Eurotron ECN SNEC 2017 Merck背接触不再只是一个概 双面光伏 – 从太阳能电 我们来提前了解一下 SNEC 位于德国达姆施塔特的念 - 已经过实践检验 池到 kWh 2017 年光伏展览会 Merck KgaA 公司的光伏业务 主管 Richard Harding 向 PES 讲述了该公司在光电子工业中 的业务情况,并就世界贸易提 出了自己的见解。电力与能源解决方案 – 第 1 期 – 2017 年高效能源评测繁荣的全球太阳能/光伏市场的迅猛发展
© Solar Impulse | Revillard | Rezo.ch 专家意见 尽情想象: 太阳能光伏让它 顺利起飞。 仅靠太阳能便可在全球飞行!在取得如此令人瞩目成就的企业 中,我们骄傲地位列其中。 我们将所有的精力都投入到了清洁、可持续的技术当中。 雄心勃勃的我们将为全人类实现一个更加美好的未来。从晶片 到电池生产再到整个太阳能模块,我们的能力覆盖整个流程 链,专业从事于将无限的太阳能高效地转化为可利用资源。 “Meyer Burger 正在步入去碳 化的未来” André Borschberg & Bertrand Piccard – Solar Impulse 飞机的 联合创始人 Meyer Burger 所提供的一流技术被用来将 17,000 多个高效太 阳能电池连接至 Solar Impulse 飞机 269.5 m2 的翼板,使后者 每天可储存高达 340 kWh 的太阳能。 www.meyerburger.com www.solarimpulse.com 2
专编家者意见按 Eurotron ECN SNEC 2017 Merck 背接触不再只是一个概 双面光伏 – 从太阳能电 我们来提前了解一下 SNEC 位于德国达姆施塔特的 念 - 已经过实践检验 池到 kWh 2017 年光伏展览会 Merck KgaA 公司的光伏业务 主管 Richard Harding 向 PES 讲述了该公司在光电子工业中 的业务情况,并就世界贸易提 出了自己的见解。 电力与能源解决方案 – 第 1 期 – 2017 年 高效能源 评测繁荣的全球太阳能/光伏市场 的迅猛发展编者按 电力与能源解决方案 中国问题编辑欢迎阅读我们 2017 年第 1 期杂志。今年将是太阳能光伏行业见证奇迹的迅猛崛起之年,所取得的亮眼成绩引发了热议,并且大量项目和投资也已揭晓。 主任本期的主题一如既往,包括多篇精选文章和独家专访,从各个不同的角度审视这个 Stefann Perrigot行业。 Stuart Gillies我们就新技术、创新、研发等问题采访了多位业内专家,包括 Eurotron 的 BramVerschoor、Dow Chemical 的 Andrew Yen,另外还有 Intevac、Levitech、Jonas 客户联络经理Redman 等等。精彩不容错过。 Vikki BirchSNEC 第十一届 (2017) 国际太阳能产业及光伏工程(上海)展览会暨论坛即将召开。来自光伏生产设施、材料、光伏电池、光伏应用产品及组件以及光伏项目和系统 编辑等光伏产业链中各个环节的参展商将再次出席。我们可以借此机会了解最新的技术 Elaine Perrigot发展和进步。 [email protected]与往年一样,PES 将出席展览会,希望与您在会上相遇。本期内容多次谈到了效率问题。双面光伏太阳能电池概念,如 p 型 PERC+、n 型 副编辑PERT、CIS/CIGS 技术异质结硅太阳能电池,均有助于实现全新高度的高效生产。 Stephen Pearson企业正在为提供高性能产品而纷纷投入重金。 Zachary George研发仍是竞争激烈的全球光伏行业中至关重要的另一环,其重要性在今天看来可以 Quinn Alexander说是前所未有。该市场以其不可预测性著称,这一点毫无疑问,但有一点我们可以确定,那就是未来 设计一年将是激动人心的一年! Andrew Jenkins欢迎阅读本期内容 [email protected] Perrigot 制作编者 Paul Lawson [email protected] 销售查询 [email protected] 一般查询 [email protected] 媒体合作伙伴查询 [email protected] 广告机遇 [email protected] PES is published by P&G Media Ltd P&G Media Ltd 宝洁媒体有限公司)出版 PO Box 310 (邮政信箱310), Bristol (布里斯托), BS10 5WT, United Kingdom (英国) 本出版物为宝洁媒体有限公司2017年版 权所有©。若无宝洁媒体有限公司事先书 面允准,任何人不得以任何方式复制或转 用全部或部分内容。尽管在制作本刊时已 采取所有谨慎措施,宝洁媒体有限公司对 本刊信息的准确性或因本刊信息而引起的 任何后果将不负任何责任。出版中用纸来 自于可持续发展管理的森林资源。若需更详细信息,请 浏览:www.pefc.org www.pessolar.com www.pessolar.com 3
目录 26 Eurotron 背接触不再只是一 12 ECN双面光伏 – 从太 6 SNEC 2017 我们来提 77 Merck 位于德国达姆 个概念 - 已经过实践检验 阳能电池到 kWh 前了解一下 SNEC 2017 施塔特的 Merck KgaA 年光伏展览会 公司的光伏业务主管 Richard Harding 向 PES 讲述了该公司在光电子工 业中的业务情况,并就 世界贸易提出了自己的 见解。 Eurotron ECN SNEC 2017 Merck 背接触不再只是一个概 双面光伏 – 从太阳能电 我们来提前了解一下 SNEC 位于德国达姆施塔特的 念 - 已经过实践检验 池到 kWh 2017 年光伏展览会 Merck KgaA 公司的光伏业务 主管 Richard Harding 向 PES 讲述了该公司在光电子工业中 的业务情况,并就世界贸易提 出了自己的见解。 电力与能源解决方案 – 第 1 期 – 2017 年 高效能源 评测繁荣的全球太阳能/光伏市场 的迅猛发展 Ask the experts 33 MBJ Solutions 52 Pfeiffer Vacuum MBJ Solutions 首席执行官 Pfeiffer Vacuum 涂层市场主 16 Dow Corning Michael Fuß 博士向 PES 介 管 Hind Beaujon 向 PES 介 我们采访了 The Dow 绍了他们的检测系统、模拟 绍了中国市场对于真空产 Chemical Company 全球营销 和测量工具的发展情况。 品供应商的重要性,以及该 主管 Rogier Reinders,他向 市场与众不同的新兴发展趋 我们讲述了 Dow Corning 的 36 Stäubli 势。 硅业务所有权对于光伏行业 STÄUBLI HANGZHOULTD 和这两家公司的客户将产生 ECS 部门经理洪卫刚向 PES 54 M10 Industries AG 哪些积极影响。 解释了如何在动荡不安的市 PES 就 KUBUS、创新、知 场环境中取得重要的里程 识共享和未来前景等问题对 20 Singulus Technologies 碑。 M10 Industries AG 首席执行 CIGS 和 HJT 的光明前 官 Gregor Reddemann 进行 景。Singulus Technologies首 44 h.a.l.m. elektronik gmbh 了采访,对这家前进中的公 席执行官、工学博士 Stefan h.a.l.m. elektronik gmbh 总经 司有了更多深入的了解。 Rinck 介绍了…… 理 Moritz Meixner 再次接受 PES 采访,与我们探讨了该 56 Teamtechnik 公司在高品质测试仪产品系 PES 独家采访了 列上的发展状况。他还非常 Teamtechnik,了解关于该公 热衷于满足员工和客户的研 司用于实现可靠的 24/7 生 发和培训需求。 产的大容量串焊机的情况。4
目录2620 7260 Manz AG Think Tank Talking Point PES 非常高兴采访到 Manz AG 创始人兼首席执行官 48 ALD 30 Dow Chemical Dieter Manz,他向我们详细 我们很高兴再次倾听多晶 PES Solar 独家采访了 Dow 讲述了这家德国高科技工程 和单晶锭生产用硅结晶炉 Chemical 营销主管 Andrew 公司对于研究 CIGS 薄膜太 领域行业领导者之一 ALD Yen。 阳能技术的坚持。 Vacuum Technologies 分享真 知灼见 40 Renolit 我们了解到 RENOLIT 的全 64 Indeotec 新背板解决方案如何提升耐 探究高效电池装置和方法中 久性和可靠性。 的薄膜层堆的污染源,以防 止 OCTOPUS PECVD 沉积 系统中的交叉污染。 70 Eternal Sun 延长光伏组件的使用寿命并 提高其效率以及降低 LCOE 的重要性。 www.pessolar.com 5
专家意见 拥抱光伏元年 书写崭新篇章 SNEC第十一届(2017)国际光伏工程(上海)展览会暨论坛开幕在即 SNEC第十一届(2017)国际太阳能产业及光 会(MESIA)、沙特阿拉伯太阳能行业协会 变器、自动控制器等主要配套发电器件生 伏工程(上海)展览会暨论坛”将于2017年 (SASIA)等23个国际机构和组织担任联合 产商包括华为、阳光电源、创动、ABB(宝 4月17-21日在上海新国际博览中心和上海 主办单位。 威电源)、KOSTAL(科士达)、特变电工( 嘉里大酒店隆重举行。 新疆新能源)、上能、科诺伟业、锦浪、南 SNEC2017展会的展品空前繁多:包括从 SNEC光伏大会暨展览会是在中国、亚州、 光伏生产设备、材料、光伏电池、光伏应 车等;硅料供应商包括协鑫、特变电工( 乃至全球最具影响力的国际化、专业化、规 用产品和组件,直至光伏工程系统、智能 新特能源)、LDK、旭阳雷迪、天津环欧、 模化的光伏盛会。本届SNEC2017展会展出 控制、即时监控、全程跟踪、储能增效, 乐叶(隆基硅)、大全等;系统配件生产商 面积已达到18万平方米、参展商超过1500 涵盖了光伏产业链的全部环节。几乎所有 包括远景、杭州品联、禾望、LSIS、人民电 家、参观人次有望再次突破20万。 全球知名的光伏发电企业囊括于中,其中 器、国能日新、无锡隆玛、爱康、中信博、 著名设备制造商包括Meyer Burger、西门 SNEC2017光伏大会暨展览会的组织 子、GT、ASYS、迅德、RENA、Manz、DEK 睿基(金普森)、仁汇、国强、迈贝特、清 阵容空前强大。它是由亚洲光伏产业 、EUROTRON、Komax、Centrotherm、N 协会(APVIA)、中国可再生能源学会 TC、京运通、精功、营口金辰、捷佳伟创 源科技、保威等;其他太阳能材料的参展 (CRES)、中国循环经济协会可再生能 等;太阳能电池/组件生产商、系统集成商 企业有杜邦、3M、贺利士、中来、回天、三 源专委会(CREIA)、上海科技开发交流 包括协鑫、天合、阿特斯、无锡尚德/顺风、 星、LG、SKC、康维明、LS NIKKO、赛伍、东 中心(SSTDEC)、上海市经济团体联合会 英利、航天机电、腾晖、韩华、LDK、晶澳、 洋铝业、ISOVOLTAIC等。 (SFEO)、上海新能源行业协会(SNEIA) 晶科、东方环晟、林洋、正泰、特变电工( 牵头,同时由国际太阳能学会(ISES)、美 新疆新能源)、乐叶、中盛、海润、力诺、 同时,为了推动传统能源与可再生能源的互 国太阳能行业协会(SEIA)、日本太阳光 振发、中建材、中节能、正信、潞安等;逆 补共享发展共赢,SNEC2017将重点推出“ 发电协会(JPEA)以及中东太阳能行业协 互联网+智慧能源”主题馆及论坛,已经邀 请了行业领军企业展示智慧小镇、智慧工 业园区、智慧交通等相关项目与技术。6
