2020年,是光伏發(fā)展史上的又一個技術“大年”?;仡欉^去的一年間,大尺寸硅片、顆粒硅、得到了突破性的進展,產業(yè)推動技術的協(xié)同能力也得到了質的飛躍。
但光伏產業(yè)對于技術進步的渴望永無止境,大尺寸和顆粒硅解決的是降本問題,而在效率提升方面,PERC電池已經接近24%的理論極限,必須通過新的改良技術或另辟蹊徑發(fā)展新的電池技術,于是行業(yè)將目光瞄向了下一代技術——異質結電池。
1990年,日本三洋開發(fā)了一種新型電池,在4mm²的電池上效率可達到14.5%,次年,異質結效率提升到了18%以上。到2015年,三洋HIT電池的效率就已經達到了25.6%,遠超當時的PERC和鋁背場電池,同年,三洋異質結專利保護結束,技術上不再存在壁壘。
異質結電池工藝簡單(制絨清洗、非晶硅薄膜沉積、TCO制備、電極制備)、效率高、工藝溫度低、光致增益全生命周期發(fā)電量高、弱光發(fā)電性能較好,以及能更好的利用超薄硅片,并且未來可與鈣鈦礦等電池技術形成疊層電池,增大光譜吸收范圍,效率突破35%甚至更高。
可以說,異質結是目前可看到的技術中理想的“終極電池”,國內愛康、鈞石、晉能、漢能、彩虹、通威、上澎,國外REC、松下等企業(yè)均投入了大量的精力去進行研發(fā)。
但時至今日,異質結仍然面臨著設備、輔材成本較高的問題,同時PERC電池的技術也不斷發(fā)展,異質結技術如不能有1%以上的效率優(yōu)勢,很難與現(xiàn)在仍然有潛力可挖的PERC電池在市場上競爭。
異質結,這項被公認未來必定大興的技術,究竟應該怎么發(fā)展?
異質結大生態(tài)
回顧過去十六年光伏的發(fā)展歷史,可以發(fā)現(xiàn)一個奇怪的事實:在行業(yè)發(fā)展初期,外國光伏技術對中國有壟斷性優(yōu)勢,這也是當時很多學者感嘆中國光伏兩頭甚至多頭在外的原因 。
但十六年后,中國不僅是最大的光伏生產國,在各項技術方面也已經實現(xiàn)了全面的領先,被譽為中國制造的最強長板。光伏并不是一個只考慮技術的產業(yè),技術如何“致善”,降低度電成本才是永恒不變的主題。
這其中的關鍵在于:生態(tài)。
中國光伏產業(yè)有極為良好的產業(yè)鏈生態(tài),從上游輔料到終端市場,應有盡有,上游的新技術新思路可以很容易找到“試驗田”,并可以放在市場上進行檢驗;終端市場對上游制造又會提出需求,讓技術前進方向得到驗證。
這種良性循環(huán)往往只存在成熟的技術中,而新技術只能靠一些國家的科技項目或個別應用項目推動。
如同大尺寸硅片一樣,異質結電池也是一個需要生態(tài)的技術。但新技術由于缺少市場反饋和規(guī)模化生產,在效率提升和產業(yè)配套方面往往缺少完善正向發(fā)展機制。
每個異質結企業(yè)都在這條技術道路上奔跑,但方向卻并不一致。
而想要將這些企業(yè)捏合到一起,卻也并不容易。同類企業(yè)之間互有技術壁壘,而如漿料、靶材等企業(yè),在電池廠家那里得到的測試結果,也往往只是一個通知:yes or no。
終于,有政府決心搭建這樣一個開放共進的生態(tài)平臺。2016年5月中智電力落戶泰興之后,泰興高新區(qū)敏銳意識到異質結技術生態(tài)的重要性,對光伏產業(yè)和異質結技術發(fā)展給予了高度支持。
在此之前,泰興高新區(qū)探索實踐了頗具成效的“1+1+1+N”政產學研資合作模式,合作共建了一批大院大所合作平臺,促進人才、產業(yè)、科技、資本“四鏈融合”。隨即,他們先后建成了江蘇中工高端裝備研究院、同濟大學國泰環(huán)境研究院、南理工泰興智能制造研究院、中國通號(江蘇)智慧城市產業(yè)研究院等新型科技研發(fā)機構;與社會資本合作設立了申貿基金、綠科基金、云創(chuàng)基金、智成基金等產業(yè)基金;一批新能源新材料和節(jié)能環(huán)保類的高層次人才項目在高新區(qū)進行新技術、新產品的中試孵化,目前,在孵項目17個,產業(yè)化項目9個。
