光伏技术路线图论坛将亮相PV CellTech 2019

  • 2018年11月06日
  • 作者: Finlay Colville
    Finlay Colville

    Finlay Colville

    太阳能情报分析部门总监,Solar Intelligence, Solar Media

    Finlay Colville博士于2015年6月加入Solar Media(太阳能传媒),担任太阳能情报分析部门总监。Finlay Colville博士自2005年起活跃于太阳能产业,经常在全球主要太阳能会展和高水平产业聚会中发表演讲,并定期为太阳能杂志和在线新闻撰写评论文章。 此前,Finlay Colville博士曾在Solarbuzz公司担任太阳能事务部门副总监,带领Solarbuzz团队专注于太阳能市场研究和策略项目咨询。而在开始其在Solarbuzz的工作之前,Colville博士已有十余年相关业务和全球营销经验。他曾在美国Coherent Inc. 的太阳能事业部担任营销总监,负责市场商情分析和太阳能产品策略。 Finlay Colville博士拥有苏格兰格拉斯哥大学物理学学士学位和圣安德鲁斯大学非线性光子学博士学位。

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  • 翻译: Selina Shi

    Selina Shi

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SunPower、松下 (继承了三洋技术) 和LG 电子公司仍然是当今的技术领袖。从加工工艺技术的角度来看,这三家公司也是其他公司效仿的对象。

SunPower、松下 (继承了三洋技术) 和LG 电子公司仍然是当今的技术领袖。从加工工艺技术的角度来看,这三家公司也是其他公司效仿的对象。

表1:参考以下矩阵,技术利用表的基础是双基准线方案,假设未来4-5年不会出现重大意外事件。单晶高级产品基本上均为p型单晶PERC(单晶或双面)。

表1:参考以下矩阵,技术利用表的基础是双基准线方案,假设未来4-5年不会出现重大意外事件。单晶高级产品基本上均为p型单晶PERC(单晶或双面)。

表2:光伏行业技术利用率大部分是由可追溯市场以及融资能力推动的。

表2:光伏行业技术利用率大部分是由可追溯市场以及融资能力推动的。

第四届PV CellTech 大会将于2019年3月12-13日在马来西亚槟城举行,人们又一次开始了期待。

为了了解现有多GW级电池厂使用的光伏电池技术组合、一探未来12-16个月电池效率和成本走势,PV CellTech已成为光伏日程表上必须参加的大会。

2016年3月,当我们首次推出PV CellTech大会时,我们设想的是通过这个大会填补光伏行业蓝天研究(指没有直接实用价值的基础科研)学术会议(如PVSEC或 IEEE)和那一年以大型贸易展为基础的各种展会 (Intersolar, SPI, SNEC 等)之间的空白,那些展会经常令人感到失望。

然而, 现在的PV CellTech内容更为丰富。光伏技术路线图报告为行业设立了比较基准,同时大会还具备了追踪GW级项目电池加工工艺的能力。在业内排名前20的电池制造商中,绝大部分公司的首席技术官和研发负责人都曾在PV CellTech 的讲坛上发表过演说。

本文概述了即将于2019年3月12-13日召开的PV CellTech 2019大会的内容,此外还讨论了在我们为期两天的活动中创建的新论坛。与过去的光伏展会不同的是,我们将在此次会议上深度剖析“光伏路线图”这一术语。

此外,作为一项额外福利,笔者还通过这篇专题文章阐释了如何预测光伏行业未来五年的 n 型利用率。

对当今的光伏行业来说,为何技术至关重要

举办PV CellTech 的时机是最为理想的(2019年三月是大会举办的第四年)。十多年来,光伏行业正在经历首次有实质性内容的技术升级,即从多晶向单晶、从Al-BSF向PERC以及从单晶向双面电池的转变。

2016年和2017年间,首届PV CellTech大会详细介绍的内容正是当前业内下游渠道正在经历的(多晶逐步退出、单晶市场份额增长、PERC遍地开花、双面打开销路)。从这一方面来看,各界得以从大会展示的水晶球中一窥组件最终性能水平和现场产能,甚至是两年之后的性能水平与现场产能。

这正是技术路线图应该做的。很少人,或者几乎没有人会对10-20年后的技术预测感兴趣,因为这些预测更多令人感到迷惑,而非有助于判断。实际上,最终确定2019年三月大会的最终议程之后,我们把议题划分如下:

当下,目前最先进的GW级电池加工工艺,未来12-18个月会影响电池性能的渐进改善措施(例如半切/单一化电池设计、钝化沉积和接触等替代办法);中期,未来3-5 年,我们预计会引起关注的下一个重要拐点。

目前,从公司竞争力的角度来看,最有趣和最核心的部分在最后一类议题中。我们真的能够自信的预测大批量太阳能电池生产的下一次重大转变么?这一转变会以多快的速度发生?请继续读下去。