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专家意见 本次参展企业中,展位面积超过200 面解析。此外,还有“分布式光伏发电前沿 奖和光伏应用奖。五大奖项将表彰整个光 平方米、300平方米的展商比比皆是,还有 技术论坛”、“超级领跑者高效太阳电池、 伏产业内的知名企业及新兴企业、科研机 一些企业如协鑫、创动、华为、阳光电源和 辅料及相关前沿技术论坛”、“光伏扶贫与 构、专业人士、企业家以及业内人士,涵盖 上能等的展出面积,超过了500多平方米。 光伏兴农应用技术研讨会”三大推动应用 了电力事业、光伏领域以及能效、清洁和可 市场的主题论坛,以及“石墨烯在光伏领域 再生能源领域。 SNEC光伏大会暨展览会也一直致力于推进 应用暨储能技术研讨会”、“互联网+智慧 能源全球化的合作,推动了国际性组织亚 能源与光伏电站智能运维技术研讨会”两 二、“光伏扶贫”、“光伏兴农”已成为中国 洲光伏产业协会(APVIA)和全球太阳能理 大配套活动。 支持农业现代化、建设社会主义新农村、 事会(GSC)的创立。SNEC2017光伏大会暨 提高农民生活质量的重要方针。许多发达 展览会已吸引了来自全球90多个国家和地 世界光伏发电界重量级嘉宾云集于此,其 国家及亚、非、拉发展中国家也正在大力 区的参展商和参观商,特别是原先以从事 中有被誉为“现代光伏发电之父”的新南 鼓励光电新能源在广大农村区域农业生 传统能源为主的沙特阿拉伯等中东地区国 威尔士大学超高效光电学研究中心主任马 产、农民生活领域的应用。为适应这一新 家、以色列和巴西,还有澳大利亚等国家都 丁•格林教授,有英国前总理约翰•普雷斯 潮流、新形势,充分利用农村广阔天地,开 将组织由政府机构、行业组织、专家与企业 科特先生、中国可再生能源学会石定寰名 拓光伏发电新市场,发挥光电新能源的作 家共同参与的代表团参加SNEC2017光伏 誉理事长、国家发改委能源局原局长徐锭 用,SNEC2017特推出“光电兴农应用工程 大会暨展览会全程活动。 明先生、国家应对气候变化战略研究和国 与设计竞赛”,作为“光伏扶贫与光伏兴农 际合作中心原主任委员李俊锋先生、欧盟 应用技术研讨会”的延申与配套活动,农 全球太阳能理事会(GSC)和亚洲光伏产业 委员会联合技术研究中心能源及交通运输 业光电科技和农村光电建筑等设计作品均 协会(APVIA)将联合发起主题为“只有一 研究所奈吉而•泰勒博士、全球太阳能理 可参赛。 个地球”的全球太阳能协会会议,汇聚来 事会(GSC)继任主席、亚洲光伏行业协会 自包括欧盟、亚洲、北美的行业界领袖、产 (APVIA)主席朱共山先生等,有国际太阳能 三、为了使展会中展商最新、最前沿的技术 业界主流企业CEO、学术界权威专家、市 学会主席大卫•瑞纳教授、新加坡太阳能研 与产品脱颖而出,大会组委会已经连续举 场分析机构、金融机构和媒体的代表以及 究所所长阿明•阿贝勒教授、美国国家可再 办了六届“十大亮点”评选,评选采取五大 社会公众共同交流,探讨全球行业组织的 生能源实验室萨拉•库尔兹博士、浙江大学 原则标准,凡是体现了先进性、独创性、社 共同协作,积极推进实现把全球平均气温 硅材料国家重点实验室主任杨德仁教授、 会性、专业领域、以及凡可以“最”来表现 较工业化前水平升高控制在2摄氏度之内, 以及来自德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究 (如最大、最精、最尖、最新、最美、最活 并为把升温控制在1.5摄氏度之内而努力 所和其他科研院所、机构、企业的许多奋 跃、最生动、最感人)的亮点均可提交报名 的目标。 斗在科研生产一线的光伏科学家,将带来 参加评选。 各自有关太阳能光伏最新技术研究的精彩 SNEC2017论坛形式也格外丰富多彩,除“ 演讲。 SNEC已经历经十年的发展,我们深切感恩 大会开幕式&主题论坛”、“全球光伏领袖 在过去十年中一直支持我们的太阳能光伏 对话”、“全球光伏金融峰会”、“光伏科学 SNEC2017期间,还将举行各类评奖活动, 企业及业内专家。SENC诚挚邀请光伏企 家大会”、“全球光伏市场展望与发展策略 其中有: 业、专家以及各位行业精英齐聚一堂,共聚 论坛”等活动外,将隆重推出“光伏前沿技 SNEC2017光伏大会暨展览会,一起从产业 术主题论坛” 汇聚全球太阳能顶尖科学 一、“APVIA亚洲光伏奖”(以下简称 的视野、以问题为导向,一起把脉中国、亚 家和行业技术专家,不仅将带来关于全球 为“APVIA奖”),每两年一届,针对组织或 洲及世界太阳能光伏发电市场,引领行业创 光伏产业技术路线图的最新资讯,还有高 个人,APVIA奖颁发五个奖项——产业贡 新发展之路。 效太阳电池的技术突破与单多晶产品的全 献奖、科技成就奖、人才培育奖、金融创新 官网:www.snec.org.cn8
HJT 溅射 CIGS & CdTe 溅射 HJT, PERC & BSF 湿法工艺 先进生产设备欢迎莅临 适用于晶硅和薄膜 太阳能SNEC (2017) 国际太阳能产业及光伏工程(上海)展览会E3馆,006展台 欲知详情,请使用以下联系方式: 邮箱:[email protected] 电话:+49-6188-4400 www.singulus.de
专家意见 PV Taiwan 2017聚焦創能、節 能、儲能及系統整合 驅動綠色能源發展 全球暖化逐漸影響居住環境,氣候變遷已 發展基礎,預計2025年達成20GW太陽光 成為各國共同面對的挑戰,為邁向低碳生 電設置目標。 活環境目標,全球各個地區積極擴大再生 能源發展。根據Bloomberg預估,2030年 因應全球市場及台灣政策持續推動綠色能 全球太陽光電及其他可轉換能源發電佔比 源落實,台灣太陽光電產業廠商亦紛紛積 將達41%,進而取代一般發電為主要供電 極投入太陽能系統建置。而為協助產業有 來源1 。 效發展,SEMI(國際半導體產業協會)、中 華民國對外貿易發展協會(TAITRA)及台 而目前台灣能源98%依賴進口,2015年 灣太陽光電產業協會(TPVIA)共同舉辦 總發電量約2,580億度,年平均成長率為 PV Taiwan(台灣國際太陽光電展),亦是 3.36%,燃煤火力為主要供電來源,再生能 亞洲最具指標性太陽光電採購交流平台, 源僅占4.06%2 。台灣政府以推動「非核家 將持續連結產業、政府及學術研究機構等 園」為目標,除以創能、節能、儲能及系統 各界,促進交流及協助產業發掘發展利基 整合之發展策略外,亦同步並行「太陽光電 之願景。 兩年擴大計畫」建構台灣太陽光電厚植的 SEMI台灣區總裁曹世綸表示,全球及台灣 1 New Energy Outlook 2016, Bloomberg 皆積極發展再生能源,並注重於太陽光電 2 Bureau of Energy, 2015 系統建置,作為低碳生活環境的供電來10
专家意见源,而台灣太陽光電產業無論是從設備材料、電池及模組至系統及系統工程的整體產業鏈,皆有良好的技術優勢,加上台灣政府於政策與法規精進,為太陽光電產業建構更好發揮的舞台。PV Taiwan,將於2017年10月18日至20日於台北南港展覽館一館展出,今年預計將展出430個攤位,並吸引超過11,000位來自全球各地的專業人士參觀。PV Taiwan2017將聚焦於五大主題專區,除既有太陽能系統、製成設備與材料、檢測與認證、創新系統技術與產品及智慧能源與儲能等專區。SEMI洞察銀行金融資產與產險對於太陽能系統廠商在規劃建置前期取得資金的重要性,今年首度規劃綠色金融與保險專區,不僅協助連結整體產業供應鏈外,亦強化太陽光電產業於跨產業之合作。更多關於SEMI與PV Taiwan資訊請至www.semi.org 及www.pvtaiwan.com了解詳情。 www.pessolar.com 11
PES 独家报导 双面光伏——从太阳能电池到 千瓦级光伏发电系统 作者:巴斯·范·阿肯(Bas Van Aken)博士和英格丽·罗梅恩(Ingrid Romijn)博士12
PES 独家报导阿姆斯特丹伊日河(IJ River)上的浮动太阳能系统。对(左)单面太阳能板和(右)双面太阳能板总体辐照的影响因 简介素。1)直射光束;2)漫射光;3)背面的漫射光;4)地面反射的漫射光和5)地面反射的直射光。 随着p型PERC+、n型 PERT 、硅异质结等越来越多太阳能电池在 市场上的出现,双面太阳能电池组件在进入市场方面迈出了重要 的一步。据报道,安装在常规光伏电站平屋顶上的双面透光组件相 对于单面透光组件,可以获得大于20%的功率输出。另外,双面透 光组件也促成了新的市场,如与基建集成的光伏技术以及所谓的 浮动光伏电站——既可用于开放水域、也可用于水上种植水产养 殖两用农场。 双面光伏:优势与挑战并存 双面透光组件太阳能电站的主要优势是年发电量的大幅提升。具 体提升幅度与纬度、气候、太阳能电站的布局和反射率、组件下面 的表面反射率有关。因为双面透光组件背面会接收来自天空(漫射 光)和地下(反射率)的辐照,因而与单面透光组件相比,发电量对 组件的布局不敏感。这使得双面透光组件非常适用于垂直(或接近 垂直)摆放,例如为防止积灰或积雪的情况、或安装方位受障碍物 方向和倾斜度等外部因素影响的情况——如有隔声板或屋顶和阳 台上有栏杆时。 通常,随着电压大幅降低,太阳能电池和逆变器在低照度时效能都 会下降。在这种情况下,背面的附加辐照——低照度时可大量补充 总辐照度——将大大提高太阳能电池的效率和输出电压,同时也 会促进逆变器效率的提升。 对于太阳能电站的开发商和安装商而言,了解太阳能板的预期输出 功率是很重要的,因为必须根据预期输出进行相应的系统平衡设 计,即要考虑逆变器的属性以及与电网的连接。特别是,太阳能电 站的开发商或独立发电公司要签订电力采购协议时,协议中应明确 规定发电量。市场上已有用于单面透光组件预期输出功率计算的 商业软件。而双面光伏组件还没有相应的软件。荷兰能源研究中心 ECN 可为其合作伙伴提供双面透光组件的预期输出功率的计算服 务及咨询。 ECN的研发进展及其对市场的贡献 做为n-PERT可产业化双面透光太阳能电池技术的早期开发者之 一,ECN始终致力于提高太阳能电池的效率,双面透光率以及降低 www.pessolar.com 13
PES 独家报导 ‘PER多晶太阳能电池的横截面’ ECN是一家全球领先的研发机构,致力于为工业伙伴进行技 晶硅钝化电极结构。与n-PERT参考电池相比,该电池证明了具有 术开发,并与之开展合作。ECN在将技术引介给一级制造商 0.5%的绝对效率增益。该工艺可实现对产业界的技术转化。 实现产业化方面卓有建树。在合作开发项目及技术转让项目 中,ECN采用了SiNx抗反射涂层工艺和n-PERT太阳能电池技 相对于p型Al-BSF 太阳能电池,n-PERT太阳能电池中的PID不是 术。ECN与设备制造商、太阳能电池和组件生产商以及光伏系 由Na+离子短路导致的,而是由电池和接地组件框架之间的漏电引 统开发机构密切合作,从电池、组件和系统层面开发知识和技 起的太阳能电池表面极化效应造成的。ECN发现,此类PID可通过 术。ECN有一支专业的研发,工程和技术团队,致力于创新开 调节钝化叠层的介电性及电阻性来进行调控。通过使用ECN的钝 发(例如双面透光太阳能电池及组件),拥有多年的技术转让 化叠层,PID可降至1%,同时不损害抗反射/钝化层的光学性能以及 和咨询经验。 电池效率。该技术已在n-PERT电池上得到验证,理论上也适用于 其他n型和双面透光p型电池。 成本。近期的研发在保持(正面)电池的效率及95%以上的双面透 光率的同时,将背面银浆消耗降低了30%以上,达到了每片电池小 基于ECN的双面透光组件功率输出模型,可模拟位于阵列中光伏组 于150毫克。此外,ECN与Veco B.V.公司(专注于太阳能电池金属 件的正面和背面辐照,并且考虑了所有的影响因素,包括直接遮光、 化工艺的研发)一起开发了丝网印刷工艺,从而实现了更窄的细栅 漫射光以及遮光修正后的地面反射光。年度发电模型是一个包含了 线,以及更高的纵横比。 光、热、电的综合模型,包括子串和旁路二极管。该模型能够为电站 投资方在设计、执行或融资时做出正确的决策而提供支持。 太阳能电池领域的另一项研发是关于钝化电极技术,通常也叫做 载流子选择接触。这是解决当前产业化太阳能电池效率瓶颈的 ECN长期致力于在研发,技术转让及技术咨询领域寻求新的合 一个颇具前景的手段:即解决了由电极区域载流子复合导致的损 作。 失。典型的钝化电极通常是由一层较薄的氧化膜及掺杂的多晶硅 膜组成。此类的概念电池效率已经达到了25%以上。ECN与其合作 巴斯·范·阿肯(Bas Van Aken)和英格丽·罗梅恩(Ingrid 伙伴Levitech和 Tempress B.V(. 知名光伏设备制造商)开发出了 Romijn)是ECN的高级研究人员。有关与ECN合作的更多信息,请与 PERPoly 太阳能电池:该电池是在6英寸硅片上制备的具有n型多 沃特·范·斯特里恩(Wouter van Strien)联系,邮箱:vanstrien@ ecn.nl. 网址:www.ecn.nl14
最佳的投资机会就是现在投资回报率最高的能源投资方案CIGSfab-完全集成的CIGS薄膜太阳能组件生产设备整厂解决方案, 了解更多是目前能源市场上最有利可图的投资方案之一。 www.manz.com.cn通过投资 CIGSfab ,可以实现最低的发电成本、最高的获利能力。凭借着在技术上远见的思维和进取的精神,突破许多关键性技术,现在的能源市场已是CIGS太阳能技术的时代!千万不要错过投资的最佳时机!