泰興市政府提出建設“高新技術集聚區(qū)、創(chuàng)新要素匯聚區(qū)”的目標后,高新區(qū)領導班子一直在思考如何真正做到“集聚和匯聚”,最終,泰興高新區(qū)決定助力企業(yè)搭建一站式政府與產業(yè)服務平臺,除異質結光伏平臺外,還包括國家級減速機檢驗檢測中心、長三角先進電池國際創(chuàng)新中心等一批公共技術服務平臺,大力發(fā)展以高層次人才服務中心、項目路演中心、科技查新中心、知識產權交易中心為核心的科技服務業(yè),創(chuàng)新“線上+線下”服務模式,有效促進人才鏈、產業(yè)鏈、資本鏈、科技鏈深度融合。
2020年10月30日,泰興與愛康集團簽約6GW高效異質結電池項目,隨之而來的,是一個開放的異質結生態(tài)創(chuàng)新平臺和諸多的產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)企業(yè)。愛康科技、捷佳偉創(chuàng),理想萬里暉、中科院電工所和泰興高新區(qū)共同設立泰興高科愛佳新能源高效電池組件研究中心,從事異質結電池疊加鈣鈦礦等材料新型電池技術的研究。
產業(yè)全景圖
“以前我們在電池企業(yè)做測試,得到的只是產品行還是不行,或者和競爭對手相比,孰優(yōu)孰劣。”一家漿料企業(yè)告訴Solarbe索比光伏網,“材料領域本身就已路徑繁多,沒有明確的結論,我們大部分時間都在盲人摸象。”
這種管中不見全豹的情況,并不止存在與材料企業(yè),此次參與平臺建設的企業(yè)希望,通過共同明確產業(yè)發(fā)展方向,形成異質結產業(yè)生態(tài),協(xié)力向前推進該項技術的產業(yè)化和競爭力。
高新區(qū)主要負責人提出,他們會開放一條中試線,各家有意入駐的企業(yè)支付各自的測試成本,在上面進行測試。異質結設備昂貴,一條線花費高達數(shù)億元,中小企業(yè)根本無力負擔,有這樣一個平臺后,產業(yè)對異質結的積極性有效的被調動起來,已有多家設備、漿料、靶材企業(yè)表示愿意入駐平臺,進行聯(lián)合創(chuàng)新。
“暗室逢燈,絕渡逢舟,從此讀書作文,俱可望有門徑矣!”——《野叟曝言》
愛康董事長鄒承慧與捷佳偉創(chuàng)董事長余仲等行業(yè)領袖均表示泰興高新區(qū)所做的創(chuàng)新,將給異質結技術帶來極大的推動,并對異質結的未來發(fā)展充滿信心。
但光伏產業(yè)對于技術進步的渴望永無止境,大尺寸和顆粒硅解決的是降本問題,而在效率提升方面,PERC電池已經接近24%的理論極限,必須通過新的改良技術或另辟蹊徑發(fā)展新的電池技術,于是行業(yè)將目光瞄向了下一代技術——異質結電池。
1990年,日本三洋開發(fā)了一種新型電池,在4mm²的電池上效率可達到14.5%,次年,異質結效率提升到了18%以上。到2015年,三洋HIT電池的效率就已經達到了25.6%,遠超當時的PERC和鋁背場電池,同年,三洋異質結專利保護結束,技術上不再存在壁壘。
異質結電池工藝簡單(制絨清洗、非晶硅薄膜沉積、TCO制備、電極制備)、效率高、工藝溫度低、光致增益全生命周期發(fā)電量高、弱光發(fā)電性能較好,以及能更好的利用超薄硅片,并且未來可與鈣鈦礦等電池技術形成疊層電池,增大光譜吸收范圍,效率突破35%甚至更高。
可以說,異質結是目前可看到的技術中理想的“終極電池”,國內愛康、鈞石、晉能、漢能、彩虹、通威、上澎,國外REC、松下等企業(yè)均投入了大量的精力去進行研發(fā)。
但時至今日,異質結仍然面臨著設備、輔材成本較高的問題,同時PERC電池的技術也不斷發(fā)展,異質結技術如不能有1%以上的效率優(yōu)勢,很難與現(xiàn)在仍然有潛力可挖的PERC電池在市場上競爭。
異質結,這項被公認未來必定大興的技術,究竟應該怎么發(fā)展?
