Tom Cheyney

生产流程与工具的演变,每瓦75美分的成本目标——正泰太阳能独家专访之

  • 2011年09月02日
  • 作者: Tom Cheyney

    Tom Cheyney

    汤姆·切尼先生此前曾担任PV-Tech网站和《Photovoltaics International》技术季刊的高级编辑,目前在SolarCurator.com担任首席策展人,并同时担任Impress Labs太阳能部门主任。

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走在正泰太阳能的串接结生产车间内,感受最深的为该车间较高的自动化水平。火车一样的无人搬运车(AGV)在中央空区行驶;具有大型机械臂的材料处理机器人前后滑动、在堆栈承载器中来回吊动沉重的玻璃电池板;并且,在大多数生产线上,还配有其他各种不同的无需人工处理或仅需少量人工处理的生产流程工具。

全套工具使用了串行批处理堆料机配置,与其他现代半导体和平板电池板展示工厂中所见到的相类似。“所有的系统都在堆料机附近进行建筑,这样就具备了较大的灵活性。如果某个单独的工具出现故障,其他流程仍旧可以继续下去。”公司首席执行官杨立友先生解释道。

这位薄膜界资深人士向笔者介绍了其所有重要等离子体增强化学气相沉积工具的内部运作。“这条欧瑞康生产线的系统是建立在单一真空室的基础上的,并在内部配有十个独立的等离子盒,均可单独运转。各等离子盒之间的互动极少,因此具有较强的可再生性和统一性。

“这个系统每次可对20块板材同时进行加工,完成这20块板材的加工的处理时间约为半个小时。”杨先生还表示到。从玻璃原料到成型的组件,整个生产线的总循环时间约为3-4个小时,但是“在生产步骤之间会出现一些等待时间”。

在生产车间的高分贝噪音笼罩下,杨先生介绍了一些正泰太阳能技术和生产等方面的内容,并还向笔者讲解了特定硅基薄膜的错综复杂的特性和特征。

公司薄膜栈的一个特点被杨先生认为是使公司产品与众不同的一个特点,即使用氧化锌作为前接触层,而不是使用其在BP时已经极为熟悉的氧化锡。“氧化锌是是一款优秀的透明导电氧化物,但是由于它所具有的一些电气特性,我们不得不使用一些工程学技术来解决一些问题。否则,即便获得的光传输性再高再优秀,最终的开路电压也会较低。但是欧瑞康公司寻求到了一种加工方式,可以很好地解决这一问题。另一个与众不同的地方是我公司也同时使用氧化锌作为被表面接触层,而不是使用传统的金属背接触。”

杨先生还谈到了从对透明导电氧化物薄膜进行UV激光刻蚀所使用的晶体材料还比较贵、工艺极为复杂的时期直至目前,刻蚀工具组中的激光技术所走过的发展历程。目前,四个一组的可调波长平行光速扫过玻璃后,可迅速将薄膜分成串联电池。随着目前在检出电池板边缘多余材料的被称作“喷砂处理”的方式将逐步被激光烧蚀方式取代,集中光子能量束的应用也将在未来正泰太阳能的生产线上起到愈来愈重要的作用。

当谈到非晶硅光伏产品性能缺陷之一——光致衰减——时,杨先生以其极为专业的态度表明,他已在该领域内发表了不下十篇专业文章。同时,杨先生还向笔者表示,串接结结构在减少光致衰减方面具备其固有优势。

“影响光致衰减的一个因素就是材料的质量。”杨先生解释道,“如果沉积的速度过快,那么衰减的程度也就很高。第二个因素就是薄膜堆叠。如果交界处较薄,那么交界处的电场就会很强。这个过程并不像光致缺陷那样敏感。”

“使用串接结的好处之一,就是可是交界处变薄,特别是顶层薄膜的交界处,该处通常会含有较多的硅从而受到光致衰减的影响。与此同时还可保证处于背面的微晶材料的稳定性。其另一点好处是可将前表面的厚度降到极薄,仅有不到100埃。从而将电池板结式设备的总衰减率由传统的单结产品的25%以上降低至了10-15%的范围。”