专家意见 诚邀所有组件制 造商… PES 采访陶氏化学公司全球营销总监 Rogier Reinders,了解 陶氏化学拥有道康宁的有机硅业务将对光伏产业和这两家公 司的客户带来怎样的积极影响。 Rogier Reinders16
专家意见PES:欢迎回到 PES Solar/PV China 杂 新成果。我们太阳能行业的客户无疑也会 RR:我首先想到的产品是道康宁® 牌导电志。感谢您接受我们的采访。好久不见, 从中受益。 胶 (ECA)。我们的客户正在真正有效地利能否帮我们的读者们重温一下贵公司的背 用 ECA 的优势。景,并介绍一下贵公司自我们上次访谈以 PES:贵公司活跃于许多工业领域。太阳能来所发生的变化? 业务对道康宁有着怎样的重要性? 电气连接一般通过钎焊完成,这一过程非 常费时。作为替代工艺,ECA 在两个部件Rogier Reinders:2016 年 6 月 1 日,陶 RR:我们已将大笔资金投入太阳能业务, 之间产生粘合并能够导电。与钎焊和环氧氏化学公司(纽约证券交易所代码:Dow) 旨在让我们的全球太阳能客户受益,并推 聚合物 ECA 相比,我们的有机硅 ECA 产(简称“陶氏”)宣布已成功完成对道康宁 动产业进步。 品更有优势。有机硅的性能优势不仅限于公司所有权的重组。陶氏目前是道康宁有 其固有的可靠性和柔性。机硅业务的完全所有者,道康宁 2015 年 我们提供种类繁多的材料,包括:速度快于的营收超过 45 亿美元。 普通产品的框架密封胶、瞬时生坯强度较 有机硅 ECA 还使组件的电池可以做得很 高的密封胶、更可靠且质保期更长的双玻 薄,从而节约更多材料。薄电池往往不能耐道康宁的有机硅技术和产品平台为陶氏带 组件有机硅灌封胶,以及适合异质结电池 受钎焊中过热的温度,但我们的 ECA 在来具有高度互补性,并能够促进增长的全 的背接触电池或有背板的背接触电池使用 低温下即可实现粘结。新化学产品,为公司战略提供有力支持,从 的导电胶。而让陶氏能够在目前已领先的引人注目的 我们还开发了一种使用导电背板 (CBS)工业领域,向更精更深的方向发展。 我们与客户合作开发、评估和测试适合太 支持背接触电池的解决方案。我们的有机 阳能应用的有机硅材料。想在终端市场上 硅 ECA(道康宁® PV-5802 导电胶)可用对陶氏和道康宁的客户而言,这都是极好 实现差异化的组件制造商都会对我们的所 于连接图案化金属箔和电池。我们致力于的消息。两家公司的合并将会给新产品问 有材料感兴趣。而这正是太阳能与道康宁 通过合作为 CBS 的低成本替代材料(如世、地域拓展和研发实力增强提供更多激 存在关联的原因:我们发现了发展中的差 铝和包铜铝)寻找成功的连接方式。动人心的机遇,从而让客户更快地受益于创 异化机遇。除了我们的道康宁技术之外, 我们知道陶氏还能向市场供应聚烯烃灌封 随着叠瓦电池组件的发展,我们的有机硅 胶,我认为它是非常理想的乙烯醋酸乙烯 将是一个不错的选择。有机硅材料可以提 酯 (EVA) 替代材料。 供这些结构中所需的柔软可弯曲的互连。 PES:我们知道,贵公司为整个价值链提 PES:目前高效解决方案和有成本效益的 供材料解决方案,那么贵公司目前正在开 生产备受关注,这给贵公司带来了怎样的 展哪些工作?这些工作具有哪些技术和终 挑战? 端用户层面的益处? RR:首先,我们喜欢挑战! RR:我们正在与各类客户合作以推进各项 工作。我们当前开发工作的一个关键任务 硅化学是应对这些挑战的绝佳选择。它可 是帮助客户提升效率和降低生产成本。 以通过各种引人注目的独特方式增强产品 性能,并能对太阳能材料的可持续性做出 作为价值链上太阳能企业(包括电池和组 贡献。 件制造商、安装商、项目开发商、公用事业 单位和投资商)值得信赖的技术合作伙伴, 关于有成本效益的生产,我们以有机硅 道康宁理解他们对可靠、高效和具有成本 ECA 为例加以说明。每个组件只需要少 效益的光伏 (PV) 解决方案的需求。 量的 ECA。它们有助于提高吞吐量。它们 在较低温度下即可实现粘结,并提供一种 有机硅拥有巨大优势,在最苛刻的环境下 柔性接合。这催生了多项新技术,包括带 具有令人赞叹的性能和耐久性。我们的产 CBS 的背接触组件、叠瓦组件以及各种新 品性能数十年来久经考验,最开始是在建 兴概念。ECA 通过运用较低成本的材料, 筑和电子应用领域,现在是在太阳能应用 实现了粘合性和连通性的改善。 领域。 PES:您认为,总体而言,光伏组件的耐久 有机硅具有长久的弹性和柔性。它们能耐 性对于降低光伏发电成本至关重要,能否 受潮湿天气、臭氧、紫外线辐射、极端温 对此做一下详细说明。 度、热冲击、化学物质、氧化和腐蚀所造成 的破坏和降解。有机硅耐老化,不像其他许 RR:对于任何产业,无论是汽车还是化妆 多有机物那样会出现硬化、开裂、剥落、碎 品,产品的长期性能都非常重要。产品性能 裂、干透、腐烂或变脆的情况。它们具有优 和耐久性可以让太阳能制造商的水平高下 异的电介质和强粘合性能。而且,我们可以 立判。市政和公用事业之类的太阳能消费 对多项重要属性进行调整,以满足客户特 者,需要确保其设施能够经久耐用,并且拥 定的应用需求。 有尽可能少的使用问题。 PES:道康宁哪些产品和解决方案目前最 标准 EVA 组件的寿命是 25 年。双玻组 受关注? 件不容易制造,但制造商能够为我们承诺, 该产品拥有长达 30 年的寿命。而采用有 www.pessolar.com 17
专家意见 机硅的最新组件,已可以达到 40 年的寿 RR:我们的确看到双玻组件拥有巨大的潜 PV-8303 超快固化密封胶)在机械载荷试 命。 力,我们正与客户合作,在提高产量的同 验中的表现异常出色。它在冰雹冲击试验 时帮助降低总拥有成本。世界前十大组件 中的表现远超常规的玻璃–背板组件。它使 组件寿命指什么?它是指某规格产品能够 制造商中,其中一些制造商正在用有机硅 得电池板的安装更加简单化和标准化。 保持功率衰减率不高于 20% 的时间。我 制造双玻组件,另一些则正在考虑这么做。 们发现,使用有机硅的制造商所承诺的性 凭借我们的灌封胶提供的机械、热、环境 能保证期比市场流行产品的性能保证期至 我们发现,使用新的有机硅型灌封胶(道康 以及介电保护,光伏组件的使用寿命可从 少高出 10 年。 宁® PV-6212 电池灌封胶)代替 EVA 胶 25 年(标准 EVA 组件)或 30 年(双玻 膜或其他有机灌封胶,可显著降低电位诱 组件)延长至 40 年(含本公司有机硅的双 有机硅极佳的性能和久经考验的耐久性, 发衰减 (PID),而这是电池失效的一个主 玻组件),而年功率衰减率低于 0.5%。 使其赢得了光伏组件制造商的重视。当您 要原因。 需要为客户提供承诺和保证时,我们的有 通过我们的有机硅实现成功的商业案例不 机硅可助您一臂之力。 该灌封胶的高透明度允许较大的透光量, 胜枚举,但是我们不只是提供一种材料。我 从而令转化效率更高。它具有较高的抗化 们可作为客户的合作伙伴,帮助客户克服发 PES:可否请您更多地介绍一下含有机硅 学性和抗湿性,基本上不受极端温度、紫外 展道路上遇到的各项挑战。 灌封胶的双玻光伏组件?您认为该产品是 光和湿度的影响。 否具有非常不错的前景? PES:从全球角度来看,当我们进入 2017 一种新的双玻无框架粘结材料(道康宁® 年,您预计哪些地理区域将成为道康宁的 关键市场? RR:我们继续把亚洲视为一个至关重要和 不断增长的地区。我们对亚洲和中国有着 长期的承诺。道康宁 1973 年进入中国市 场;1997 年开始在中国从事产品制造。 在发展中国太阳能市场方面,我们的举措 包括:投资建设工厂、同中国太阳能制造商 密切合作,以及开发新的成本节约型技术。 今年,我们将参加 SNEC 光伏展,我将在 会议上就我们的解决方案以及与中国业者 的合作发表讲话。 2012 年,我们对上海道康宁中国商务科 技中心的太阳能技术应用实验室进行了扩 建,新增了尖端的光伏研究测试能力,旨在 满足大中华区客户的需求。该实验室致力 于通过缩短创新周期改进客户服务,将商 机和新思路转变成有利可图的解决方案。 现场实验室能力包括:环境试验、有机硅灌 封新技术测试、组件安装新技术测试,以及 基于新型有机硅光伏材料的太阳能组件生 产工艺优化。 与此同时,我们也留意热带和沙漠等终端用 户地区,因为有机硅双玻组件特别适合在 其中一些地理区域使用。 PES:有什么结束语吗? RR:我们为提供如此多的光伏解决方案而 自豪,我们致力于太阳能产业的未来。我们 即将迎来许多激动人心的进步。陶氏化学 拥有强大的太阳能产品(如聚烯烃),作为 它的一份子,意味着道康宁将与这一产业 更加密不可分。 www.dowcorning.com18
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专家意见RTP 硒化炉,优化 CIGS 吸收层成形 CIGS 和 HJT 的光明前景 对高效率的追求使得公司企业不断开发和改进技术。新格拉 斯科技集团 (SINGULUS TECHNOLOGIES)首席执行官、工学 博士 Stefan Rinck 到访 PES,向我们讲述了该公司在 CIGS 和 新型异质结电池技术 (HJT) 领域的最新发展成果。 Dr-Ing. Stefan Rinck20
专家意见 CIGS 太阳能组件的模块化缓冲层沉积系统 大型在线式溅射系统,可实现垂直基板输送和承载盘自动返回PES:欢迎做客《PES Solar/PV》杂志。能 PES:贵公司活跃于许多工业领域。中国的 池上的效率水平。目前,晶体硅太阳能电池否简单介绍一下贵公司的背景,以及目前 太阳能/光伏业务对于新格拉斯科技集团 领域的一个主要关注点是异质结电池等高在太阳能/光伏行业中的业务情况? 有多重要? 性能电池的生产系统。Stefan Rinck博士:新格拉斯科技集团成立 SF 博士:我们看到,中国政府有着非常明 新格拉斯科技集团是一家工程公司,致力于 1995 年,最初经营光介质复制和溅射 确的目标。 于开发和制造经济、节约的生产加工设备。系统业务。我们公司为全球市场提供了超 新格拉斯科技集团制造的设备的使用范围过 8000 套溅射系统。2007 年,我们收 鼓励大型国有企业投资 CIGS 薄膜太阳能 包括,真空薄膜和等离子涂层、湿化学清购了太阳能公司 Stangl,这是一家领先的 技术。这些企业在投资 CIGS 技术方面拥 洗、刻蚀工艺和热处理技术。湿化学工艺公司。 有很多优势,未来他们将带着自己的产品 进入到日益增长的太阳能市场当中。 PES:我们对于贵公司的铜铟镓硒太阳能新格拉斯科技集团一直在拓展太阳能业 电池 (CIGS) 很感兴趣。您能为我们介绍务。我们的目标是,成为硅和薄膜太阳能技 过去几年,本公司在 CIS/CIGS 技术领域 一下你们在该领域的最新进展和技术成术领域的领先设备供应商,并与其他公司 积累了丰富的专业知识,包括工艺技术及 果吗?合作开发全新的电池概念。 相关工程知识。这是全球领先组件制造商 的要求,我们在这方面获得了他们的认可, SF 博士:过去几年中,新格拉斯科技集团在薄膜太阳能电池技术领域,新格拉斯科 尤其是在中国。我们希望通过经过优化的 投入了大量时间和资金为重要工序开发创技集团主要专注于 CIS/CIGS 技术。在这 单独定制设备逐步确立独一无二的一流卖 新的生产设备。你也知道,生产 CIGS 组方面,我们拥有独特的工艺技术与专业的 点,并逐渐拓展 CIS/CIGS 工厂的产品范 件有多种不同的方式。高科技设备运转技术知识,独树一帜。在晶 围。体硅电池技术领域,我们专注于研发异质 我们的清洗设备,尤其是我们的玻璃在线结电池、PERC 电池,当然还有所有标准类 我们还会努力实现现有生产线的现代化,以 式溅射设备可用于各种不同的工艺。新格型的电池。 便提高我们的技术在生产 PERC/PERL 电 拉斯科技集团的溅射系统可进行水平和垂 www.pessolar.com 21
