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“博秀现象”解读:1.5个百分点意味着什么

http://www.hebei.com.cn 2014-02-22 09:24 长城网
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  2月8日,宁晋县城晶龙光伏产业园区第二车间。

  4台崭新的进口新型湿法刻蚀机安装调试完毕,静候启动运转的指令。一个升级版太阳能光伏电池量产的帷幕将在这里拉开。按照订单要求,首批新产品将在四五月份下线。

  这个新产品就是博秀。2013年8月20日,晶龙实业集团晶澳太阳能公司研发的博秀P型单晶太阳能电池光电转换效率达20.5%,获得德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所的独立认证,成为156P型单晶硅电池片的业界新标杆。

  而在晶龙实业集团有限公司董事长兼总经理靳保芳看来,这不仅仅是一纸研发成果证明,其意义更在于晶龙向着光伏发电平价上网的目标又近了一步。“20.5%的光电转换率高出目前同行业先进标准1.5个百分点,意味着光伏发电度电成本可再降10%左右。”

  光电转换率哪怕提高0.1个百分点,都是重大技术突破

  “博秀,意为博采众长,达到优秀。”参与博秀研发的技术负责人之一、晶龙实业集团晶澳(扬州)太阳能科技有限公司副总经理宋锋兵博士解释说,博秀的研发成功,得益于多种创新技术的叠加。

  提高光电转换率,是光伏产业皇冠上的明珠,更是一个艰难的研发过程,哪怕0.1个百分点的提高,都被视为重大的技术突破。

  然而,晶龙对一道世界难题的攻克,竟然将光电转换率提高了1个百分点,全球光伏行业为之轰动。

  业界长期以来存在着一个困扰,就是P型晶硅太阳能电池在光照10小时后,会产生光电转换效率衰减问题。晶龙实业集团副董事长兼首席技术官任丙彦教授率领科研团队,经过上千次试验,终于发明了用镓代替硼来解决光衰的技术,应用到博秀的生产过程中,能够平均消除6%的光衰,相当于效率提高1个百分点。2012年,这一技术获得中国和美国两个发明专利。

  参与博秀研发的,主要是一个以学术带头人为主、共计七八百人的技术团队,但并不一味迷信技术权威。在这里,哪怕你只是一个刚出校门的技术新兵,只要能拿出科学有力的实验数据,研发成果一样会得到尊重。

  太阳能电池是一个对光有感应并能转换成电力的器件。电池片上的副栅线用来引导电流,主栅线用来收集汇总副栅线的电流。理论上,太阳能电池表面的主栅线越多,则吸收电子越多,但采光面积越小,研究方向就是两者之间取平衡。2012年,年仅27岁的技术员赵永乐提出了一个大胆的想法:用4根主栅线代替常规的3根。可是,新的问题是主栅线增了,如何不减采光面积?随后,晶龙另一名年轻的技术员,尝试主栅分段工艺,将主栅中间用细线连接,做到既可以增加电子的吸引,也可增加采光面积。两种技术融合应用,将光电转换率又提高了0.2个百分点。

  博秀的研发平台很宽广,因为它并不局限于封闭的实验室,而是全员创新的结晶。

  令晶龙实业集团硅片制造部经理陈军涛颇为自豪的,是他们自主研发的“超薄片切割法”对博秀的贡献。该部门首次采用90微米切割钢线,切出180微米厚的单晶硅片,开创线切领域先河,技术上领先同行5微米。博秀以更薄更高质量的硅片做基础材料,将光电转换率又提高了0.1个百分点。

  持续提高光电转换率,让“贵族电”变成“平民电”

  历时3年,投资1.2亿美元,研发博秀的确很“烧钱”。

  近两年来,光伏产业深陷寒冬,欧美实施“双反”,光伏企业亏损、裁员、破产、倒闭的消息不绝于耳,银行纷纷抽贷。一向财大气粗的光伏企业第一次体会到了缺钱的滋味。

  但靳保芳坚持“再穷也不能穷技术”,无论经营处境有多难,研发一刻也不能停。

  2013年,晶龙资金链一度紧张,明确规定减少不必要的支出,能省的钱尽量省。可就在这时候,因研发生产博秀的需要,晶澳要从德国进口4套新型湿法刻蚀机,报价6000万元。这对于手头正紧的公司来说,是笔不小的开支。带着忐忑的心情,报告打上去了,没想到第二天董事会就批准了。靳保芳说,用于技术创新的资金,要多少给多少,决不含糊。

