5月17日,美國商務(wù)部決定對中國企業(yè)出口到美國的光伏產(chǎn)品采取反傾銷措施,使原本充滿寒意的光伏行業(yè)更是雪上加霜。然而,面對整個光伏行業(yè)寒冬,英利集團(tuán)卻有著底氣。
5月25日,記者走進(jìn)英利集團(tuán)保定三期生產(chǎn)基地,看到各項(xiàng)建設(shè)一片火熱,生產(chǎn)線滿負(fù)荷運(yùn)行。“底氣來自由英利光伏材料與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主導(dǎo)的‘熊貓’N型單晶硅太陽能電池項(xiàng)目”,英利集團(tuán)首席技術(shù)官宋登元表示,這種電池平均光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到19%,比普通電池片高出1個多百分點(diǎn),成本卻比同類公司降低30%以上,屬于國際頂尖水平。
此次英利所面臨的美國初裁雙反關(guān)稅壁壘高達(dá)近35%,宋登元說:“‘熊貓’30%的成本優(yōu)勢雖然還不足以抵消35%的關(guān)稅壁壘,但已經(jīng)在成本上辟出很大的優(yōu)勢空間,新技術(shù)給英利帶來的新轉(zhuǎn)機(jī)正逐步顯現(xiàn)。”
一個百分點(diǎn)意味著什么—填補(bǔ)了我國N型單晶硅高效電池生產(chǎn)技術(shù)空白
走進(jìn)英利的光伏展館,嵌有15000片“熊貓”高效太陽能電池片的玻璃幕墻非常醒目。“它不但可以遮陽、隔音,而且還能發(fā)電。”英利集團(tuán)宣傳部干事王帥說,玻璃幕墻每天可發(fā)電90—120度,能夠滿足這個2000平方米的展館日常照明和辦公用電,也足夠一個三口之家使用一個月。“光電轉(zhuǎn)換率是太陽能光伏電池兩大核心技術(shù)指標(biāo)之一。”王帥介紹,太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率每提高一個百分點(diǎn),在相同的日照條件下,每片6英寸大小的“熊貓”電池片比傳統(tǒng)的電池能多產(chǎn)生0.25瓦的發(fā)電功率。
目前,在歐洲、美國及我國青海等地,從大型光伏電站到小的屋頂系統(tǒng),都可以見到英利“熊貓”電池組件的身影,王帥說:“現(xiàn)在產(chǎn)品在市場上供不應(yīng)求。”“熊貓計(jì)劃”是一項(xiàng)通過自主技術(shù)創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)高效率低成本太陽能電池技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向大規(guī)模生產(chǎn)的研發(fā)項(xiàng)目。“之所以把N型單晶硅高效太陽能電池的研發(fā)生產(chǎn)項(xiàng)目稱作‘熊貓計(jì)劃’,一方面是為證明該技術(shù)具有我國自主知識產(chǎn)權(quán),另一方面也是珍貴、稀有、技術(shù)尖端的形象比喻。”宋登元說。“在已接近理論極限的情況下,光電轉(zhuǎn)換效率提高哪怕只有0.1個百分點(diǎn)都是難上加難。”據(jù)英利科研人員介紹,1998年,單晶硅電池的實(shí)驗(yàn)室光電轉(zhuǎn)化效率世界紀(jì)錄就達(dá)到了25%,直到今天,長達(dá)14年時間里,世界上沒有一家實(shí)驗(yàn)室再取得任何突破。“因此,別小看這一個多百分點(diǎn)的提高。”宋登元說,從2009年5月立項(xiàng),到2010年6月第一塊“熊貓”電池組件在慕尼黑Intersolar展會亮相,再到目前“熊貓”N型單晶硅高效電池平均轉(zhuǎn)換效率提高到19%,實(shí)驗(yàn)室最高轉(zhuǎn)換效率達(dá)20%,英利的研發(fā)團(tuán)隊(duì)付出了巨大的努力。“首先我們使用N型單晶硅代替以往的P型多晶硅制備太陽能電池,不僅提高了單晶硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率,而且可以大大降低電池的衰減率。”宋登元解釋說,除此之外,“熊貓”電池采用磷擴(kuò)散來形成有效背場,通過類似正面的柵線設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)背面接觸設(shè)計(jì),使電池能夠雙面發(fā)電。雙面結(jié)構(gòu)在不增加成本的情況下,可以多發(fā)電15%以上。“‘熊貓’電池的研發(fā)成功打破了國際壟斷,填補(bǔ)了我國N型單晶硅高效電池生產(chǎn)技術(shù)的空白,使英利在高效率、低成本單晶硅太陽能電池的研發(fā)和生產(chǎn)方面走在世界前列。”