专家意见 湿法工艺系统,异质结太阳能电池清洗/边缘处理 不同容器的细节图。 通过系统并行输送的 4 个承载盘 直的基板输送。 方米以上的玻璃基板进行热处理。极高的 的 CIGS 工艺提供出色的生产解决方案方 加热和冷却速度以及各工序间出色的温 面拥有丰富的经验。我们的系统每天 24/7 这些开发和生产工具系统旨在提高薄膜太 度均匀性是它能获得最佳 CIGSSe 吸收 全天候运转,并且我们还借助全球服务网 阳能电池的效率,同时利用先进的技术降 层成形效果的关键因素。该硒化炉可用于 络提供支持。 低生产成本。它们可以在不同的材料上应 Avancis 工艺,同时它也是我们 CNBM 订 用特殊的层和层系统。我们拥有经过专门 单的主要组成部分。 PES:贵公司与中国公司协鑫集团控股有 设计的承载盘输送系统,可从设备同一侧 限公司 (GCL) 和中智电力科技有限公司 装卸基板。 新格拉斯科技集团的缓冲层沉积技术颇有 (CIE) 的合作如何? 发展前景,可以实现玻璃基板 CIGS 制造 我们还提供基于所有 CIGS 相关母体材料 的薄膜太阳能组件的高效湿化学喷涂。第 SF 博士:去年 8 月,我们与中国公司协 热蒸发的在线式共蒸发工具。它可用于铜 二代 TENUIS 生产线以模块化集群为基 鑫集团控股有限公司 (GCL) 和中智电力 铟镓硒层的沉积,形成最佳的先驱体层,在 础,可以大幅减少占地面积,并实现两个基 科技有限公司(CIE) 签订了合作协议。GCL CIGS 薄膜太阳能电池中使用。 板的同步单面涂层。 是全球规模最大的太阳能公司之一;CIE 专门从事高效异质结 (HJT) 太阳能电池 我们成功开发出了 CISARIS 硒化炉,可以 凭借这一独特的概念,新格拉斯科技集团 的开发。 优化 CIGS 吸收层的成形,该硒化炉现已 的开发人员成功缩短了剂量和温度控制方 被多家客户使用。这是一种在线式快速热 面的处理时间,这对于大幅提高产量具有 我们合作的目的是开发高效的异质结太阳 处理设备,专为大面积玻璃基板上 CIGS 积极的影响。 能电池。其中 CIE 和 GCL 的任务是开发 吸收层的成形而设计。 加工技术和生产电池。新格拉斯科技集团 PES:您的客户和最终用户能够享受到哪 的任务是为 HJT 太阳能电池的生产开发、 CISARIS 的主要特色包括,极高的运行稳 些好处? 优化、建造和供应适宜的系统。通过我们 定性和机械成品率、处理快速,还有强大 三方的合作,将能够满足异质结太阳能电 的硒化工艺,使得它每年的产能可以超过 SF 博士:可以这样说。我们向市场提供了 池日益增长的需求。 25 MWp。 很多这样的系统,它们被世界各地的公司使 用,包括:德国、印度、南非、中国和韩国。 我们将在未来几周内向中国市场提供首个 硒化炉可以在有毒的腐蚀性气体环境中和 因此,有一点可以确定的是,我们在为不同 湿法工艺系统 SILEX II,并将与我们的合 最高 550 °C 的温度下安全地对 1 平22
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专家意见 作伙伴一道继续致力于更多工序的开发。 全新在线式湿法工艺系统 LINEX 届巴黎联合国气候变化大会上,约有 195 个国家签署了 COP 21 协议,其中包含针 PES:您能为我们介绍一下你们一直研发的 GENERIS PVD 在线式太阳能电池溅射系统 对所有国家的约束性承诺。这预示着国际 全新异质结电池技术 (HJT) 吗? 要市场? 社会承诺遵守国际法律,将全球变暖的发 SF 博士:就光伏行业而言,中国肯定仍将 展程度控制在 2 摄氏度以内。它还规定, SF 博士:新格拉斯科技集团最开始在 是主要市场。但我们也在世界其他地区发 全世界必须在 21 世纪下半叶实现温室气 2014 年欧洲太阳能光伏会议和展览会 现了许多新兴市场。我们发现,中东及北非 体平衡化。 (EUPVSEC) 上推出了 SILEX II 工艺工 地区、南美洲、非洲甚至欧洲都有新的投资 具。从此以后,我们就致力于为高效晶体硅 注入到了电池生产领域。因此,这是一项全 日益增长的全球能源需求和对可再生能 太阳能电池开发 SILEX II 系统。特别需要 球范围的业务,新格拉斯科技集团等设备 源的关注,被视为推动太阳能市场发展的 指出的是,SILEX II 实现了生产异质结太阳 供应商必须将市场拓展到全世界的每一个 关键因素。未来 20 年全球耗电量预计会 能电池所需的工序以及极薄晶圆的加工。 角落。我们拥有国际化的销售和服务网络, 增加 65%。目前,全球新建发电厂的产能 我们公司已相继为市场提供了 30 多套系 能够为以上所有地区提供解决方案。 约有 50% 与可再生能源发电厂有关。风 统,在欧洲、美国和亚洲被用于异质结电池 PES:随着英国脱欧和特朗普入主白宫,全 能和太阳能市场推动了可再生能源行业的 的生产。 球政治格局发生了重大变化,您认为这些 发展。 因素将会如何影响当前的贸易协定? 我们公司现在还开发出了一个通用溅射平 SF 博士:确实,政治格局发生了一些变化。 www.singulus.com/en.html 台品牌 GENERIS PVD。该系统是一种水平 但在 2015 年 12 月 12 日举行的第 21 在线式溅射工具,专为满足高效光伏电池 生产的特殊要求而设计。异质结电池的两 面通过物理蒸汽沉积 (PVD) 技术涂上透 明导电氧化物 (TCO) 涂层。 该系统非常适合难以处理的层堆,例如 ITO 和 AZO 之类的透明导电氧化物层, 可提供最大的光透射率、适宜的折射率、 最佳的电导率和载流子迁移率,这些是异 质结电池技术的关键参数。 其他典型应用还包括,抗反射层、阻挡层、 先驱层,以及各种不同的金属层,如镍、铝、 铜和镍钒。该系统采用在线式工艺,基板在 专门设计的承载盘上输送,同步进行边缘 绝缘处理。承载盘返回系统位于设备下方, 处于清洁的环境条件中。有多种不同的自动 装卸方式可以选择。 PES:电池效率现在达到了什么样的水平? 还有您认为未来能够达到什么水平? SF 博士:举个例子,我们的一个客户—— 光伏制造商 Hevel Solar 正在努力将他 们的非晶硅 (a-Si) 薄膜生产技术升级 为 HJT 技术。2017 年 2 月 21 日他 们宣布,全新的 HJT 生产线在试运行过 程中创造了颇有前景的成果。Hevel 表 示,Novocheboksarsk 电池和组件制造工 厂的升级工作开始于 2016 年 11 月。这 家制造商和项目开发商还宣布,异质结电池 生产线在预试车的最后阶段电池效率达到 了 21.75%。 我们认为这是一个很棒的开始,通常情况 下在优化期过后效率还能够进一步提升。 PES:是什么令 HJT 脱颖而出? SF 博士:异质结极具未来前景。如果光伏 公司决定做一些新的投资,那么这项成功 的太阳能电池生产技术是个不错的选择。 异质结对于将现有生产设施从生产非晶硅 薄膜太阳能电池转换为生产全新的高性能 太阳能电池也很有意义。现有的很多设备 都可以适应新的电池类型。 PES:从全球来看,进入 2017 年后,您认 为哪些地区将成为新格拉斯科技集团的主24
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专家意见 背接触不再只是一 PES:能否介绍一下贵公司的情况,并向 个概念——已经过 我们介绍一下贵公司在太阳能/光伏行业 实践检验。 的业务? 自 2007 年以来,欧隆强 (Eurotron) 在背接触组件制造方面 Bram Verschoor & Jan Bakker:Eurogroup 不断积累经验,将组件的制造水平提升到了一个新的高度。“ 是一个由多家致力于背面接触组件制造及 背接触不再只是一个概念,而是一项经过实践检验的技术。 其一切相关业务的公司组成的集团。集团 目前,我们的客户已开始批量化生产。”欧隆强商务总监 Bram 成员包括欧隆强、Eurolab 和 Eurotec。欧 Verschoor 表示。PES 就这一说法采访了 Bram 和欧隆强技术 隆强主要生产太阳能电池板制造设备,这 总监 Jan Bakker,讨论了为什么说太阳能行业已经为背接触 也是我们这次谈话的主题。Eurolab 是一 组件做好了准备。 个实验室,对背接触组件进行测试,同时 还致力于研究一般工业技术的应用。 PES:背接触技术在成本效益方面极具吸 引力。它在发电方面有哪些优势? BV & JB:我们相信,背接触电池板是提高 发电量的最佳途径。借助单条欧隆强生产 线,客户每小时可以生产 10 至 90 个组 件。根据电池性能来看,我们规模最大的 太阳能组件生产线每年的发电量可以达到 200 MWp 至 250 MWp。 还有一点值得一提的是,虽然背接触是一 项新技术,但已经可以应用于多种电池类 型:MWT(金属贯穿孔)、IBC(交叉式背接 触)以及未来即将出现的电池类型,如 HJ- BC(异质结背接触)。因此,我们的平台将 能够同时支持目前和未来的电池生产。 PES:为什么您认为使用背接触组件是提 高发电量的最佳途径?26
专家意见 ‘ 我们相信,背接触太阳能电池板是提高发电 量的最佳途径。’BV & JB:如果你仔细看一下异质结电池, 除此之外还有很多其他优势。光波-电池转 倍。这关乎成本,因为更长的使用寿命意味就会发现有数条由前至后的焊带。电流输 化成本低于传统组件,因为背接触电池的 着更低的平准化成本 (LCOE)。送量是指最大焊带厚度,不能过薄,因为 正面需要的银较少。传统电池需要借助卤化电池之间的弯曲可能会损坏电池。焊带也 银感光线来传输电流,而背面接触电池是 PES:欧隆强的生产效率如何?不能过宽,因为这样会降低电池对光的吸 将电流传输至电池背面,使遮光减少 3.5%入量。虽然我们从过去的 2 条焊带发展到 。而且,由于间隙和刷涂问题,传统组件的 BV & JB:我们的机械、研发和软件工程师现在的 4 条甚至更多条焊带,但焊带的厚 外缘有约 11% 的死角。而背接触组件的 都有着很高的学历,工作效率极高。2016度、宽度和数量始终受到限制。 死角只有 7%。 年,我们仅用了短短 6 个月就生产出了总 功率高达 1.5 GWp 的设备。凭借日益标准另外,电池的性能也不断提升。在短短几年 最后,温度超过 25 摄氏度以后,传统组 化的设备,目前我们能够在短短几周之内内,电池效率就从 17% 左右提升到了目前 件的实地功率输出每升高约 2 摄氏度会 安装一条生产线。的 22% 左右。不过,电流的增长会导致电 下降约 1%。而背接触组件的实地工作温阻的成倍增加。如果电池性能提升,不是电 度 (NOCT) 低 4%,能够产生 2% 的额 大部分组件生产线在全速运转之前都要进压而是电流增强。这意味着,电池性能的任 外电量。 行大量调试——平均需要整整一个月时何提升都会产生增加电阻。这真的非常遗 间。在这一个月中,需要支付设施费用,雇憾。电池研发投入了数亿资金,却只增加了 PES:背接触技术对于最终用户来说意味 佣员工,但往往无法获得预期的回报。而欧组件中的电阻。 着什么? 隆强组件的调试时间最短仅需半天。而背接触能够解决这些问题。在背接触 BV & JB:如果将背接触电池转换为背面接 我们的团队会安装和启动生产线,客户在组件中,电池电流直接输送至电池背面, 触组件,那么每 Wp 将能够节省 0.02 欧 开始生产后的几个小时之内,即可进入全从这里流入铜或铝导电板。导电板的厚度 元。比传统转化成本低 6% 左右。 速生产。没有限制:不会阻碍光照也不需要弯曲。因此,组件内部的电阻可以降至绝对最小 在实地部署中还可以节省其他成本,因为 PES:这是如何实现的?值。 背接触组件的占地面积小于传统组件。因 此,每兆瓦时可以节省约 10% 的资本支 BV & JB:欧隆强采用了截然不同的组件制传统组件的封装电量损失在 2% 到 3% 出。听起来好像很怪,不过背接触组件确 造方法。我们的方法是以一条由若干旋转之间。而我们的组件能够多产生 1% 到 实更加美观。虽然人的品味各不相同,但 承载盘构成的生产线为中心。为每一道工2% 的电量。增加电量听起来可能有些不 大多数人都认为背接触组件要比传统组件 序分配一个承载盘,同步进行制造。可思议。毕竟,我们的组件也有电阻。但我 更好看。们的组件利用光学特性将电阻超额抵消, 借助我们摄像机系统的绝佳机械精度和光即通过玻璃和背板,加上具有反射作用的 最后,背接触组件在加速寿命试验中的表 学校准功能,我们可以实现非常精准的组组件材料形成光陷阱。 现也优于传统组件。尤其是在热震测试中, 件制造。由于我们的生产线是模块化的,因 背接触组件的表现超出传统组件 3 到 4 此所有问题都可以分离出来,尽早发现。由 于我们可以远程调节软件设置,因此可以 www.pessolar.com 27
专家意见 为客户提供极高的运行稳定性。凭借这种 视对方的利益——可以说与中国客户的合 触情绪也直线下降。 全新的方法,我们将整个组件制造市场带 作让我们彼此都受益匪浅。 入了一个全新的纪元。 PES:随着英国脱欧和特朗普入主白宫,全 此外,灵活敏捷是中国市场的一大特征。一 球政治格局发生了巨大变化。这些变化会 PES:自从我们上次交谈之后,你们有没有 般来说,中国厂商总是率先将新的技术发 对当前的贸易协定产生哪些影响? 推出什么重要产品或取得什么创新成果? 展融入到自身业务中。他们的员工——设备 操作人员——技术娴熟,除此之外还有另 BV & JB:我们不是政治家,对这一问题不 BV & JB:当然!我们推出了 Eurolab,这 外一个因素。中国曾经是全球最大的生产 便发表主张。但我可以说,我们不支持增加 是一个严格保密的实验室,欢迎材料供应 市场。现在这一状况正在发生转变,他们 关税和限制贸易。比如:由于欧洲实行太阳 商、科学研究所、挑战太阳能技术的团队和 正在逐渐成为一个巨大的组件安装市场。 能电池板进口限制政策,导致组件价格持 客户来到这里测试和开发背接触概念。 不久前,中国总理李克强承诺会在不久的 续上涨。这造成欧洲电池板的装机量较少, 将来还给中国人民一片蓝天。对抗雾霾需 当地安装行业饱受煎熬。 除了亲自体验背接触技术之外,还能够帮 要太阳能电池板——而且中国对此十分认 助客户缩短实现全速生产所需的时间。借 真。 PES:最后,从全球来看,2017 年你们认 助 Eurolab,客户能够对他们的组件申请认 为哪些地区对欧隆强来说非常关键? 证,同时欧隆强将生产他们的设备,帮助他 PES:中国以及亚洲对于背接触技术的接 们节省数月的时间! 受度如何? BV & JB:我们想说,亚洲和中国市场对我 们来说尤为关键。除了亚洲,我们也非常重 PES:我们知道,多年来贵公司一直活跃于 BV & JB:过去背接触电池的供应即便是 视美国、拉丁美洲和欧洲市场。我们约有 中国市场。中国的太阳能/光伏业务对于欧 有,也非常紧张。亚洲客户过去不愿意整合 80% 的收入来自亚洲;剩余 20% 的收 隆强有多重要? 背接触系统,因为可能出现电池供应短缺 入来自世界其他地区。 和相关生产中断的问题。目前,随着能够提 BV & JB:中国是欧隆强最重要的市场,原 供背面接触电池的供应商数量不断增加, www.eurotron.nl 因很多。首先,我们与中国客户的沟通非常 我们的(潜在)客户对于升级背触技术的抵 愉快。我们相互理解、高度信任彼此,并重28
