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張雪囡:太陽能高效硅單晶技術(shù)發(fā)展方向

   2013-05-17 世紀(jì)新能源網(wǎng)29090
核心提示:  天津市環(huán)歐半導(dǎo)體材料有限公司副總經(jīng)理 張雪囡  張雪囡:謝謝王秘書長,各位領(lǐng)導(dǎo),各位同仁大家下午好!剛才,宋博士從硅單晶電池片
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  天津市環(huán)歐半導(dǎo)體材料有限公司副總經(jīng)理 張雪囡

  張雪囡:謝謝王秘書長,各位領(lǐng)導(dǎo),各位同仁大家下午好!剛才,宋博士從硅單晶電池片的角度來介紹發(fā)展方向,我下面就從硅單晶技術(shù)發(fā)展方向做一個簡要介紹。我是來自環(huán)歐公司,是天津中環(huán)半導(dǎo)體股份有限公司下屬公司。我的報告主要分為以下幾個內(nèi)容,對太陽能光伏行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,基本上可以做特別簡要的介紹。

  然后,對中環(huán)股份,對光伏行業(yè)發(fā)展的認識,以及我們目前在研的CRC單晶在光伏領(lǐng)域技術(shù)優(yōu)勢做一下介紹,之后介紹一下中環(huán)股份,CRC太陽能的戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃。

  那么,從全球每年能源消耗與各類天然資源對比圖中可以看出,太陽能還是我們天然資源的重大資源。這個圖,大家也都是非常熟悉了,太陽每天照在地表的能量,基本上是超過全人類27年的能量需求。那么,未來發(fā)展方向也將成為主題能源。這是PIA,今年公布的一個,算是一個研究報告,其中涉及到在加速發(fā)展情景。

  那么,從2013年光伏市場分析來看,從未來之后,中國、日本,我們太陽能光伏發(fā)電的比例是在逐漸增加。光伏市場的現(xiàn)狀,這塊我不做具體的描述了,總體上來看,光伏應(yīng)用市場,還是出于政策驅(qū)動模式的主導(dǎo)下。另外,光伏市場的中心,正在從歐洲逐漸的向比如中國、美國和日本為代表的新興市場,我們這個市場正在成為新的經(jīng)濟增長點。

  那么,從2012年我們產(chǎn)能以及組件來看,從全年的產(chǎn)業(yè)整合導(dǎo)致組件制造方面下降25%。我們中環(huán)股份對光伏行業(yè)發(fā)展,也有一個相對的認知。由于競爭是光伏系統(tǒng)價格是在逐漸的下降,那么,對于技術(shù)先進的企業(yè),可以實現(xiàn)發(fā)電成本,同傳統(tǒng)能源發(fā)電的成本相近。

  從這個技術(shù)圖,我們可以看,在氣電發(fā)展過程中,比如有HRT技術(shù),非電極技術(shù),多節(jié)太陽能技術(shù)。那么,從材料發(fā)展,首先從薄膜電池到多晶硅,單晶硅,以及目前轉(zhuǎn)換效率比較高的N型高效單晶硅。

  那么,我們從這個發(fā)展趨勢得出自己一家的結(jié)論,結(jié)合光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中,我們現(xiàn)在按照高中低不同的技術(shù)路線,以及不同的應(yīng)用領(lǐng)域,可以有兩到三條技術(shù)路線的企業(yè)群,他在長期競爭局面正在逐漸的形成。

  另外,我們認為光伏行業(yè)發(fā)展他的根本性要求來講,將是高效化和低成本化。還有晶體硅,他現(xiàn)在的競爭正在有,比如說低技術(shù)企業(yè)采用的是速度效益型的競爭,而高技術(shù)企業(yè)將會采用差異的效益和效率性競爭。那么,展望未來3-5年光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,我們認為產(chǎn)業(yè)鏈的成本中心已經(jīng)在向產(chǎn)業(yè)鏈后端轉(zhuǎn)移,硅晶體,電池產(chǎn)業(yè)鏈整體制造成本將從重量的函數(shù)演變?yōu)槊娣e的函數(shù)。光伏電站投資者的財務(wù)模型,也將從安裝模特模型,轉(zhuǎn)變到鍍電成本模型。

  那么,電池效益等將取代規(guī)模增長和速度成為競爭的關(guān)鍵。這是環(huán)歐公司,2009年做的,我們這個光伏產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展期太陽能電池發(fā)展因素拓撲圖。這是我們產(chǎn)業(yè)進入成熟期,電池產(chǎn)業(yè)的拓撲圖。那么,一個是在技術(shù)方面,比如說現(xiàn)在像一倍聚光技術(shù),在電池技術(shù)方面可以采用非電極的高轉(zhuǎn)換效率。在晶體生長方面,我們可以做N型的硅單晶,CRC硅單晶。

