?单晶多晶这两条技术路线的竞争,就高效多晶来看,下一步怎么走?下面要做的就是我把它叫做命运交响曲,于无声处听惊雷,要用多晶的成本做出超高效的黑硅PERC,来实现接近于甚至达到单晶组件的功率。我们阿特斯的这一轮技术领跑者满分产品,也就是组件效率要达到19.4%以上,这是国家发改委定的满分标准,这个产品就是用我们的P5技术,超高效的多晶黑硅PERC技术来实现。 讲到这儿,我们对于单晶、多晶这两条技术路线做一个简单的表来对比,我们把它分成几块。首先在铸锭跟长晶这个方面,多晶显然铸锭过程简单、能耗低、铸锭成晶的成本远远少于单晶,这是不可否认的。所以我们给多晶打了三个点,给单晶打了一个点。但是上帝是公平的,低成本的长晶过程往后又会出现另外两步,就是切片跟电池片这两步,切片这一端单晶、多晶都可以采用金刚线的技术,从现在实现的技术来看,单晶的切片成本的确比多晶要低一点,所以又会从第一轮中又扳回一分。做到电池片以后,单晶相对容易实现高的效率,多晶也可以实现高效率,但是需要强大的研发能力,所以从整个行业来看,在这个环节中单晶又会扳回一分。然后进入组件领域,对于多晶组件一般来讲CTM要比单晶高一点,这是我们做组件的同行都知道的,但是多晶这个组件效率又会做的比单晶低一点,所以最终把整个看完以后,我对单晶、多晶这两个技术路线的评价就是叫做潮涨潮落,各有其实,各取其需,叫做南拳与北腿,少年武当功。自媒体使光伏行业变得非常活跃,也有一些自媒体说多晶是一个将要衰亡的行业,我说这个很有意思,不知道写那篇文章的人看没看过《盗墓笔记》,要是没有看过的话,你等着我们多晶给你诈一个尸,吓你一跳。 用多晶技术可以做什么?这里列了十款产品,其中八款是应用领跑者满分的产品,两款是技术领跑者的产品,十款都是用高效多晶技术做的。 刚才讲了一些单晶、多晶兄弟之争。兄弟之争最后的结果会是怎样?在我看来,最终我们要看的是单晶、多晶技术的融合,殊途同归,所以我把它叫做PMX。因为几乎所有的单晶的高效技术都可以在多晶上得到实现,只不过要多花一点研发的功力而已。所以我想再过五年,也可能七年、八年的时间,如果咱们在座的还在这个行业中的话,我们再回头看,单晶、多晶,多半看到的不是哪个技术衰亡了,哪个技术消失了,而是大家渡尽劫波兄弟在,相逢一笑泯恩仇! 我们跳开单晶、多晶、薄膜之争,看看整个全球发电行业的未来是怎样的?大家知道自2014年以来,风电成为了全球新增发电装机容量最多的一种形式。2016年以前,光伏已经成为了年度新增装机容量最高的一种能源形式,所以从14年开始每次演讲我都说,在不知不觉中光伏已经成为了电力行业的带头大哥。到2017年光伏占整个全球电力消耗的比例是多少呢?是2%,往后13年、15年,其实我们不需要光伏飞速发展,只要它保持一年100多个GW的数量发展,我们会看到2030年前后,光伏在全球发电量中的占比将超过10%,从2%到10%,增加10个点,大家可能觉得增加10个点不算什么,下面一组数字,中国以煤为主的火电发电能量占总量的72%,全球是40%,意味着如果中国的煤电占比,不要说到0,走到全球平均水平40%,我们就一定有碧水蓝天,光伏将做出1/4的贡献,我说这叫PMX打怪PM2.5。谢谢大家!