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争论点 POE 封装薄膜有助于提升玻 璃/玻璃光伏组件的可靠性 撰稿人:陶氏化学 (Dow Chemical) 营销主管 Andrew Yen 玻璃/玻璃光伏组件的制造需求日益增长,因为其具有前后电 池板均可发电这一固有优势。尤其是在高反光环境下,比如沙 漠、水边、屋顶和地上停车场。 Andrew Yen 双层玻璃还能够减少简化结构,传统的笨 POE 封装薄膜案例 生的乙酸都会被封在玻璃层之间,这些乙 重结构经常会产生热点,导致组件退化, 酸带有腐蚀性,会损害组件性能。 甚至烧毁采用传统铝框制造的组件。根据 几乎为零的 PID 国际光伏技术发展路线图 (ITRPV),未来 而 POE(聚烯烃弹性体)封装薄膜不会产 10 年用玻璃制作的背面覆盖材料将变得越 鉴于以上几点,选择适宜的封装薄膜层来 生类似于乙酸的腐蚀性成分,例如陶氏采 来越多,到 2024 年,将有约 25% 的晶 支持玻璃/玻璃组件变得越来越重要。EVA 用 ENGAGE™ PV POE 制造的薄膜。事实 体硅组件采用玻璃/玻璃结构制造。 封装薄膜长久以来一直被用于多种类型的 上,POE 封装薄膜的电势诱导衰减 (PID) 光伏组件。在玻璃前板和塑料背板组成的 几乎为零。封装材料的抗 PID 性在实地应 另据 EnergyTrend 报道,“尽管双层 结构中,EVA 产生的部分腐蚀性乙酸会流 用中更为重要,因为处于高电压压力下的 玻璃并不是什么新鲜的创新设计,但市 过塑料背板。在玻璃/玻璃结构中,所有产 太阳能电池会在短时间内显著退化。较高 场接受度却迅速提升。2016 年,中国 制造商的双层玻璃组件装机量增至约 800~900MW。”虽然玻璃/玻璃组件的 成本比采用塑料背板结构制造的组件更 高,但高出的这部分成本可以抵消,因为 前者的功率输出更大,且预期使用寿命更 长——可保证使用 30 年,而传统组件通 常为 25 年。 这些改进以及可靠性和耐久性等因素使它 们成为了希望降低组件使用寿命内发电总 体平准化成本的客户重点考虑的对象。30
• 提高电气效率 • 延长使用寿命• 提高发电量 • 降低总体成本• 增强可靠性
争论点 水平的抗 PID 性会使组件保持稳定的效 的交替循环后,功率保持水平更高。另外, Andrew Yen 率水平。 采用 ENGAGE™ POE 封装薄膜的组件 表现出了出色的色彩稳定性,有助于防止 陶氏化学太平洋(新加坡)私人有 2013 年,由弗劳恩霍夫晶体硅光伏聚光 经过长期湿热测试后出现泛黄现象,而采 限公司 (Dow Chemical Pacific 太阳能发电中心 (Fraunhofer Center for 用 EVA 薄膜的组件出现了泛黄现象,并 (Singapore) Private Limited) 陶氏 Silicon Photovoltaics CSP) 开展的 PID 且功率衰减更严重。泛黄会降低吸收和折 弹性体、电气及电信亚太区营销主管 详细测试对比了使用 ENGAGE™ PV POE 射光线的性能,因此会影响能量的传输和 封装薄膜的组件和使用 EVA 薄膜的组 保留。 Andrew 的职业生涯始于 h-UCC 新 件。测试显示,使用 EVA 封装薄膜的组件 加坡公司,他于 1996 年加入该公 更有可能出现功率衰减,且出现这种衰减 其他重要优势 司。2001 年,他加入 h-Dow/UCC 的速度要比使用 ENGAGE PV POE 薄膜 新加坡公司。此后,他曾先后在陶氏 的组件快得多。见图 1。 目前,包括天合光能 (Trina Solar)、阿特斯 的密歇根米德兰 (Midland)、中国上 太阳能有限公司 (Canadian Solar) 和比 海和新加坡驻地担任过若干职务, 出色的光学性能 亚迪在内的全球组件制造商均已开始批量 如化验师、客户经理、技术服务与开 化生产玻璃/玻璃组件。因此,材料供应商 发 (TS&D) 人员,涉足从专用聚合 光学性能对于光伏组件的性能来说也至 提供的有助于提高生产效率的优势材料将 物到专用化学品等多项业务。2011 关重要。进入活性太阳能电池材料的光越 会受到热捧。ENGAGE™ PV POE 拥有稳 年,Andrew 重返陶氏新加坡公司, 多,这些电池的能量传输性能越佳。过去, 定的化学成分,能够让组件制造商以更低 担任陶氏弹性体区域营销主管一职。 由于玻璃厚度和不透明等缺陷,透光率一 的成本更加轻松地实现从 EVA 传统封装 最近,他被任命为陶氏弹性体、电气 直是玻璃/玻璃组件的一个问题。而厚度 材料向 POE 封装材料的转型。另外,采用 及电信亚太区营销主管。Andrew 拥 较薄的全新玻璃材料却拥有更佳的透光 ENGAGE™ PV POE 可以不用封边,因为 有新加坡国立大学分析化学专业学士 性能。使用 POE 封装薄膜,例如陶氏的 相较于 EVA,前者拥有更佳的水蒸气透过 学位,以及英国特许营销协会市场营 ENGAGE™ PV POE 薄膜,可进一步提升 率。与传统的玻璃/背板组件相比,玻璃/玻 销专业硕士学位。 玻璃/玻璃组件的性能,因为这种薄膜的折 璃组件还能够降低总体成本。 射率与玻璃非常接近。它减少了折射损失, • 水蒸气透过率 (WVTR) 最大限度提升了透光率。加上较高的体积 此外,采用 POE 封装薄膜制造的组件在 电阻率水平,对整体发电量和功率保持会 以下重要方面的表现也优于采用 EVA 制 • 光传输/泛黄 产生积极的影响。 造的组件: • 防紫外线和抗风化 更高的功率保持水平 • 体积电阻率和泄漏电流 • 能量输出、工作效率、可靠性 玻璃/玻璃组件在海岸、渔业和农业领域有 着广泛的应用。EnergyTrend 近期发表的 • 使用寿命(包括使用寿命内的能量成 一篇文章证实了这一点,文章指出,“双层 本/使用寿命内系统的总成本) 玻璃设计适合位于沿海地区的发电厂,因为 它可以抵抗盐雾。由于这种设计最显著的 因此可以预计,所有采用 POE 封装薄膜 优势是拥有更高的透光率,因此非常适合 制作的所有类型的组件都可以大幅提高组 农业和渔业光伏应用。实际上,光伏市场中 件效率、可靠性和预期寿命,包括玻璃/玻 的这一细分市场目前正在中国蓬勃发展。总 璃组件。所有这些使得 POE 封装薄膜组 体而言,由于农业和渔业应用需求日益增 件的功率输出远远超过采用 EVA 薄膜制 长,EnergyTrend 预计未来中国市场的双 造的组件。见图 3。 层玻璃组件装机量会大幅攀升……。” 由于玻璃/玻璃组件的市场需求显著增长, 这在评估封装材料的长期耐湿热性能时 因此组件制造材料的选择变得越来越重 是个特别重要的考虑因素。该性能可显著 要。如果考虑组件和系统性能、耐久性、可 延长组件的使用寿命。湿热测试已证明, 靠性以及使用寿命,POE 封装薄膜很明显 相较于采用 EVA 薄膜制造的组件,采用 是更好的选择,比如采用 ENGAGE™ PV ENGAGE™ POE 封装薄膜制造的组件能 POE 制造的薄膜。 够在更长时间内保持初始效率水平(见图 2)。长期风化试验显示,采用 POE 封装 www.dowpv.com 薄膜的组件在经过长期湿热和 QUV 试验32
专家意见满足各种需求的解决方案 MBJ Solutions 首席执行官 Michael Fuß 博士向 PES 介绍了 他们的检测系统、模拟和测量工具的发展情况。亚洲是他们 的重要市场。Michael Fuß PES:欢迎接受 PES Solar 的采访。能否介 MF 博士:2009 年我们开始关注电致发光 绍一下贵公司的情况,并简单谈谈贵公司 检测。当时我们的主要目标是提高产品质 在太阳能行业的业务? 量。后来,我们为系统增加了一些功能:暗 IV 曲线测量、二极管检查和电池距离测 Michael Fuß:MBJ Solutions 成立于 量。增加的这些功能很大程度上是为了满 2009 年,理念是打造自动化的电致发光 足客户提高自动化水平和速度的需求。对高 检测系统。公司位于德国汉堡。MBJ 自从 速度和全自动化系统需求的增加,源于市 成立,就专注于为光伏行业的组件生产过 场持续的价格压力。 程提供电致发光检测解决方案,目前已在 PES:市场对新型电池和组件技术不断增 全球销售了 300 多套检测系统。 长的兴趣和接受程度给贵公司的业务带来 了什么影响? PES:MBJ Solutions 提供了一系列模拟和 测量工具和检测系统。目前市场最需要的 MF 博士:新的电池和组件技术对我们的业 是什么产品?为什么? www.pessolar.com 33
专家意见 务产生了巨大影响。我们必须针 PERC 或 值的 5%。整个产品寿命内降低的光度可 PES:展望未来,贵公司打算如何在该测 SMART WIRE 这样的新型电池技术调整 以通过增加电流来补偿,以获得恒定的光 量、光伏检测和测试领域保持领先? 我们的图像处理软件。对于半切割电池设 度。 计,需要设计一种新的组件接触方式,而对 MF 博士:正如我前面所说,我们不断投资 于玻璃 - 玻璃组件,组件的输送变得更加 1000 万次闪光相当于约 30 秒的闪光 开发新产品。我们希望能从客户那里了解行 重要。我们需要不断投资新的设计和技术, 周期,使用 10 年时间。与氙气闪光灯产 业面临的全新挑战,我们愿意调整我们的 不过新的需求也为我们的业务提供了很好 品寿命产生的成本相比,这样节约了大量 技术来适应客户的需求。这就是 MBJ 解 的机会。 成本。 决方案的理念 – 满足不同需求的解决 方案。 PES:您能否介绍一下贵公司的 LED 太阳 PES:我们对 MBJ Services 移动光伏测试 模拟器? 中心很感兴趣,您能介绍一下如何使用、 PES:从全球来看,进入 2017 年后,您认 何时何地使用以及为什么会使用测试中 为哪些地区将成为于 MBJ 的重要市场? MF 博士:我们于 2011 年推出了第一台 心吗? LED 太阳模拟器,它是在我们的移动光 MF 博士:过去几年中亚洲对我们来说是最 伏测试中心 (Mobile PV Testcenter) 装 MF 博士:现在,移动光伏实验室主要用 重要的市场,我认为 2017 年不会有很大 配而成的。当时我们只使用了一种类型的 于在现场安装之前对组件进行检测。通过 的变化。2017 年,印度将会是我们的一个 LED。2014 年,我们开发了第二代 LED 装运后检测 (PSI) 来检验所交付面板的 重要市场,我们发现这个市场很有潜力。另 太阳模拟器,这是一款经过 TÜV 认证的 质量。这包括生产质量以及物流链。对于 外,我们还发现东欧和俄罗斯也会更多机 A+A+A+ 太阳模拟器,使用了 6 种不同 EPC 而言,装运后检测是确保所交付组件 会。另外,我们在美国也会有几个很棒的项 类型的 LED。后来我们在 2016 年推出 质量的重要测试。只有在完成这项测试后, 目。通过我们全新的后端解决方案,我们还 了 BackendSolution,这款 LED 太阳模 才会向组件制造商付清全部款项。 发现了欧洲市场的潜力。 拟器可用于组件生产。2017 年,我们将推 出超广谱的第三代产品。第三代太阳能模 之后,在光伏装置最终验收之前,要再次测 PES:随着英国脱欧和特朗普入主白宫,全 拟器将完全符合即将公布的第 3 版 IEC 试所安装的面板。这项测试通常是太阳能 球政治格局发生了重大变化,您认为这些 标准。 园区投资者要求的,目的是保证他们新资产 因素将会如何影响当前的贸易协定? 的安全。通常,根据 AQL 通用 2 级检测 PES:这种技术与过去使用的传统氙灯技 的规范来测试一部分安装的组件。 MF 博士:脱欧是欧洲的耻辱。欧洲过去 术有什么不同? 60 年的自由是建立在欧洲统一和欧洲自由 现场实验室测试的另外一个重要用途是在 贸易的基础之上的。我希望并相信欧盟能 MF 博士:氙灯技术一个众所周知的缺点就 暴风雪后检测雪或冰雹造成的损坏。 够在没有英国的情况下继续繁荣发展。不 是氙灯的寿命相对较短。它们会不断老化, 过,我也相信欧盟和英国会找到解决方法, 过几个月就得更换。由此产生的备件成本、 移动光伏实验室还可以用于出售光伏发电 避免对彼此的贸易产生负面影响。 人员费用和故障停机导致的较高运行费用 厂的检测。它可以提供光伏组件的现场健 大幅提高了系统的维护成本。 康状况,为估算资产的实际价值提供有价 美国的情况更加复杂。正如我们过去几周 值的信息。 所看到的,特朗普要改变政治规则,所以很 氙灯的另一个缺点是闪光持续时间较短。 难说接下来会发生什么。特朗普忽视全球 当今广泛使用的高效率太阳能组件的电容 PES:贵公司经常会提供定制服务,为什 变暖的事实,并且努力推动美国石油业行 效应给测量带来了极大的困难。 么提供这种服务?这种服务对成本又有哪 的发展。 些影响? 我们的 LED 太阳能模拟器能弥补氙灯技 他“美国第一”的政策不允许美国从世界 术的缺点。通过使用 LED 闪光灯,轻松实 MF 博士:我们建立了一个全球化的合作伙 其他地区进口光伏组件,不过我发现美国 现了长时间的闪光持续时间,并且 LED 的 伴网络,来为市场提供测试服务。我们会为 的工业并没有强大到足以提供美国市场所 闪光次数可以达到数百万次。在正常工作 该网络中的合作伙伴提供支持,并且经常 需光伏组件的程度。明年美国的光伏行业 条件下,不再需要更换 LED。 直接参与测量。一个标准测试日内,一个移 将会面临更大困境。也许设备供应商有一 动实验室可以测试约 300 个面板。高容 点机会,因为美国可能想加强自己的太阳 我们在实验室中对我们的电路板进行了测 量测试每个面板的价格可以低至 10€,这 能行业。 试,在恒定电流下闪光次数可以高达 1000 对于一种结合了闪光测试和电致发光图像 万次。测试结束时,LED 的退化小于初始 的测试而言,是非常有竞争力的。 www.mbj-solutions.com/en/34
