金剛線(xiàn)開(kāi)辟光伏降本提效新路徑
光伏產(chǎn)業(yè)網(wǎng)訊
發(fā)布日期:2018-07-27
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“531新政”讓中國光伏企業(yè)陷入了各環(huán)節產(chǎn)品價(jià)格一降再降的尷尬中。在經(jīng)歷了產(chǎn)能過(guò)剩及市場(chǎng)下行的打擊后,光伏企業(yè)紛紛將技術(shù)研發(fā)的戰略重點(diǎn)回歸到“降本提效”之上。硅片前端切割部分,成為了光伏企業(yè)的發(fā)力點(diǎn)。
“不管是對于一個(gè)企業(yè)還是某個(gè)行業(yè)來(lái)說(shuō),技術(shù)永遠是壓倉石,只要技術(shù)往前發(fā)展,那么任何困難都能克服。”國家光伏材料與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗室主任宋登元近日在“2018PVTD金剛線(xiàn)時(shí)代——晶硅降本提效工藝優(yōu)化研討會(huì )”上表示。
“531新政”讓中國光伏企業(yè)陷入了各環(huán)節產(chǎn)品價(jià)格一降再降的尷尬中。在經(jīng)歷了產(chǎn)能過(guò)剩及市場(chǎng)下行的打擊后,光伏企業(yè)紛紛將技術(shù)研發(fā)的戰略重點(diǎn)回歸到“降本提效”之上。硅片前端切割部分,成為了光伏企業(yè)的發(fā)力點(diǎn)。
前端降本新途徑
“從未來(lái)發(fā)展趨勢上看,5-10年內晶硅仍是材料主流。”保利協(xié)鑫切片事業(yè)部副總裁金善明告訴記者,“只要一定時(shí)期內這個(gè)事實(shí)不改變,那么金剛線(xiàn)切割工藝就不會(huì )被取代。”
事實(shí)上,“金剛線(xiàn)時(shí)代”的提法,是去年才剛出現的。2014年,金剛線(xiàn)工藝率先在國內單晶企業(yè)普及,而當時(shí)適用于多晶硅片的黑硅技術(shù)并沒(méi)有達到產(chǎn)業(yè)化成熟標準,直至2017年左右,多晶才慢慢開(kāi)始轉向金剛線(xiàn)切割。“當企業(yè)將金剛線(xiàn)切割技術(shù)運用在多晶上,才算是有了‘金剛線(xiàn)時(shí)代’。”金善明說(shuō)。
但是,據中國光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì )的統計,2017年,光伏產(chǎn)業(yè)硅片端仍是以傳統的砂漿切割為主。在去年納入統計的38家硅片企業(yè)的多晶硅片產(chǎn)量中,金剛線(xiàn)切割占37.5%。中國光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì )秘書(shū)長(cháng)王勃華說(shuō):“2018年上半年硅片企業(yè)將迎來(lái)切割設備的大規模更新?lián)Q代,預計今年金剛線(xiàn)切割將成為多晶硅切片的主流工藝。”
這對于光伏產(chǎn)業(yè)希望達到的“平價(jià)上網(wǎng),降本增效”目標來(lái)說(shuō),實(shí)為一個(gè)好消息。據業(yè)內相關(guān)技術(shù)人員介紹,相對于傳統砂漿切割,金剛線(xiàn)切割有明顯優(yōu)勢。一方面,金剛線(xiàn)切割可以使硅耗至少降低18%,迅速將1元有余的切割成本降至0.6元-0.7元,降幅達30%以上。另一方面,金剛線(xiàn)工藝還能降低能耗,更加綠色環(huán)保。企業(yè)日均生產(chǎn)用電量可減少1500-1700度,水耗減少逾6噸。同時(shí),由于降低了有機物的引入,污水處理成本也會(huì )相應降低,且運用金剛線(xiàn)工藝切割技術(shù)的硅片,表面損傷淺,便于清洗。
三駕馬車(chē)促發(fā)展