宋登元認(rèn)為,這才是剛剛開始。他透露,在科技部“863”項(xiàng)目的支持下,一兩年以內(nèi),大規(guī)模生產(chǎn)的“熊貓”電池平均轉(zhuǎn)換效率有望提高至20%,實(shí)驗(yàn)室的電池轉(zhuǎn)換效將超過21%,提前實(shí)現(xiàn)國家“太陽能發(fā)電科技發(fā)展‘十二五’專項(xiàng)”規(guī)劃的目標(biāo)。
一個百分點(diǎn)突破了什么—生產(chǎn)成本比同類公司降低30%
2011年底,“熊貓”電池年產(chǎn)能已達(dá)到600兆瓦,在單晶生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn),英利成為全球三大規(guī)模生產(chǎn)N型單晶硅高效電池企業(yè)之一。宋登元說:“這在國際上是一個頂尖水平,標(biāo)志著英利具備了實(shí)驗(yàn)室技術(shù)的工業(yè)化生產(chǎn)轉(zhuǎn)換能力。”
除英利外,目前全世界只有美國Sunpower和日本三洋兩家公司掌握了高效率N型硅電池的大規(guī)模生產(chǎn)工藝。這兩家公司的電池轉(zhuǎn)換效率固然很高,但是由于他們的電池結(jié)構(gòu)復(fù)雜導(dǎo)致了復(fù)雜的制備工藝,生產(chǎn)設(shè)備都需要全套重新定制,生產(chǎn)環(huán)節(jié)達(dá)30個之多,因此生產(chǎn)成本也很高。
“美日兩家企業(yè)的產(chǎn)品,每瓦成本比普通的單晶硅電池還要高30%以上,市場競爭力較弱,只占整個全球光伏市場份額的5%—6%。”宋登元說,雖然在各國實(shí)驗(yàn)室,晶體硅太陽能電池最高轉(zhuǎn)換效率超過了20%,而受到成本控制的困擾,實(shí)驗(yàn)室工藝技術(shù)往往束之高閣,很難用于大規(guī)模生產(chǎn)。“只有高效率、低成本的太陽能電池才會被市場接受,才能與常規(guī)能源競爭,實(shí)現(xiàn)太陽能電力的平價上網(wǎng)。”宋登元表示,光伏電池的研發(fā)難度就在這里———低成本下的高效率。在低成本的條件下,轉(zhuǎn)化效率每提高0.1個百分點(diǎn),都需要將生產(chǎn)工藝等優(yōu)化到極致。“如果不計(jì)生產(chǎn)成本,當(dāng)然可以選用最好的設(shè)備、最復(fù)雜的工藝、最昂貴的材料,使太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到理論上的最高值。但通常在大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室才這么做,像25%的晶體硅電池世界紀(jì)錄就是這樣創(chuàng)造出來的。”宋登元進(jìn)一步解釋說,而現(xiàn)實(shí)的情況是,我們需要生產(chǎn)老百姓用得起的太陽能電力,控制成本就成為能否量化生產(chǎn)的第一要素,這就要求光伏企業(yè)必須在不增加生產(chǎn)成本的前提下,提高太陽能電池轉(zhuǎn)換效率。“為了實(shí)現(xiàn)成本控制,全公司從科研到生產(chǎn)每一個環(huán)節(jié)的創(chuàng)新潛力都被激活了。”宋登元介紹,對“熊貓”電池的生產(chǎn)線,英利實(shí)現(xiàn)了除增加一些特別工序外,其他工序完全可以使用原有的P型多晶硅太陽能電池生產(chǎn)線。“這樣生產(chǎn)成本比其他兩家國外公司降低30%左右,不僅使得大規(guī)模量產(chǎn)成為可能,而且使產(chǎn)品在光伏市場上具有很強(qiáng)的競爭力。”
一個百分點(diǎn)帶來什么—全部替換成“熊貓”產(chǎn)品可多創(chuàng)利潤近13億
雖然進(jìn)入產(chǎn)業(yè)“寒冬”,但今年英利的“熊貓”N型單晶硅太陽能電池訂單依然呈上漲態(tài)勢。
從國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)形勢來看,位于產(chǎn)業(yè)鏈上游規(guī)模小于3000噸/年的多晶硅生產(chǎn)企業(yè)幾乎全部停產(chǎn),目前只有規(guī)模較大的企業(yè)還能勉強(qiáng)維持,位于產(chǎn)業(yè)鏈下游的組件生產(chǎn)小廠幾乎全部倒閉,即使擁有全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)優(yōu)勢的一些光伏大廠,也是利潤大減,勉強(qiáng)維持。“遭遇同樣的關(guān)稅壁壘,新技術(shù)帶來的成本優(yōu)勢在于,不但可以幫助企業(yè)躲避致命性的打擊,還能在大多數(shù)人賠錢的時候賺到錢。”宋登元說