为什么长期预测没有用

如果我们轻易忽视之前的光伏技术预测路线图(这些预测路线图认为三重结a-Si组件是当今的领先技术!),只看到等式一边的c-Si(全球范围内仍>95%,短期内不会有变化),那么就会得出以下结论:

光伏行业技术变更时,所有人都立即采取了行动,或至少在十二个月内有所作为。可以举出的例子包括硅片加工金刚线切割和单晶电池从Al-BSF向PERC的转变。有人认为,多晶会在十多年的时间内逐步退出,但这并不符合光伏行业实际情况。为何一种二流技术可以在业内生存,而这个行业的主要市场份额一度被更出色的技术占据,存在充分的理由么?(从营销的角度想想VHS-Betamax之争)

因此,最好的做法是把10-20年的技术预测放在一旁,然后问问p型单晶PERC双面电池之后的下一步发展是什么。2019年,p型单晶PERC会成为主流产品(双面产品是转向PERC之后的一种选择,而不是原因)。

想法多种多样,但哪些才是不失公平的?

为技术变革发声最响的通常是那些受益最多的群体:寻求技术转让收入流的研究机构;具备独特设备生产能力的设备制造商或者非标准小众技术市场的早期入场公司。

然而,这些因素往往却都偏离了技术变革的根本驱动力——市场竞争力。从这一角度来看,过去五年的重大技术变革都源自隆基公司主导硅片供应(低成本单晶拉锭,工厂产能难以想象)以及成为PERC电池早期入场者(尤其是晶澳太阳能)的愿望。

未来3-5年,电池生产核心技术的升级或出现拐点都必须有一个可以吸引领军c-Si供应商的参照点。实际上,过去三年这都与多晶向单晶的转变有关,而后续发展(在新的单晶光伏世界中)则受到电池加工工艺的推动。

实际上,多晶(便宜、准入门槛低)铸锭令光伏行业进入了低成本制造时代,而单晶会推动工厂标准产品向先进产品的迈进。虽然需注意不要滥用数字术语表征伪范式的转变,但从多晶向单晶的转移的确坚定的将我们带入了太阳能电池加工2.0时代。

是的,在成为主流行业之前,光伏行业全是单晶产品,但是“商业级”GW太阳能时代仅有两个技术阶段:多晶推动和单晶细分。

所有单晶之路都通向n型

一旦我们接受了光伏行业正处于单晶主流时代的观点,那么就可以用一种此前不可能的方式来讨论n型。

不可能是因为在没有充足的低成本单晶硅片(或充足的高纯度硅片库存)供应的情况下,n型成为了商机。缺乏具有竞争力的硅片供应损害了电池生产商们的利益。当下行业向p型单晶PERC的转变改变了一切。

这令多晶向单晶的转换重新受到硅片的推动(隆基和其他公司),而不是出于电池的需求。目前,单晶在硅片供应中的成本结构最低(把隆基的成本模式和影响多晶硅片利润的利用不足率成本计算在内)。这已不再是要求单晶硅片生产商推行平准化度电成本方案以确保10-15%的平均售价三角矩阵的要求了。简单来说,主流光伏产品是成本最低的产品。

鉴于此,还有一种声音要求重新设定光伏技术路线图,为电池生产商们预测高纯度低成本单晶硅片的供应环境。

除了必然会在短期内推动同质性p型电池生产商在市场上推出高性能电池外,关键之处在于,这会令n型计划的重要性和相关度都变的更高。

由于p型多晶向单晶的转变正处于中间阶段并将于未来几年结束,从p型单晶向n型的转变或不可避免。

技术领袖,中国首个入场公司和最终市场赢家

以上副标题总结了n型现状:这种技术在c-Si电池产量中的占比仍低于10%,但2019年及之后的发展轨迹会令其轻松成为五年后的主流产品。

目前有三家公司可在GW级产能水平生产三种n型产品(PERT、HJT、IBC),在标准测试条件下,n型效率高于p型同类顶级产品。

实际上,如果考虑温度系数的影响,那么n型是完全令人信服的。三家公司唯一缺少的是低成本多GW级生产这一部分企业运行模式。在这种模式下,组件销售利润率可达到10-15%。

SunPower、松下 (继承了三洋技术) 和LG 电子公司仍然是当今的技术领袖。从加工工艺技术的角度来看,这三家公司也是其他公司效仿的对象。

接下来是首批中国入场公司。过去数年,这一类公司在中国获得了资金,为工厂配备了建立生产线的设备。所有这一类别中的公司都对技术如饥似渴。但是,掌握如何制造高效率电池完全是另一回事,也是无法“购买”的。