  那么,多晶硅材料,目前來看,流程化給了多晶硅,他的成本應(yīng)該是比較低的。那么,在區(qū)域渠道管理方面,主要采取本地化的市場制造,在新工藝技術(shù)方面,比如說現(xiàn)在鉆石線切割技術(shù),高效成本這些工藝。另外,在規(guī)模管理方面,采取少膜化,高效化,自動化等等管理。

  那么,對太陽能產(chǎn)業(yè)歷史分析,我們認為從89年以來,全球多晶硅電子產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了三次巨大周期性的波動。而且,每一次都,基本上,或者是新增,或者是產(chǎn)能。從2005年以來,全球太陽能電池產(chǎn)業(yè)是一個迅速擴張,而且是一個嚴(yán)重同質(zhì)化競爭這么一個狀態(tài),產(chǎn)業(yè)供需求關(guān)系,相對來說是嚴(yán)重失衡,而且超過了歷史最高水平。

  那么,2010年,無論是從全球市場需求面,和功能面,都發(fā)生了一些根本性的變化。所以,我們認為現(xiàn)在太陽能全產(chǎn)業(yè)鏈,根本性,基礎(chǔ)革命,所導(dǎo)致的產(chǎn)業(yè)革命,和產(chǎn)業(yè)顛覆也具備了條件。那么,其中最重要的一個太陽能電池和系統(tǒng)技術(shù)革命,還有晶體技術(shù)和晶片技術(shù)革命,以及流程化技術(shù),多晶硅的技術(shù)革命。

  下面,我介紹一下CRC硅單晶在光伏領(lǐng)域的優(yōu)勢。這個是不同硅晶材料,對應(yīng)電池片轉(zhuǎn)換效率對比。那么,根據(jù)我們制定的方式不同,有多晶,T型的CF,N型CF,以及M型CF。那么,他們各有各自的優(yōu)點和缺點,而采用特殊器件的工藝,相對來說,也獲得比較高的轉(zhuǎn)換效率。

  那么,影響轉(zhuǎn)換效率的因素,從材料系統(tǒng)上,一個是材料的壽命,另外材料的光衰減,還有晶體缺陷,以及材料的一致性。這就注定我們未來對材料的研究,一個是追求晶體的完整性,然后避免,比如說像其他的缺陷。

  目前傳統(tǒng)光伏技術(shù),已經(jīng)遇到了傳喚效率的瓶頸,非硅成本的下降空間是有限的,而只有高效電池技術(shù),在設(shè)計和材料上,能夠有選擇性的突破,才能使非硅成本有較大下降空間。

  那么,我們自然對等,一個憑借虛榮特點的優(yōu)勢,降低CF的缺點,同時可以做到CF的缺點,同時可以做到CF成本接近新型材料技術(shù)改革,也就是CSF(01:25:52)技術(shù)。

  那么,什么是CSF技術(shù)呢?我們CSF技術(shù),主要是綜合了CF和SF的特點,他既可以滿足硅的氧含量,而且又可以摻入特殊的,固態(tài)的生產(chǎn)硅單晶。

  那么,他有兩種方向,高端可以做半導(dǎo)體材料,另外可以用在光伏材料,一方面可以打造低成本,另外一方面做到高效率。那么,他的工藝流程主要也是通過,一個是CS的多晶過程,在做一個F單晶過程。CF的特點,主要第一氧碳含量,基本上可以與區(qū)熔單晶相媲美,壽命也比CF單晶要高很多。

  下面,我們可以看一下具體的數(shù)據(jù)。這是CMF與CF,和碳分別對比數(shù)據(jù)結(jié)果。這是CMF與CF,采用CF法測試,得出來的結(jié)果??梢钥闯觯珻MF壽命遠遠高于CF。所以,CMF單晶具備了應(yīng)用于高效太陽能領(lǐng)域的條件。在性能方面,因為大家都知道CF單晶還有一個分明效果,所以從頭到尾,他這個單晶電子是逐漸的降低。而CMF單晶,我單晶軸向電子率控制能力要遠高于CF。

  所以,他的高一致性,比較適合產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模化的設(shè)計。那么,在CMF單晶,他的軸向壽命一致性,也比CF硅彈晶要好,這也是我們測試的結(jié)果。

  那么,未來高效太陽能電池,他的主流結(jié)構(gòu),目前來說非電極,電池他做的,他的轉(zhuǎn)換效率,目前已經(jīng)做到24%以上。這是CMF4.5的壽命,對轉(zhuǎn)換效率的影響。那么, CMF單晶說明,他的壽命要高于CF單晶。所以,CMF單晶較高的軸向一致性,也是我們電池組件性能均一的有力保障。這是CMF高效太陽能電池和C類單晶做成的電池軸向轉(zhuǎn)換效率的提高。