保利協(xié)鑫副總裁呂錦標此前曾表示,金剛線(xiàn)切割的最大優(yōu)勢在于性?xún)r(jià)比,只需要花費很少的改造成本就可以大比例提升產(chǎn)能,從而提升競爭力,對全產(chǎn)業(yè)鏈都有利。而本次研討會(huì )上,金善明再次指出,對“降本提效,平價(jià)上網(wǎng)”的終極目標來(lái)說(shuō),性?xún)r(jià)比是核心、是王道。“追逐性?xún)r(jià)比的過(guò)程其實(shí)就是各企業(yè)在降本的路途上賽跑。所以,即使金剛線(xiàn)技術(shù)短期內完全取代了砂漿切割,也不并等于這件事情結束了。金剛線(xiàn)切割還存在很大的進(jìn)步空間。”
“隨著(zhù)金剛線(xiàn)切割逐步推廣,配合一些電池方案上的變化,薄片化是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢。”金善明說(shuō),“現在我們有占比30%-40%的180微米多晶產(chǎn)品,170微米的也在做。單晶在這方面相對走得更遠一些。”
“目前,單晶N型可以做到140微米,成本大概維持在4毛左右。”青島高測科技切割研發(fā)測試中心經(jīng)理刑旭表示。
同時(shí),與會(huì )專(zhuān)家認為,除了薄片化,金剛線(xiàn)切割還將往細線(xiàn)化及提升切割機設備性能這兩個(gè)方向發(fā)展,三駕馬車(chē)共促發(fā)展。
浙江昱輝陽(yáng)光能源有限公司硅片事業(yè)部總監余明說(shuō):“企業(yè)做細線(xiàn)是因為可以增加出片率,降低硅耗量,減少成本投入。”
但是,由于線(xiàn)的磨損率過(guò)高,目前在細線(xiàn)化方面遇到了一些阻礙。“目前切割單晶在50-60微米,多晶基本維持在60微米,還能往下走多少誰(shuí)也不知道。”金善明對記者說(shuō),“而細線(xiàn)化作為金剛線(xiàn)切割得天獨厚的特點(diǎn)之一,是一定要持續做下去的。”
余明則表示,線(xiàn)拉得越細,對斷線(xiàn)率、抗拉強度等指標挑戰越大。“有企業(yè)說(shuō)能做到10-20微米,甚至幾微米。這個(gè)想法很好,但是如果要大批量生產(chǎn),還是要面對現實(shí)性問(wèn)題。一味地追求更細的線(xiàn),最終成本不一定能降下來(lái)。”
值得一提的是,細線(xiàn)化所涉及的并不只是線(xiàn)的問(wèn)題,在切割機設備方面需要有相應支撐,比如提高功率、穩定性、精度、速度等,以保證細顆粒的切割能力,這同時(shí)會(huì )帶動(dòng)裝機量的提高。“這和打游戲是一個(gè)道理,‘武器裝備’非常重要。”余明說(shuō)。
智能化的期許
由于金剛線(xiàn)切割工藝對技術(shù)操作要求高,也導致該行業(yè)人工成本居高不下。“特別是華東地區人工成本非常高,切片工的月薪都炒到了1萬(wàn)元以上。”刑旭無(wú)奈地說(shuō),“而發(fā)展自動(dòng)化則有助實(shí)現這一塊成本的降低。”
余明也認為,自動(dòng)化和智能化代替人工操作是未來(lái)大趨勢。
多位企業(yè)相關(guān)負責人表示,現今組件端很多企業(yè)已有無(wú)人工廠(chǎng),而前端硅料加工的發(fā)展相對落后一些,但是相信未來(lái)形勢會(huì )更好。
“目前確實(shí)存在工程師數量減少后,優(yōu)良率指標下降且斷裂明顯上升的情況。”刑旭說(shuō),“但是我們希望通過(guò)‘金剛線(xiàn)+切片機+智能化’相結合的工藝,為切割硅片的成本降低做有效的技術(shù)支撐。”
刑旭指出,智能化工廠(chǎng)的建設要先從設備層入手,提高設備性能,從截斷機到切片機逐漸實(shí)現自動(dòng)化,隨后將這些自動(dòng)化組串起來(lái),再通過(guò)采集層做數據采集。最后利用機械學(xué)習和大數據控制實(shí)施一體化,以達到智能化車(chē)間的目標。“最近,我們推出了新型設備,具有高線(xiàn)速、高臺速等功能,可大幅提高產(chǎn)能。容量為1GW的切片廠(chǎng),已從早前的40臺降低到15臺-16臺。預計在不斷研發(fā)的基礎上,未來(lái)10臺便可以達到該產(chǎn)能。”
而說(shuō)到自動(dòng)化與智能化未來(lái)實(shí)施路徑,與會(huì )技術(shù)專(zhuān)家均表示,人工干預和機器自主學(xué)習的方式要并舉,堅持兩條腿走路。