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专家意见光伏连接器的领跑者 1996年至今,史陶比尔光伏连接器已成功连接全球超150GW 光伏系统。洪卫刚,史陶比尔杭州公司电连接器事业部经理, 向PES讲述了如何在竞争激烈的市场环境中实现这一重要里 程碑。 洪卫刚 PES:欢迎来到PES,非常高兴能与您对 为行业标准。所有史陶比尔电连接器都基36 谈。您能简要介绍一下史陶比尔吗? 于MULTILAM技术,它能保证产品的质量 和可靠性。 洪卫刚:谢谢。Stäubli Electrical Connectors是Stäubli Group的一部 PES:截至目前,史陶比尔光伏连接器已成 分。Stäubli Group成立于1892年,是纺织 功连接全球超150GW光伏系统。这对贵司 来说,意味着什么? 机械、工业连接器和工业机器人三大领 域机电一体化解决方案供应商。Stäubli 洪卫刚:对于这一点,我们当然非常自豪。 Electrical Connectors前身为Multi- 这个数字是非常惊人的。2016年底,全球 Contact,1962年成立于瑞士巴塞尔,拥有 光伏装机量约为300GW,这就是说,约有 约55年电连接专业经验。1996年,作为光 一半的光伏系统使用原版史陶比尔光伏连 伏连接器的先驱和领跑者,Multi-Contact 接器。同时,我们更关注长期稳定性。史陶 率先推出全球首款光伏连接器MC3。2002 比尔光伏连接器能够在系统寿命周期内, 年,MC4面市,迅速得到市场认可,逐渐成 保持持续较低的接触电阻。
专家意见 ‘ 雾霾问题日益严峻,公众对环境问题的关注 越来越高,且大多数人都认同可再生能源.’光伏连接器是光伏系统的关键零部件,如 投资回报(ROI)是重要衡量指标。这就要 资以保持市场领导地位。另外,一些趋势果它们工作不正常,系统的性能会在短时间 求选择可靠的合作伙伴及其产品,相信基 值得我们特别关注,如商品市场的转型、面内急剧恶化。虽然现在全球都在推动光伏 于成功连接150GW的经验,史陶比尔会成 向成本的设计(design-to-cost)以及低成发电,但是如果光伏系统因为使用质量差 为客户的最佳选择。 本且高性能。这也是合乎逻辑的结果。那的产品,使其性能只能发挥60~70%,这会 么,在市场竞争及价格压力的背景下,大家是一件很糟糕的事情。 PES:贵司是如何达到这一成就的?有何 关注的焦点转向“足够好”(good enough) 秘诀? 的原则。我们的客户对史陶比尔公司及其产品十分认同,将我们视为市场领跑者。1996年以 洪卫刚:一个原因是,我们与商业伙伴及客 同时,公众已经建立起这样一种认知,即光来,作为光伏连接器领域的先驱,我们已经 户的紧密合作。当然,最重要的,还是依赖 伏是未来能源。这得益于很多因素,比如文积累了超二十年专业经验和知识。有些产品 我们所拥有的MULTILAM核心专利技术,它 化的发展,光伏为当地创造发展机会,以及已应用20余年,这是我们产品质量和长期 已成功应用50余年。作为一家瑞士公司,我 越来越多的市场进入者。遗憾的是,市场上可靠性的有力证明。市场的认可和检验胜 们自然十分注重质量。我们不仅能够引领 也出现了很多仿冒产品,而且质量很差。过所有实验室的数据。 行业趋势,而且能够提供真正的系统解决 方案。我们在世界各地都拥有优秀的员工, PES:有哪些特殊因素促成了这一发展?PES:150GW对于行业来说,意味着什 这也得益于史陶比尔的全球布局。所有这么? 些因素一起,促成史陶比尔能够在特定行 洪卫刚:雾霾问题日益严峻,公众对环境问 业树立标准。 题的关注越来越高,且大多数人都认同可洪卫刚:这是独一无二的。做一个对比,目 再生能源。前最大的组件厂商出货量约为20~25GW。 比如,早在1996年,史陶比尔即开发了全球我们在推动光伏能源向能源中心迁移做 第一款光伏连接器。起初,光伏制造商集中 地方可再生能源激励计划、补贴以及部件出了重要贡献。然而,同时必须指出,连接 在日本和德国,但是市场容量并不大,而且 成本下降等经济因素,也起到了一定作用。器、接线盒和电缆仅占光伏系统初始成本 技术门槛很高。后来,我们与行业内顶尖公 这些经济因素,同时促进了技术进步和光不足1%。若在光伏系统的能量传输节点,没 司和研究机构一起,有针对性的合作以及 伏系统效率的提升。有使用高品质的产品,那么再高效的组件也 开发产品。无法发挥它的价值。 光伏的度电成本(LCOE)逐年下降,且平价 我们很早就在产能扩张上进行投资,以期 上网指日可待。越来越多投资者进入光伏行业内成本压力很大,包括系统平衡部件 进行全球化业务。基于这个坚实基础,我们 行业,这一趋势不可阻挡。光伏势必会成为(BOS)。业内越来越注重成本,盈利能力 平稳地度过了光伏行业的动荡转变,包括 未来能源中心。却显滞后。因而,电站质量和效率应该成为 技术及全球市场中心转移。大家关注的重点,这才是核心竞争力所在。 PES:史陶比尔光伏连接器的质量以及长 今天,我们的客户分布在全球67个国家和 期可靠性如何?改进的关键在于资本效益与运维水平的提 地区。我们为包括组件、逆变器、EPC、安升。当涉及到评估投资回报率(ROI)的相 装商和电站开发商等客户提供产品服务以 洪卫刚:史陶比尔光伏连接器均由我们公司关风险时,这一点经常被低估。连接器、接 及定制化解决方案。 自己生产,这可以保障连接器的一致性以及线盒和电缆在系统成本中,占比很小。单就 标准化。除此之外,我们拥有自己的生产设连接器来说,仅占初始成本(CAPEX)不足 PES:从何时开始,史陶比尔电连接器由 备,俗称“八爪鱼”。0.5%。一些电站开发者仍通过其他方式来 利基产品转向量产产品?这其中的挑战是节省这部分成本,如通过选择低质产品、互 什么? 我们连接器的接触电阻以及长期可靠性数插以及不正确的安装等。然而,这看似不起 据,远在认证的要求之上。我们是在超出眼的零部件,却会给光伏系统带来决定性 洪卫刚:这个趋势可以追溯到21世纪初,且 行业标准的测试条件下,去评估与测量产的影响。它会增加系统的技术风险,造成电 在2005~2010年间有了强势增长。其中挑 品的可靠性,比如仅有我们拥有耐氨及防量损失、系统停机和火灾风险,同时无疑会 战包括标准化趋势、不断发展的全球市场 盐雾证书。当然,现场应用经验远比实验增加系统的运维成本(OPEX),进而造成 以及高技术要求下的显著价格压力。 室数据重要。过去二十多年,史陶比尔光伏电站收益损失。 连接器已成功连接全球超150GW光伏系 这期间,光伏市场中心也从欧洲转移到亚 统。跨地域,多领域,大家都可以发现史陶光伏系统在获得融资认可时,低风险及高 洲。当然,这也为我们带来了新的商业伙 比尔产品的身影,即使是在一些极端应用 伴。我们必须跟上市场的趋势,并通过投 环境下。 www.pessolar.com 37
专家意见 我们的产品具有非常低的故障率(PPM)。 我们非常重视可持续发展,而且史陶比尔 部分厂商使用低质或再生塑料颗粒(回料) 是一家重视文化多样性的公司。我们在全 ,以降低生产成本,但这会造成电站故障风 球29个国家和地区拥有分公司,能够为客 险大大提高。史陶比尔绝不再生产过程中 户提供及时的在地服务。 添加回料。 PES:展望未来,您认为有哪些发展趋势? 但是,光伏电站中,不同厂商连接器互插以 史陶比尔如何应对,以保持市场领导者地 及不规范安装(特别是压接)现象普遍。很 位? 多业主,还没有意识到这些做法将对电站 运营带来的风险。 洪卫刚:未来会出现越来越多的细分市场, 比如BIPV、光伏储能等。 “类MC4”出于市场推广,宣称可与史陶比 尔MC4互插。尽管外形上,看似完成了连 我们认为美国、中国、日本和印度的市场会 ‘跨地域,多领域,大家都可 以发现史陶比尔产品的身影’ 接,但是隐形的安全风险已然发生。不同厂 持续强劲增长。中东和北非、南美以及东南 产品介绍: 家连接器在规格、尺寸和公差等方面并不 亚这些新兴市场,也富有新引力。随着越来 一致,所以根本无法百分百匹配。TÜV也早 越多投资者进入光伏行业,他们在意高质 原版MC4:MC是Multi-Contact的缩 有声明,禁止不同厂家连接器互插。 量、低风险以及稳定的投资回报,成本优化 写,4是技术参数(金属针的尺寸是Ø4 和产品开发会成为大家关注的焦点。 )。2002年上市,迅速得到市场广泛认 连接器互插,会导致温度升高、接触电阻变 可,至今仍占据市场主流。MULTILAM 化和IP等级无法保证的问题,进而严重影 作为史陶比尔,我们会继续聚焦于产品质 核心专利技术具有长期稳定性,保证 响电站的发电效率和安全。若真得出现问 量,持续创新,并且对运维服务做出快速 连接器在整个寿命周期内保持持续低 题,则极有可能导致法律纠纷。由于法规并 响应。在客户端,我们将着力与竞争对手区 的功率损失。 不健全,互插导致的问题,保险公司可能拒 隔开来,比如通过提供优质的培训及售后 绝赔偿。当然,这些不确定性也会影响项目 服务等。 MC4满足IP65和IP68防护等级,环 的融资能力以及投资回报。 境温度范围–40°C~+90°C(IEC和 PES:您如何看十年后的光伏产业和技 UL,1500V),对紫外线、盐雾和氨具 PES:史陶比尔的优势是什么?公司如何应 术? 有耐候性。 对竞争? 洪卫刚:光伏行业将继续保持增长势头, 洪卫刚:史陶比尔光伏连接器已成为行业 且在公众的日常生活中,发挥日益重要的 标杆。对于产品质量,我们从不妥协。而 作用。无论是通过大型地面电站、分布式光 且,我们拥有50余年电连接专业经验,积 伏、储能还是BIPV等形式,光伏都能够向社 累了超过20年的光伏连接专业知识。 会提供智能的可再生能源。 史陶比尔拥有良好的财务状况,我们可以 光伏在一次能源生产和消费的占比会越来 持续进行产能提升。在整个光伏产业链 越高。全球大型企业会逐渐进入到光伏行 中,我们与业内企业保持着紧密和持久的 业,而高质量的产品必将在ROI和可融资能 合作关系。史陶比尔是一家以客户为导向 力驱动的市场中,赢得胜利。 的公司,我们能够为客户提供创新的解决 方案。 www.staubli.com/electrical38
全球成功连接超150GW光伏系统我们的经验是您的优势久经考验的品质每一细节,史陶比尔电连接器皆蕴藏精工造诣、高可靠性和安全。史陶比尔MC4,已成功连接全球超150GW光伏系统。我们的经验是您的优势。史陶比尔的优势史陶比尔拥有125年历史和50余年电连接专业经验,是光伏连接器领域的先驱和领跑者。您始终如一的合作伙伴相约2017 SNEC:E1-358www.staubli.com/electricalStäubli 是 Stäubli International AG 的商標,在瑞士和其他國家均已註冊。我們保留權利在毋須事先通知下進行產品規格的更改。© Stäubli 2017 | Photocredits: Stäubli
争论点 科技领先的背板 当市场上要求一种具有优异的耐久性和可靠性的材料时,聚烯烃在 - 高效的阳光反射性 电缆应用上的优质表现走入了人们的视野。也并不奇怪聚烯烃在 诸如密封材料市场上赢得了自己的地位。 - 出色的抗风沙侵蚀性能以及抗紫外光稳定性。 在单层屋顶的市场上,聚丙烯聚合物已经得到成功的使用,并且成 - 背 板的收缩系数更小,使制造更大更轻的组件成为可能,尤其 为了耐久性的参照物和标杆。 对于1500伏的组件。 基于聚丙烯聚合物的防水薄膜已经证明了它们能够长时间的抵抗 - 更低的水汽透过性和更高的醋酸透过性。 风沙,阳光,积水直接侵蚀的能力。 - 背 板北部的“可焊性”,给生产和设计提供了新的思路。 新材料,新工艺,新的机会。 RENOLIT REFLEXOLAR 1500 PO 是一种采用共挤工艺生产的新 等级的背板,此种背板是材料和工艺共同创新的产物,使太阳能生 产厂家有新的机会,有效的使组件进一步降低成本和提高可靠性。 此种背板由创新性的共挤工艺生产,此种工艺在高温下,将稳定性 能的聚丙烯,热塑性的聚烯烃和粘接层结合在一起。结果是生产出 可靠的聚丙烯聚合物薄膜并带有优化的和EVA及POE密封材料粘 接的性能。此种工艺也允许对针对有特殊要求的密封材料,可以非 常容易的切换不同饿粘接层材料以满足更高的密封要求。 10 Years Positive ExBpAerRiIence South of Europe Figure 1: 直接暴露于紫外线,风沙和湿热环境下10年之久的聚 丙烯聚合物薄膜(意大利南部) 既然如此,为何聚丙烯聚合物不能在背板市场上取得一席之地呢? Figure 2: 电镜显示在聚丙烯和热塑性聚烯烃的界面上有持续的 事实上对比与PET材料,聚丙烯占有成本上的优势,但是一个主要 薄层结晶现象 的问题是,对比PET材料良好的延展性,聚丙烯材料如何取得和密 封材料(EVA和POE)的可靠良好的粘结性。 幸运的是,最近在聚合物技术上的突破性进展,是人们获得了革 命性的热塑性聚烯烃粘结材料,此种粘结材料使聚丙烯聚合物和 聚乙烯密封层的结合成为可能。通过共挤技术的使用,生产出可 靠的聚丙烯基材的背板。此种背板可以和组件密封材料(EVA和 POE)良好粘接,并且不存在分层现象。 此文在针对此背板进行不同测试结果的基础上,解释并介绍了此 种新材料的不同优点。 - 优异的各分层之间的粘结性以及优异的抗水解性能。40