并非简单的与设备供应商合作就可以实现GW级n型生产,这与大部分中国厂家过去进入p型电池生产领域(尤其是多晶)的方式并不相同。

原因非常简单。成功掌握了n型电池生产技术的三家n型公司拥有知识产权,是它们指导设备生产商们的工作,而不是反向的。

因此,虽然许多设备生产商已经具备了精湛的单一工序内部专业知识,但它们仍有待成为加工工艺专业知识的渠道。所有设备生产商都明白,整条生产线是完全不同的一件事。

未来3-5年,中国当下的n型电池生产商们几无可能成为市场领袖。然而,从p型到n型的总体转变而言,它们又会发挥一定的作用,或许仅仅是为了凸显优质电池生产是一门习得技能,而不是在超市货架上销售的商品。

n型市场赢家

或许不是最终赢家,但至少是p型技术首次迁移之后的赢家。最重要的特征是,早期中国入场者造成的n型威胁迫使中国“硅基组件超级联盟”电池生产商们为GW级项目做好了准备。

未来十二个月内,我们会听到c-Si市场领袖们公布首批GW级扩产计划的消息。当这个消息公布时,一切都为n型而改变。

然而,也许现在最好停下来。

上述与n型有关的扩展讨论的原因非常简单:这是PV CellTech 2019大会的核心议题之一,也是大会闭幕日整个下午光伏技术路线图扩展会议的推动因素。

PV CellTech 2019主题

对于过去三年参加了PV CellTech的厂家来说,大会内容是相同的:聆听领军电池生产商们的首席技术官发言;理解未来12-18个月的制造环境;发现电池生产线上众人关注的新生产设备;了解新电池入场者的进展;确定中国和世界其他地区的电池产量;发现多GW级项目电池生产新的成本范围及使用了哪些措施将电池生产成本降至3美分/W及之下。

光伏技术路线图会议在第二天下午举行,这些新特征是会上要讨论的内容,这一会议是PV CellTech与会方不可错过的会议。随着太阳能行业从100GW向200GW迈进,这一会议致力于确定能够打造电池生产基础的下一重大变革。

下个月我们会最终完善PV CellTech 2019议程。请访问此处大会网站链接或在门票售罄前报名参会。

实际上哪些因素决定了n型市场份额?

许多人之所以获得的是错误的技术预测信息,原因之一是他们不理解这是数项因素的结合,而不是仅仅通过Excel表计算出的效率和成本预测未来。

在光伏行业,最重要的两个因素是a)组件整体市场规模(取决于电池产量)以及b)公司为了扩大产能或升级技术的融资能力。

在确定技术类型之后,上述两项决定利用速度的因素就会起作用。这解释了当下多晶向单晶的转变,也必定会推动n型利用率的增长。

为理解这一点,让我们来看几个释例。

首先(a.)市场规模。想象一下,假如单晶硅片供应量最高为60GW,那么每个人都希望单晶成为首选技术,在一个100GW的市场中,单晶占比就会达到60%。如果市场是“软性”的(低于100GW预期),那么单晶供应量仍为60GW,但默认占的市场份额更大。在一个120GW的市场中,单晶份额较少,其余为多晶。

第二点(b.)投资环境。对这一点的理解相对容易。募集资金的意愿和能力对推动技术变革来说至关重要。技术变革需要新建工厂、升级设备、提高研发投入等。处于政府管制下的、以减少资本性支出为目的低迷市场不利于推动技术变革。

两种因素的结合在推动技术利用率上发挥了关键作用。

笔者尝试以下图示例。首先,表一展示的是至2022年年底的技术双基准线预测。预测建立在未来五年年度装机量不会发生重大事件的基础上(请在15-20%复合增长率这里打钩)。适度的资本支出可以保持现有市场领导者的竞争力,同时允许新入场者的加入。

现在,我们离真实世界又近了一步!

从a. (市场规模)来说,软性市场预计会出现下行趋势,而“卖方市场”这一术语被用于解释“可销售所有产品”的终端市场,包括所有可以满足单晶不足之处的多晶产品。

对于在中国进行制造和销售的厂家来说,2018年“几乎”是一个卖方市场,这就解释了为何去年生产/出售了如此之多的多晶产品。

从b.(投资环境)来说,可以用无利可图的繁荣昌盛来描述这个世界:僵尸公司的债务堆积成山,几乎无力为资本性支出筹集资金(好吧,这是极端情况,但你应该已了解了笔者想表达的意思。愿意的话,你也可以把这种情况叫做紧缩)。相反,如果为资本性支出筹集资金相对简单的话,可以把这个市场看成是投资者信心十足的市场。

这就是在谈到未来五年n型产品利用率问题时笔者的观点。

简单来说,红色方框代表n型负利用率,绿色代表正利用率,n型利用率(相对于上述表1所示的双基准线)高于展示值。

如果读者还有多余的几分钟时间,那请想一想多晶-单晶的转变是如何演进的。今年(单晶份额突破50%),新技术(单晶硅片、PERC)的资本性需求高企,我们处在软性需求环境之中,指的就是左下方绿色方框中技术利用率的最理想情况。

做为光伏技术路线图论坛的开场白,笔者已经确定了明年三月在槟城举行的PV CellTech大会上需要讨论的内容。目前尚有四个月的时间完善这些内容,笔者希望将现在和2019年三月之间业内可能发生的事件都包括在内。

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(责任编辑:Selina Shi)

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