  博秀,把晶龙推向了光伏行业领先技术的制高点。但它并非横空出世,而是在持续提高光电转换率的研发接力赛中,最新一棒的成绩单。

  光伏发电,就是把阳光转化成电能,与燃煤发电相比,绿色、环保、无污染,但因成本高,一直没能在国内大规模应用,大都出口到有政府补贴的国家。

  靳保芳有个观点,认为“贵族电”是光伏产业不成熟的表现,而靠国外一些国家的补贴生存,这个钱赚得不安稳,难持久。他的理想是,要把太阳能发电从“贵族电”变成“平民电”。实现这一目标,一条最关键的路径,就是提高光电转换率。因为光电转换效率每提高1个百分点,度电成本就可降低5%—7%。

  带着责任和忧患,晶龙的创新接力开始了——

  2006年,单晶硅太阳能转换率仅为15%。

  2007年,光电转换效率实验数据突破17.77%,但这也只是“国内领先,国际一般”。

  2010年6月9日,晶龙“赛秀”通过认证并开始批量生产,成为世界上第一个正式公布并得到权威认证的转换效率达18.5%实现可量产的技术项目。

  手捧着沉甸甸的证书,晶龙科研团队的目光又投向了下一个目标:光电转换率突破20%。

  积小步,至千里。3年后,经过1000多个奋战的日日夜夜,完成一个又一个0.1个百分点的突破,博秀终于跑完最新的一棒,一举把光电转换率提高到20.5%。

  “我判断,今后研发创新的速度如果像近几年这样快,技术突破的临界点就在2020年。到那时,可以不要国家一分钱补贴,光伏发电就能够平价上网。”靳保芳目光中充满憧憬。

  实现低成本量产,打通产业化道路上的“最后一公里”

  宋锋兵还有另外一个身份,就是晶澳(扬州)太阳能科技有限公司工艺总监。

  “这是一个为技术转化提供服务的角色,是一个工艺流程的设计者。”宋锋兵这样定位自己:负责让技术创新成果走出实验室,转化为切实可行的生产工艺,并最终实现产业化大规模生产。

  在靳保芳看来,设置工艺总监,最重要的任务就是打通实验室创新成果实现产业化的“最后一公里”。“可别小看这一公里,它是博秀产品降低成本、保持高转换率、取得市场竞争力的关键因素。”

  光伏电池的实验室转换效率不等于其产业化的转换效率,通常情况下,后者要低一些。“实验室产品配合生产线设备进行大规模量产,并在产业化中稳定保持其转换效率和产品品质,是光伏企业的重要竞争力。”任丙彦说,博秀电池的创新之处,在于将高精尖的创新技术以20.5%的转换效率应用在大规模生产中。

  但是,把高效率融进产业化生产仍然不是最高目标,更为关键的是实现低成本量产。当前在业界,量产高效太阳能电池仍是一大难题,首先,不一定大家都能生产出来,其次是生产出来的性能也不一定稳定,还有,即使产品性能稳定,但居高不下的成本,会成为量产的最大障碍。

  目前,世界产业化生产太阳能电池最高转换率纪录的保持者是美国的Sunpower公司,其太阳能电池转换率高达24.3%,但它并不是行业最赚钱的企业。“原因是Sunpower生产的太阳能电池工序繁复,一片电池生产需要经过30多个工序,产生的人工和设备成本很难降下来,产业化生产成本高昂。”任丙彦分析。

  如此看来,工业品产业化的手段必须是相对简单、高效的,只有这样才能有效降低成本,最终实现大规模应用。而这一点,对于目前成本较高的太阳能发电来说尤为重要。

  “我们可以骄傲地说,博秀太阳能电池做到了这一点,生产工艺优化到只有7—8个工序步骤,完全可以做到高转换率前提下的低成本量产!”靳保芳颇感自豪。

  一个技术成果,带来一个发展拐点,光伏产业新时代将由此开启!

关键词:百分点,博秀,现象

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稿源:河北日报
责任编辑:季然
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