  那么,從光伏產(chǎn)品轉(zhuǎn)換效率提升,他就可以直接降低系統(tǒng)的平衡成分,組件效率每提高一個百分點,系統(tǒng)平衡成本就會下降5到7個平分點。這是我們8寸多晶硅基準(zhǔn)線,對比了8寸單晶,6.5寸CF的T型,6.5寸CMFT型單晶,還有6.5寸CF的N型,和6.5寸CMF單晶做的測算。

  那么,從這個單打成本上我們可以看出,CMF的T型和N型誕生了,他的成本,我說的是單打成本,同比傳統(tǒng)的太陽能硅片都是有所降低的。這也是我們CMF擔(dān)心的成本優(yōu)勢,這是環(huán)歐公司在CMF方面擁有的知識產(chǎn)權(quán)。

  下面,我再簡單介紹一下中環(huán)股份CMF他們的戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃?先說一下我們公司的背景,因為我們也是上市公司,公司長期是在做半導(dǎo)體含量,半導(dǎo)體清潔,而且硅材料產(chǎn)業(yè)的歷史,可以追溯到1958年,在技術(shù)方面有著良好的積淀。目前,我們主營業(yè)務(wù)主要還是,一個是區(qū)熔單晶,直拉單晶,還有區(qū)熔硅片,區(qū)熔規(guī)拋光片,拉硅拋光片,我們N型的太陽能高效單晶片,無論現(xiàn)在是從轉(zhuǎn)換效率,還是從產(chǎn)銷規(guī)模,已經(jīng)達到全球領(lǐng)先。T型的硅片技術(shù),也是處于,從產(chǎn)量上來看,也是處于全球前兩位的戰(zhàn)略地位。

  這是我們公司做的一個,未來的發(fā)展和建設(shè)規(guī)劃圖。我們目前中環(huán)股份下所有體系,包括半導(dǎo)體材料,半導(dǎo)體器件,以及光伏新能源材料,目前現(xiàn)在正在發(fā)展是DW鉆石線切片技術(shù),以及(CRC)最高線太陽能光伏技術(shù),未來要做太陽能電站項目。預(yù)計計劃在內(nèi)蒙做一個GW級的太陽能電站。我們現(xiàn)在正在逐步從半導(dǎo)體硅材料領(lǐng)域完成到新能源產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,未來還有可能在做一些新型材料產(chǎn)業(yè)。部分太陽能電池產(chǎn)業(yè)鏈這個戰(zhàn)略布局的設(shè)想,我們目前主要還是做硅棒和晶片。另外,還有光伏電池,我們采用主要是通過差異化的競爭,一個是單晶方面,我們采用CRC單晶技術(shù),另外在切片方面,鉆石線切割技術(shù)。

  那么,通過采用這個精益管理,特別是利用我們子公司中環(huán)光伏在內(nèi)蒙的區(qū)位優(yōu)勢和成本優(yōu)勢,我們現(xiàn)在正在集中的發(fā)展,太陽能光伏產(chǎn)業(yè)這一塊。目前近期目標(biāo)是達到3千兆瓦一年,在后續(xù)進行光伏組建,以及光伏系統(tǒng)和安裝方面,目前已經(jīng)與中環(huán)光伏已經(jīng)與內(nèi)蒙自治區(qū)的電網(wǎng),內(nèi)蒙自治區(qū),有4家準(zhǔn)備聯(lián)合做光份組件,以及到光伏電站的系統(tǒng)。戰(zhàn)略目標(biāo)是7500,這是我們新能源產(chǎn)業(yè)5年的戰(zhàn)略規(guī)劃。

  那么,在分階段性的還有太陽能產(chǎn)業(yè)制造布局的設(shè)想。目前,我們公司總部是在天津,重點是以做晶體技術(shù),高效電池,以及晶片加工茶葉的研發(fā)為主。在呼和浩特,主要是一個晶體產(chǎn)業(yè)的制造基地。未來,就會介入,在內(nèi)蒙古呼市,或者在青海建立GW級的光伏發(fā)電。還考慮在江蘇,浙江,考慮做晶片投研的基地。

  我的結(jié)束語,引用一下2013年光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告。盡管我們現(xiàn)在光伏行業(yè)還面臨著很大的挑戰(zhàn),但是我們還是非常有信心,能讓我們光伏行業(yè),對光伏發(fā)電逐漸取代傳統(tǒng)能源是充滿信心的,謝謝大家。

 
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