纵观整个光伏产业的发展轨迹,
不同时期都曾掀起过“技术路线迭代”。从过去的多晶BSF铝背场电池,到“前一任”主流PERC电池,再到当前的TOPCon、HJT和BC技术。这其中,电池转换效率的提升起到了全局性的关键作用,也成为各家追寻的终极目标。
单结晶硅电池的理论极限效率为29.56%,爱旭股份董事长陈刚带领着他的团队在几百上千种技术搭配中,
发现了最接近理论极限效率的技术就是n型ABC技术。
爱旭股份董事长陈刚
“选择、放弃、再选择、再放弃,通过不断的实验,找到一条最佳的技术路线,按照生态链一旦成熟,要比现在其他技术成本更低的原则开发出n型ABC技术。这不是押注,而是必须做的事情。”陈刚说。
先发制人,打通ABC技术生态链
对于先进技术,陈刚认为,如果研发不出最佳技术,按照光伏行业较快的迭代速度,技术若是一直处在半山坡上,那么,两三年后投资可能就会报废。
“ABC技术起步虽难,但很有可能健康地走上5-8年。”陈刚说道。
ABC技术,是基于n型衬底硅片、在BC类结构上开发出的一种新型电池结构技术。
因为最接近单结晶硅电池极限转换效率,所谓越达顶峰越有难度
,BC技术工艺结构更加复杂,成本也相对较高,鲜有玩家尝试。
爱旭为什么选择迎难而上?就早期的光伏行业来说,产品同质化严重,各家企业在技术上也并没有拉开太大差距。
对于爱旭来说,尽管实现了发明管式PERC技术、首发量产210mm大尺寸电池、发明双面双测双分档等技术创举,但是由于光伏行业快速迭代的发展属性,建立下一代光伏技术的研发储备也刻不容缓。
在此背景下,爱旭选择了高难度、高门槛的ABC技术,确保处于技术创新的领先地位。这点从其财报也可窥见一二,近3年来,爱旭在研发层面的投入始终不低。据其财报数据显示,2021年至2023年,公司的研发累计投入超32亿元。
2021年,在公司上市仅两年之际,爱旭推出了行业首创的ABC组件。一时行业震动,关注者众。但耀眼成绩背后,爱旭也经历了一系列的困难和技术攻坚。
首先在设备层面,由于ABC是一项超前的新技术,传统设备无法满足BC技术电池的制造需求;
其次在硅片层面,ABC硅片质量要求更高,原先采用的传统直拉法(RCZ),已然难以跟上电池技术发展的脚步,难以制备超高效晶硅电池。
为了更好地推进ABC技术落地,爱旭联合材料、设备供应商一同进行新的研发或升级。据介绍,爱旭开发的新一代硅片技术——轻掺杂超导磁控直拉法(LD-MCZ),突破了电阻率控制和断线控制两大挑战,生产出的硅片氧浓度在10ppma以下,少子寿命在10000μs以上,较RCZ提升了将近10倍。
这种高阻低氧的真正高质量硅片,为晶硅电池向上突破到27%以上的量产转换效率打开了通道,也为电池和组件技术的进步奠定了重要的基础。
谈及BC技术研发,爱旭技术负责人表示:“从TOPCon、HJT到BC技术,
事实上是从宏观器件到微电子器件的巨大跨越,可以理解为从传统光伏到半导体方向的跨越式发展。因此,BC技术的成本、难度、可行性、量产性都面临着很大挑战。从1975年提出到现在,能有实质性突破的企业极少。
”
在难题面前,爱旭与各细分供应链企业一起,从硅片、电池到组件,从辅材到设备,经过不断的实验摸索,共同打通了整个生态链,完成了从小规模实验到大规模、低成本、高质量、高效量产的突破式发展,最终在ABC技术路线上取得了重大技术突破。
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勇立潮头,技术创新与量产之道
领先的“偏执者”、“孤勇者”都钟爱创新,而在爱旭,管理层关注三方面的创新:产品技术创新、工程制造能力创新和产业链生态创新。