一旦正泰太阳能解决了所有的关键问题,并从其现有的串接结设计中获取最大利润后,在薄膜堆栈上添加额外的第三层材料将成为公司的新目标,这种技术可进一步降低光致衰减现象。但公司并未在其路线图内提到叠加第四或第五曾材料。

“通常的理解是,三层已经是所能做成的做多的层数了。在这种情况下,即使会遇到一些困难,也是值得去做的。”杨先生表示。因为性能回报的递减和复杂工程挑战性的不断增加,“没人会希望去做四层的产品”。

在正泰太阳能雄心勃勃的技术发展和产能扩张计划中,欧瑞康的参与程度仍旧是一个有待解决的问题。新的50MW生产线的投产使用预示了一个与最初计划的一体化生产线不同的设备供应商模式。

“我们希望能够拥有自己的集成能力,半导体行业正是以这种发展方式的,没有人会去买一体化生产线,而太阳能产业也将最终走向这种发展模式。我们将继续与欧瑞康进行全面合作,从设备零件到集成工厂,并根据不同时机充分考虑时间、速度、成本和其他所有因素。”

杨先生同时还表示,使用另一种不同的配置即可在实现10%效率目标和每瓦75美分成本目标的基础上将新生产线的额定产能提高至50MW。“如果仔细研究目前的技术组合,欧瑞康所使用的是一种配置,而我们正研究其他的方向。我们有自信在今年第二季度内实现75美分的成本目标,而这一目标可通过开发所有技术方案来实现。尽管生产线在大多数情况下是引进的设备,但是公司仍可以选择不同的供应商,并可以大规模降低成本。

“我认为在资本支出角度,我们的成本结构与欧瑞康的一体化生产线相比仍是具备一定优势的。我们目前正着眼于仍处于发展初期的国产设备上,这些设备具有进一步降低资本支出的潜力。我们在新生产线上将欧洲、美国、台湾及大陆生产的各设备集成在一起使用。选择供应商并不是一件难事,难的是如何要求他们都符合标准。”

尽管正泰太阳能所遭遇的困难愈来愈多,但其实力雄厚的母公司保证了其未来朝着较为光明的方向发展。杨先生还列举了有一个“有钱老爸”的几项优势。

“在发展阶段能有个大型母公司在背后给你支持,在融资方面还是很有帮助的。另一点就是,在中国设厂并不是一件容易的事儿,即使是对于一般的国人来说。当年我回来的时候组织了一些技术人才打算开设一家公司,但是事情并不是像想的那么简单的。在这个问题上,有一家母公司可以在获得政府支持及相关事务方面得到许多帮助。第三,我们也可以利用母公司的全球销售网络。”

“第四,拥有互补性产品还具备协同优势(正泰集团是输配电行业的一家主流企业),因此我们目前能够与母公司一起向着总体解决方案的方向共同推进。”杨先生表示,“最终还是整体系统最优发言权,因为为了降低成本,公司不得不考虑到所有的事情。在与母公司进行合作时,我们不仅能够优化系统设计和解决方案的途径,同时还能够真正地做到利用中国的低成本生产基础设施、规模和专长,从而在真正意义上实现光伏系统的低成本化。”

另一个不得不提的因素被杨先生成为“顶级人脉”,即正泰集团总裁南存辉。杨先生称赞南总裁具有“个人魅力”和“远见”。

“我们的总裁是一名人大代表。他是中国最家喻户晓的商人之一。政治局内有七名成员,而只有极少数的商人能与这七名成员相熟识。我们的总裁即是其中一名。在人脉关系上,我们可能是最具优势的。”

(点击此处查看本博客第一部分。本博客的英文原文原载于第十二期Photovoltaics International,点击此处查看PDF版英文原文。)

(责任编辑:Tom Cheyney)

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