争论点无液体粘接剂和无卤族元素的可回收聚 多层背板面对电池片的一面由黑色但对红 PET核心层会较易暴露于阳光即紫外光之烯烃材料: 下,由此导致背板的开裂。 外光完全可透的聚集物构成,同时在下面此背板完全基于聚烯烃聚合物,而此聚合 Figure5显示市面上的镀膜PET背板产品在物在本质上就是抗水解及易于回收利用 一层则为白色的反射层。当阳光照射在组件 落沙试验的结果。仅仅在使用500克沙粒的。 在生产过程中完全不用到任何液体 上时,可见光波范围内(300-750nm)的阳 进行试验后,镀膜层已经剥离,PET核心不粘接剂,各层之间的粘接完全取决于各薄 光在背板的黑色层面上会被吸收,组件呈 再受到保护。层聚合物之间的共结晶作用,这是一种对水解不敏感的机制。在电子显微镜下我们 现出均匀的黑色,但,大于可见光波长范围可以更好的观察到。(figure2)多层背板的 的红外光(>750nm)会穿透背板的黑色层分层现象因此也已经成为历史。 500g 1500g 3000g“聚丙烯层/热塑聚烯烃层/粘接层”的结构,保证了和组件EVA材料的优异和可 Figure 4: 强力落沙试验结果。表面的褪色并不影响REFLEXOLAR靠的粘结性。也正因为所有的分层都是基 1500 PO背板在紫外光下的稳定性。于聚烯烃材料,它们在生产过程中易于稳定和在发生积聚时变色,但并不有损背板 500g 1500g 3000g的工艺性和抗水解性。相反的是,通常的PET材料背板抖含有一个不稳定的透明的 Figure 5: 强力落沙试验结果。表面膜层的剥离使对紫外光敏感核心层。 的PET核心层直接暴露于阳光下。提高组件输出功率 (常规的白色及特殊的 并会被下层的白色反射层完全反射回去。 72片,额定 1500 VDC的组件,将翘曲(玻黑色红外反射背板): 璃状形变)的几率降至最低: Figure3中的绿色曲线表明了“黑色红外反作为块状沉积的结果,此背板对比透明的 射REFLEXOLAR 1500 PO背板”的测试 用于生产REFLEXOLAR 1500 PO背板的原PET核心层背板具有更高的反射率。 结果。在可见光区域(300-750nm)为黑色 材料(聚丙烯聚合物)经过精心的选择,以Figure 3显示出三种不同背板的反射率曲 (无反射)及在红外光区域(>750nm)的 最大限度的减少层压冷却后的温度应力,线(蓝,黄及黑色曲线),此三种不同背 反射。 以保证层压件更少的翘曲变形和玻璃状形板均有透明的PET核心层及不同的白色薄 变。此点在生产大尺寸组件(72片甚至更保护层。对比下来,这些背板的反射率均 对比于使用传统黑色背板的组件,使用黑色 大)尤为重要。我们推荐使用更薄的盖板玻比REFLEXOLAR 1500 PO背板的反射率 红外反射REFLEXOLAR 1500 PO背板的组 璃(以减少重量)以及更厚的背板(1500低20% 以上(见棕色曲线)。因为在PET 件可以提高输出功率至1.5% 伏)。背板中,它们只能在外部的膜层或保护层中加入适量的聚集物来增加反射率,但 不再害怕磨损: 当要求更多的减少收缩应力的时候,使用因条件所限,并不能取得较好的效果。 REFLEXOLAR 1500 PO背板(因为背板生REFLEXOLAR 1500 PO 背板就没有这个限 因REFLEXOLAR 1500 PO背板本身就是在 产过程中可以更自由的选择原材料和聚合制,它可在核心层中加入足够的聚集物来取 紫外光下非常稳定的材料并还有大量的聚 物)更是一个不错的选择。得较高的反射率。 集物,如果背板外部被风沙侵蚀,只会导致 聚集物的大量聚集。Figure4显示了经过强 Figure 6显示了PET基体背板和PP聚合物使用较厚的白色粘接层的PET背板(PPE背 力落沙试验的结果。只在背板表面留下了 基体背板在弹性模量上的对比。使用不同板-红色曲线),则具有界于REFLEXOLAR 深浅不一的褪色痕迹。 的PP聚合物,弹性模量可以减少6-50倍。1500 PO 背板和上述三种背板之间的反射率。 对比于典型的PET背板,由于表面保护层 的抗磨损性能较低,对紫外光非常敏感的众所周知,组件在使用黑色背板时,对比使用白色背板,输出功率大约会降低3%。因此,使用REFLEXOLAR 1500 PO 背板的组件,输出功率比使用一般组件的背板大约可以提高0.6%。多层的共挤工艺,使设计制造黑色的红外光反射背板成为可能。Figure 3: 各种不同工艺和技术生产的背板发射率对比。REFLEXOLAR 1500 PO 背板取得优异的反射率。 www.pessolar.com 41
争论点 Figure 6: PET背板和不同PP背板弹性模量对比。PP背板配比可 根据对收缩量的需求自由选择。 减少腐蚀 (低水汽透过率及高醋酸透过率): Figure 9: 连接聚丙烯聚合物防水薄膜。两层薄膜紧紧的连接在 一起,提供可靠的防水保证。 REFLEXOLAR 1500 PO背板由不同层的聚烯烃和聚丙烯聚合物 所构成,因此它也具有了相比于PET背板更高的醋酸透过性(见 figure7)和更低的水汽透过率(WVTR)(见figure8) 在组件温度升高的时候(如阳光较好的日子),REFLEXOLAR 1500 PO背板的WVTR相比PET背板上升较快(见figure8),保证 了组件内部的干燥。在低温时(寒冷潮湿的夜里),外部水汽进入 组件的速度要比PET背板慢。这些都减少了组件发生腐蚀的风险并 延长了组件的使用寿命。 1 2 Figure 7: REFLEXOLAR 1500 PO 背板的醋酸透过滤要远高于 Figure 10: 在聚丙烯聚合物背板的粘结的附加部件。 PET背板(通过测量用背板密封的胶囊失去的重量-60°C) (1) 拉伸强度 > 240 kg 及 (2) 在6 Bar的重压下而无泄漏的紧密 Figure 8: REFLEXOLAR 1500 PO 背板在水汽透过率上更加的实 结合 用。它在寒冷潮湿时阻止水汽进入,并在干燥炎热的条件下加快 水汽的排出。 实用的设计,特别在附属部件的粘结及智能生产时: REFLEXOLAR 1500 PO背板的背面,也就是空气面,为聚丙烯聚 合物,为了附属部件的粘接及智能生产,它可以很容易的得到性能 优化。 智能生产(如3D打印)使用熔融的PO材料,并加入粘接材料,以得 到所需的零部件。 使用这种技术,组件层压件的背面可以更可靠的和如加固元件,安 装元件或其它元件结合在一起。组件的回收更加容易。此技术同样 适用于跳线盒和边框的安装。它不仅适用于大批量的生产也适用 于小量的客户定制生产。 在防水薄膜企业中,此种粘结工艺已经取代传统的胶水几十年之 久。这样的成熟的技术为部件的连接处(接口)提供了更可靠和耐 久的保证。 www.renolit.com42
RENOLIT REFLEXOLAR性价比极高的共挤的太阳能组件背板 新材料 新工艺 新的机会在耐久性和反射性上达到新的高度RENOLIT REFLEXOLAR 1500 PO 背板是基于共挤工艺生产的背板。它是72片,额定1500伏组件的最佳选择。性能可靠,性价比高。减少翘曲变形,提高抗磨损性,提高组件输出功率,以上种种,仅仅是它所有优势的些微表现。新的 RENOLIT REFLEXOLAR 背板由特别改进的聚合物制成,无氟,无刺激性,可回收。并且提供更加实用的水汽透过性和醋酸透过性,降低组件腐蚀的风险。更多信息,请访问 renolit.reflexolar.com
专家意见测量测试仪 h.a.l.m. elektronik gmbh 总经理 Moritz Meixner 再次接受 PES 采访,与我们探讨了该公司在高品质测试仪产品系列上 的发展状况。他还非常热衷于满足员工和客户的研发和培训 需求。 Moritz Meixner PES:欢迎回到 PES Solar/PV 杂志。感谢 池和太阳能组件特性测量系统。我们的光44 您接受我们的采访。为了照顾一下新读者, 伏产品系列包括电池测试仪、生产和研发 能否简单介绍一下贵公司的背景,以及目 专用组件测试仪,以及太阳能系统室外测 前在太阳能/光伏行业中的业务情况? 试仪。 Moritz Meixner:h.a.l.m. elektronik PES:h.a.l.m 以为光伏技术提供高端测量 gmbh 是一家秉承高道德标准,并且对可 系统而闻名。您能为我们详细介绍一下贵 再生能源的未来抱有坚定信念的家族企 公司的太阳能组件测量工具吗? 业。h.a.l.m. 于 1984 年成立于德国法兰 克福,曾涉足材料测试、化工、医药、汽车 MM:h.a.l.m. 的产品组合包括覆盖各类应 等众多行业领域,近 15 年来一直专注于 用的多种测量设备。我们的组件生产系统 光伏行业。目前,我们供应全套太阳能电 适用于多种不同的系统设计,具体取决于客 户的技术要求。
专家意见所谓 cetisPV-IUCT-M 是一个灵活的组件 是一款独特的专为高端研发应用开发的测 加上 h.a.l.m. 先进的 IV 曲线示踪仪以及生产系统,可用作隧道或塔式建筑闪光器。 量系统。 我们独特的“增强型磁滞”高效太阳能电诸如电致发光图像采集等可选功能能够与 池测量方法,该系统能够达到当前和未来此闪光器类型集成,增强对生产工艺的质 其独特性在于,可借助不同的选项对系统 太阳能电池技术的要求。量控制。 进行多种改进,这些选项包括:延长闪光持 续时间暗场IV测量,温度控制测量、额定功 另外,该系统基于创新的模块化设计,可通我们的 cetisPV-IUCT-Q 代表着更先进的 率、电致发光成像、能量评级矩阵测试,磁 过附加硬件和软件选项(如电致发光图像组件生产解决方案。该系统类型采用桌式 滞测量,以及低辐照度测量时的 A+ 级光 采集、温度控制测量以及符合标准的低辐闪光器,专为下打光式太阳能组件测量设 谱失配。 照度 IV 测量)轻松改进标准基础包。计。该装置结构紧凑,无需与另外的暗室集成,且占地面积较小,这使得该系统非常适 PES:h.a.l.m. 的研发专用工具有何优势? 我们的 cetisPV-EL-package-M 包含全套合空间紧张的车间。 我们对于闪光器集成电致发光图像采集和 闪光器集成检查系统,该系统通过高分辨 温度控制测量尤为关注。 率电致发光成像解决方案辅助标准 IV 测该系统可与任何类型的自动化生产线集 试仪。它是一种灵活的工具,提供各种缺陷成,且集成原理简单,因而无需处理额外的 MM:cetisPV-Modulestest3 是一个离线系 的可视化,适用于生产线和研发系统。组件,这让该系统成为帮助制造商节省成 统,专门针对现代化研发实验室和研究所本和时间的解决方案。 的需求设计。该系统配备脉冲太阳模拟器、 因此,该工具能够为增强型在线质量控制 相应的 IV 测量电子元件以及经过优化的 和研究应用提供更多好处。该选项可与除了上述生产系统之外,我们还供应研发专 暗室。该模拟器可自由编程,并在长时间闪 h.a.l.m. 的标准操作软件完全集成,在同用测量设备。我们的 cetisPV-Moduletest3 光过程中从单一光源提供高度稳定的辐照 一系统中实现无缝数据处理和分析。 度输出。 www.pessolar.com 45