早年受益于自家发明的管式双面PERC等技术,爱旭快速将公司双面SE-PERC电池量产效率拔高至22%,实现了产业飞跃。
如今,立于行业n型BC技术的潮头,作为全球最早大规模量产BC产品的公司,爱旭还解决了影响整个产业降本和进一步发展的各种技术瓶颈问题,如贵金属银的应用。
相关数据显示,光伏产业的用银量已经占到全球银产量的15%以上,而随着n型TOPCon产能的不断释放,预计2024年光伏行业的用银量将同比增长40%-60%。机构预计2024年全球银的产量为3.1万吨,银的需求量将达到3.6万吨,中间将产生近5000吨的缺口。
“银价肯定还会不断上涨,去年平均银价在4000多元/公斤,现在涨到8000元/公斤左右,后续达成翻倍一点也不奇怪。”陈刚表示,解决不了这个“卡脖子”问题,行业就很难发展下去。
为了解决这一问题,爱旭技术团队做了大量研发和探索。据公司技术负责人介绍,公司发明了更先进的无银金属化涂布工艺,既能大规模生产,同时也确保了原料的充沛供应。
“BC电池是在背面排布几百根正负电极,极具复杂性,也意味着我们的技术可以做颠覆性创新。”
该负责人表示,爱旭采用0BB技术,使用更细、数量更多的焊带与细栅直接相连,替代原有主栅直接汇集细栅电流,能更好地收集电流,实现电池片之间的互连,有效降低隐裂后的发电损失。
除了产品技术创新,对于爱旭而言,工程制造创新也是管理层及技术研发团队看重且着力的一块。
“光有技术创新还不行,你还要能把它低成本的做出来,所以我们非常关注工程制造能力的创新。”陈刚表示。
他以济南工厂为例,进一步剖析道:
“我们是不是可以把济南工厂规划做得更科学一点,用电量是不是可以降低?更多一点的琢磨,让我们整个设备和工艺的用能降低。我们目前有一个很好的技术,通过某个设备的创新降低30%左右电量,这道工序又占整个生产工序的30%,也就是说可以让整个工厂降低10%的用电量,山东工厂我要把这个技术用起来。”
陈刚说,作为n型ABC技术发展的引领者,追求产品及工程制造的不断创新,提供技术领先、品质领先、价值领先的光伏产品,这是爱旭的使命,也是爱旭的责任。
爱旭组件生产制造之层压
颠覆性创新,光伏将迎下一个繁荣的技术时代
对光伏行业来说,2024年充满了更多的挑战和不确定性。
首先,从全球市场需求来看,2024年全球光伏新增装机量仍将保持增长,但相比2023年增速或有所放缓;从产能供给来看,
由于过去几年的快速扩产和新产能的持续落地,行业正在加速出清落后产能,会导致部分企业面临生存压力或倒闭的情况出现。
电池、组件价格以及发电设备价格的下降也意味着,未来光伏发电的成本更多的将取决于资源(土地、屋顶、水面等)的价格。这一系列的变化,在陈刚看来,2024年光伏迎来新的行业发展周期,光伏成为了零碳时代的基础能源,
从而改变了未来能源产业的底层逻辑。
“由于零碳能源体系成本比现在整个能源体系更低,就意味着光伏能源作为来源最大、成本最低的能源,它要承担补贴其它能源的角色。”陈刚说。
因此,不断提升单位面积的功率来降低成本才是未来的竞争之道。
陈刚表示,未来爱旭将继续专注于技术路线创新,同时构建ABC的技术生态、产业生态及商业生态,以实现产品的快速迭代,预计2025年-2026年,爱旭ABC组件以2382*1134mm的标准尺寸为例,功率将达到700W以上。
“用技术和工程制造能力的颠覆性创新,带领产业进入下一个繁荣的技术时代。”陈刚补充说,“在产品创新上,必须以极限思维来进行思考。未来,我们要让每一平方米土地上的阳光都变成能量,让每一平方米的组件功率更高,让组件的每一瓦功率发电量更高,驱动n型极限技术时代的繁荣发展,为零碳社会带来澎湃动力。”