異質結大生態(tài)
回顧過去十六年光伏的發(fā)展歷史,可以發(fā)現(xiàn)一個奇怪的事實:在行業(yè)發(fā)展初期,外國光伏技術對中國有壟斷性優(yōu)勢,這也是當時很多學者感嘆中國光伏兩頭甚至多頭在外的原因 。
但十六年后,中國不僅是最大的光伏生產國,在各項技術方面也已經實現(xiàn)了全面的領先,被譽為中國制造的最強長板。光伏并不是一個只考慮技術的產業(yè),技術如何“致善”,降低度電成本才是永恒不變的主題。
這其中的關鍵在于:生態(tài)。
中國光伏產業(yè)有極為良好的產業(yè)鏈生態(tài),從上游輔料到終端市場,應有盡有,上游的新技術新思路可以很容易找到“試驗田”,并可以放在市場上進行檢驗;終端市場對上游制造又會提出需求,讓技術前進方向得到驗證。
這種良性循環(huán)往往只存在成熟的技術中,而新技術只能靠一些國家的科技項目或個別應用項目推動。
如同大尺寸硅片一樣,異質結電池也是一個需要生態(tài)的技術。但新技術由于缺少市場反饋和規(guī)模化生產,在效率提升和產業(yè)配套方面往往缺少完善正向發(fā)展機制。
每個異質結企業(yè)都在這條技術道路上奔跑,但方向卻并不一致。
而想要將這些企業(yè)捏合到一起,卻也并不容易。同類企業(yè)之間互有技術壁壘,而如漿料、靶材等企業(yè),在電池廠家那里得到的測試結果,也往往只是一個通知:yes or no。
終于,有政府決心搭建這樣一個開放共進的生態(tài)平臺。2016年5月中智電力落戶泰興之后,泰興高新區(qū)敏銳意識到異質結技術生態(tài)的重要性,對光伏產業(yè)和異質結技術發(fā)展給予了高度支持。
在此之前,泰興高新區(qū)探索實踐了頗具成效的“1+1+1+N”政產學研資合作模式,合作共建了一批大院大所合作平臺,促進人才、產業(yè)、科技、資本“四鏈融合”。隨即,他們先后建成了江蘇中工高端裝備研究院、同濟大學國泰環(huán)境研究院、南理工泰興智能制造研究院、中國通號(江蘇)智慧城市產業(yè)研究院等新型科技研發(fā)機構;與社會資本合作設立了申貿基金、綠科基金、云創(chuàng)基金、智成基金等產業(yè)基金;一批新能源新材料和節(jié)能環(huán)保類的高層次人才項目在高新區(qū)進行新技術、新產品的中試孵化,目前,在孵項目17個,產業(yè)化項目9個。
泰興市政府提出建設“高新技術集聚區(qū)、創(chuàng)新要素匯聚區(qū)”的目標后,高新區(qū)領導班子一直在思考如何真正做到“集聚和匯聚”,最終,泰興高新區(qū)決定助力企業(yè)搭建一站式政府與產業(yè)服務平臺,除異質結光伏平臺外,還包括國家級減速機檢驗檢測中心、長三角先進電池國際創(chuàng)新中心等一批公共技術服務平臺,大力發(fā)展以高層次人才服務中心、項目路演中心、科技查新中心、知識產權交易中心為核心的科技服務業(yè),創(chuàng)新“線上+線下”服務模式,有效促進人才鏈、產業(yè)鏈、資本鏈、科技鏈深度融合。
2020年10月30日,泰興與愛康集團簽約6GW高效異質結電池項目,隨之而來的,是一個開放的異質結生態(tài)創(chuàng)新平臺和諸多的產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)企業(yè)。愛康科技、捷佳偉創(chuàng),理想萬里暉、中科院電工所和泰興高新區(qū)共同設立泰興高科愛佳新能源高效電池組件研究中心,從事異質結電池疊加鈣鈦礦等材料新型電池技術的研究。
產業(yè)全景圖
“以前我們在電池企業(yè)做測試,得到的只是產品行還是不行,或者和競爭對手相比,孰優(yōu)孰劣。”一家漿料企業(yè)告訴Solarbe索比光伏網,“材料領域本身就已路徑繁多,沒有明確的結論,我們大部分時間都在盲人摸象。”
這種管中不見全豹的情況,并不止存在與材料企業(yè),此次參與平臺建設的企業(yè)希望,通過共同明確產業(yè)發(fā)展方向,形成異質結產業(yè)生態(tài),協(xié)力向前推進該項技術的產業(yè)化和競爭力。
高新區(qū)主要負責人提出,他們會開放一條中試線,各家有意入駐的企業(yè)支付各自的測試成本,在上面進行測試。異質結設備昂貴,一條線花費高達數(shù)億元,中小企業(yè)根本無力負擔,有這樣一個平臺后,產業(yè)對異質結的積極性有效的被調動起來,已有多家設備、漿料、靶材企業(yè)表示愿意入駐平臺,進行聯(lián)合創(chuàng)新。
“暗室逢燈,絕渡逢舟,從此讀書作文,俱可望有門徑矣!”——《野叟曝言》
愛康董事長鄒承慧與捷佳偉創(chuàng)董事長余仲等行業(yè)領袖均表示泰興高新區(qū)所做的創(chuàng)新,將給異質結技術帶來極大的推動,并對異質結的未來發(fā)展充滿信心。