专家意见 cetisPV-Therm-package-M 是我们离线系 我们的新方法支持精确测量最高效硅太阳 于测量双面太阳能电池的在线系统。 统的可选包,可进行太阳能电池和组件的 能电池和组件的 IV 曲线,测量时间最短 辐照度和温度相关性性能测量。它可帮助 可达 60 毫秒,而且不会对电池电容的测 这一全新系统类型将为制造商保证该新兴 研究实验室和研发中心根据 IEC 61853-1 量结果造成任何影响。通过这种方式,我 电池技术的质量提供新的可能。另外,我们 标准确定温度系数和测量额定功率。 们能够提供符合当前和未来市场的生产速 近期将经过专门调整的组件生产系统整合 度要求的解决方案。 进了双面太阳能组件的生产线。 该选项配备带有高精度温度调节装置的隔 热测试箱。控制操作全部通过 h.a.l.m. 软 PES:您能否告诉我们 h.a.l.m. 的解决方 PES:我认为,培训对贵公司来说至关重 件 PVControl 完成,从而实现性能测量的 案与其他供应商的解决方案有什么不同之 要。贵公司会为技术人员和客户提供定期 完全电气自动化。 处,为何不同,以及能够为制造商带来哪 培训吗? 些优势? PES:就目前正在生产的多种组件类型而 MM:当然会,这对于 h.a.l.m. 极其重要。 言,您认为市场最感兴趣和/或需求最大的 MM:h.a.l.m. 在光伏市场中的声誉和经验 我们对客户进行定期和反复培训,以确保我 是什么? 众所周知,过去 15 年来备受认可。标准 们的设备得到充分利用。除了客户,我们还 IV 测量设备的卓越性能已获得业内多家市 投入大量资源对工程师进行培训。我们不 MM:市场趋向于高效电池/组件,它们本身 场领先制造商的认可。 断开发新功能,因此我们也需要持续提升 具备高电容效应和高生产速度。这需要改 人员素质。我们深知,只有合格的操作人员 进测量方法,对这些电池/组件类型进行可 凭借标准 IV 系统的坚实基础以及额外的 和工程师才能成功地做好本职工作。 靠的 IV 测量,并符合生产速度要求。 完全集成附加功能,我们能够为客户提供 独一无二的全套质量和过程控制解决方 我们的成功根植于我们对解决方案的投 PES:我们很想进一步了解高效组件单闪 案,该解决方案可整合进单个测点,且与 入。对于 h.a.l.m. 而言,仅仅销售硬件根 灯增强型磁滞这一软件功能。其进步程度 光伏行业目前和未来的生产速度要求相匹 本不是办法。我们希望能结合专业知识, 如何,以及为何如此重要? 配。 尽可能最好地使用和操作我们的高品质系 统,以便让我们的客户及其产品从中受益。 MM:增强型磁滞是 h.a.l.m. 于 2014 年 PES:研发对于 h.a.l.m 来说重要程度如 推出的独特评估程序。其测量方法基于“ 何?贵公司目前正在研发哪些新项目/产 PES:从全球视角来看,我们迈入 2017 年 磁滞测量”,即测量单一光脉冲内部,从短 品? 后,您预计哪些地理区域对于 h.a.l.m 来 路电流到开路电压,以及从开路电压到短 说非常关键? 路电流的 IV 曲线。 MM:h.a.l.m. 非常注重新产品和解决方案 的开发。因此,我们已与全球领先的制造商 MM:2017 年的主要市场当然是亚洲,重 这两种测量均会受到太阳能电池电容效 和研究所建立了密切关系和合作网络,这 点在中国大陆、中国台湾和韩国。但我们也 应的强烈影响。不过,借助扩展二极管模 让我们得以全面掌握当前的市场形势以及 高度关注泰国、马来西亚和越南等东南亚 型,我们能够在无需调整任何其他参数的 未来的市场趋势。目前,我们正与一家领先 国家。今年我们观察到印度市场的需求持 情况下,从这两种测量中提取稳态等效的 的研究所合作研发一个试点项目,开发可用 续增长。h.a.l.m. 密切关注新的新兴市场, IV 曲线。 并且定期评估新的可能性。 PES:随着英国脱欧和唐纳德·特朗普入 主白宫,全球政治格局发生了重大变化。 您认为这些因素将会如何影响当前的贸易 协定? MM:很可能没有影响,因为光伏在全球范 围内越来越被视为主要的发电来源之一。 我们预计政局变化不会对全球光伏市场造 成重大影响。 www.halm.de46
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智囊团 在ALD的SCU炉中的 高效多晶硅铸锭 关键词:硅结晶,硅锭加工,Mono2™ 技术,类单晶,铸造单晶,铸造坩埚,高效多晶硅片 摘要:太阳能应用中,无论铸造多晶还是单晶锭,对于决定大规模硅锭产出率,炉子温度的均匀 性和坩埚特性是两个主要的影响因素。此外,坩埚在决定结晶质量过程和太阳能电池转化效率 中扮演着重要的角色。我们对于全新的坩埚设计进行了审查并借以阐述了当前的限制条件。本 文讲述了新坩埚的详细成本分析,量产可行性和实验室测试,讨论了初步硅锭和硅砖的数据,优 化工艺的推荐和此项技术的局限性。 1前言 图1:SCU炉设计的剖面图 2.2 高效多晶铸锭的应用 在其它大多数多晶硅锭炉设计中,因为 在2011至2017年期间,太阳能光伏市场特 图1的SCU炉设计示意图显示了顶部和底部 坩埚底部存在温度变化,所以15mm 别是多晶硅锭/硅片生产领域经历了产能 的加热器配置和主动冷却。 厚的HPM晶种层往往太薄了。相比之 过剩的调整,而终端用户市场则持续增长, 下,SCU炉设计采用了独立的顶部和底 其CAGR(年复合增长率)达20%左右。在 2: 结果和讨论 部加热控制器,这就实现了均匀且自定 平衡作用和由此导致的兼并过程中,所有 义的固液界面。结合使用PLC控制的界 对于资本设备的投资都停止了,大部分研发 2.1 用于生产HPM硅锭的低成本坩埚 面测量和边界跟踪系统[2],工艺工程师 经费主要集中于利用现有的铸造炉对硅片 就可以定制温度分布和其它运行条件, 质量和电池性能进行改进。与此同时,工艺 2014年,ALD设计了一个全新的多功能坩 和材料成本作为总体铸锭拥有成本(CoO) 埚概念。该坩埚设计利用了SCU炉独有的 图2:全新、低成本坩埚设计及可重复使用 的重要部分有所降低。到目前为止,在降低 恒温分布特性。早期实验已证明了这一概 底板的示意图 坩埚成本和提高性能方面的投资很少,这 念的可行性,以及它与HPM硅锭生产中引 进而可以利用如图3所示的细粒基底电 使得坩埚仍然是主要的成本要素以及限制 晶技术的兼容性。ALD已于2014年申请了 荷层和小芯片原料(“晶种”)以启动熔 铸造系统性能的部件。 该新型坩埚的专利。其设计概念参见图2中 融硅结晶过程。 关于第6代坩埚的示意图。代替了传统的、 15mm厚的晶种层足以防止熔穿,从而帮助 今天,从硅锭上切割下来的高效多晶 二氧化硅坩埚底部,新设计采用可重复使 硅锭生产商节省增加晶种层厚度所需要的 (HPM)硅片仍是主要的产品。HPM硅片 用的底板,其导热系数可根据HPM工艺的 成本,同时因得益于更为均匀的结晶而增加 的现货市场价格紧随着多晶硅价格的下降 要求进行优化。 了每个硅锭中的HPM含量。这一工艺是许 趋势[1],而且因为现在大多数硅片生产商都 多生产商为了生产具有稳定和可靠性能的 将HPM硅片作为其主流产品,其供应量增 通过显著降低标准二氧化硅坩埚底部区域 HPM以及实现连续高产出率而开发的优选 加,从而导致了价格下降。HPM硅片的现货 的热流阻力,大幅改进了在熔融结晶过程 方法,而不是采用通过专用坩埚进行全熔 市场价格利润率与每个硅锭的低缺陷硅片 中对于温度分布和热通量的控制。该坩埚 产出率和生产成本直接相关。因为初始晶 与炉设计相结合也提高了硅锭到硅锭的再 种层厚度对于大规模硅锭的产出率具有直 现性。 接影响,所以要实现高的产出率就需要实 现对于整个坩埚底部的卓越晶种保持率以 及尽可能降低初始晶种层厚度。 ALD实施了炉修改并开发了一个全新的用 于提高大规模硅锭产出率的坩埚概念,也 说明了硅结晶单元(SCU)不仅适用于通过 获得专利的[2]边界跟踪系统以利用高效多晶 (HPM)的优化方法,还能够利用Mono2™ 工艺和无成本晶种材料生产类单晶材料。48
引晶的技术。 智囊团 整体性能。图4显示了测试硅锭的底面及熔 融的均匀性。 图5中的两个例子分别是经过硅锭开方和 蚀刻之后的第6代蚀刻硅砖,强调了中心砖 和角砖的粒度结构和晶种层。这些照片表 明了即便是在15mm厚度条件下的硅锭底 面的湿度均匀性和晶种保存状况。图3:准备用于SCU650/950/950的第6 图4:经工艺优化后的HPM硅锭的底部 图5:来自于第6代硅锭的蚀刻HPM代HPM引晶层 视图 砖,15mm晶种层中心砖(左)和角砖(右)2.3 类单晶铸锭的应用 2.4 提高HPM晶种管理 总的砖高度为300mm,晶种层厚度为 15mm。砖顶部和底部的低寿命区各为25-利用相同的技术,Mono2™ [3] 硅锭可通过 我们生产了许多硅锭以试验各种工艺和 30mm,所以可裁剪的砖高度为250mm。新坩埚和SCU系统进行生产,这就实现了 硬件对于晶种维持的效果。举例的初始足以满足未来市场需求的灵活性。该方法、 晶种层由太阳能级硅片制成,粒度介于 2.5 拥有成本标准多晶、HPM和Mono2™工艺可以连续运 0.2 和 7.0 mm。该参数在所有测试运行,并不需要更换炉硬件。通过采用太阳能 行期间保持不变。我们利用不同的电源 据国际光伏技术 路线图预 测,2 014 年至级CZ硅锭的边角料,晶种成本已降至为零, 模式对于坩埚底部区域的温度状态变化 2 01 8 年的硅 锭 生 产成 本 将 持 续下降。大这些边角料通常用作重熔废料。 进行了测试。我们得以证明,凭借这些变 部分成 本下降 将来自于大 型硅 锭,如图 化,SCU炉能完全避开HPM工艺熔融步 6所示。到目前为止,高缺陷密度限制了类单晶铸 骤中的热点。锭的应用。从长远来看,基本的研发工作将着重于开发使用热量后处理的硅锭、硅 实现这一结果的关键因素在于SCU炉的一砖或电池级变通方法以降低缺陷密度。如 维热流特性以及在熔融结晶过程中硅锭/果成功了,则类单晶技术将成为主流生产 坩埚顶部和底部具有独立的可控温度/功方法。 率区。这可以保证铸锭底面100%的晶种保 存率。通过采用专用的熔融方法,可以大幅 降低初始晶种层厚度,且不会损害硅锭的ALD Vacuum Technologies High Tech is our Business Multi- and Mono-Crystalline Silicon Ingot Production from the Technology Leader � Single Crucible: SCU up to Gen 8 � Four Crucible: SCU 4 x Gen 6 � High Performance Multi and Mono2TM Process Technology Transfer � Built to High European Quality Standards ALD Vacuum Technologies GmbH Otto-von-Guericke-Platz 1 63457 Hanau, Germany Phone +49 6181 307-0 Fax +49 6181 307-3290 E-Mail [email protected] www.ald-vt.de
智囊团 参考文件 图6:大型硅锭的类单晶和高效多晶ITRPV预测 [1]PV Insights, Weekly Newsletters. [1]光伏观察,每周通讯 [2] Systems and Methods for Monitoring a Solid-Liquid Interface. U.S. Pat 8,459,132 and others pending. [2] 固液界面的监测系统和方法,U.S. Pat 8,459,132及其它) [3] Methods and Apparatuses for Manufacturing Monocrystalline Cast Silicon Bodies for Photovoltaics.US 8,048,221; AU 2007205947; CA 2,636,031; PH 1-2008-501669; RU 2425183; TW I379020; CN Allowed – App# 200780002763.8 [3]光伏用单晶硅铸体的制造方 法和装置,US 8,048,221; AU 2007205947; CA 2,636,031; PH 1-2008-501669; RU 2425183; TW I379020; CN Allowed – App# 200780002763.8 [4] International Technology Roadmap for Photovoltaic (ITRPV) Results 2012, published March 2013 by SEMI PV Group. [4] 2012年国际光伏技术路线图 (ITRPV)结果(SEMI PV Group发表 于2013年3月) 图7:第6代硅锭的预计售出商品成本(COGS) 图8:准备用于线锯,经过裁剪和抛光,长度为250mm的硅砖预 计售出商品成本(COGS) 成本降低是基于大型硅锭从第6代到第8 (COGS)进行了模型化,包括结晶、裁剪、 3总结 代的转变。因为周期时间是计算拥有成本 抛光步骤,以及折旧、劳动力、管理费用和 的关键因素,相比于生产高度更高的相同 我们对于利用SCU炉生产高效多晶硅 规模的硅锭,增加硅锭的宽度以提高大规 耗材,但不包括硅原料。该模型显示,坩埚 锭/硅片的晶种管理进行了评价。我们发 模硅锭的产出率来得更为经济。第8代坩埚 成本每降低100美元,相对铸锭成本降低 现,SCU炉的固有设计特点保证了在第6代 将进一步突出新坩埚设计在降低消耗成本 3.4%。 坩埚整个坩埚底部区域全面管理晶种层的 方面的优势。另外,新的坩埚设计将允许坩 可能性。该结果可进一步降低初始晶种厚 埚进行自动充电。对于尺寸大于第7代的坩 该模型也可用于计算当使用HPM炉工艺程 度,进而大幅改进HPM结晶过程的成本结 埚,其坩埚加载标准将变得非常重要,届时 序和晶种材料以及利用硅砖级新型坩埚生 构。全新的坩埚设计提案通过减少材料消 手动加载程序将受限制。 产时所能产生的潜在节省。如图9所示,坩 耗和提高大规模硅锭产出率得以降低了售 埚成本每降低100美元,将使抛光硅砖(经 出商品成本。此外,新的设计概念也将降低 图7是使用新坩埚及ALD SCU炉计算 裁剪准备用于线锯)节省3.2%。 二氧化硅材料的处置成本。 的相对拥有成本。我们对售出商品成本 www.ald-vt.de50
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