我國光伏設(shè)備技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢研究

周立平

[摘 要] 光伏產(chǎn)品生產(chǎn)制造在當(dāng)前是設(shè)備制造行業(yè)當(dāng)中的新領(lǐng)域。目前，我國的光伏設(shè)備技術(shù)發(fā)展還處于初級(jí)發(fā)展階段，但由于其對(duì)于產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)進(jìn)步有著巨大的作用，因此得到了大力的推廣，并且也為設(shè)備制造業(yè)提供了極大的保障。本文主要對(duì)我國光伏設(shè)備技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并對(duì)其未來發(fā)展趨勢進(jìn)行了進(jìn)一步的討論，希望為相關(guān)人士提供一些有益參考。

[關(guān)鍵詞] 光伏設(shè)備技術(shù)；發(fā)展現(xiàn)狀；趨勢

[中圖分類號(hào)] TM914.4 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1671-0037（2017）4-62-3

Research on the Status and Trend of Development of Photovoltaic Equipment Technology in China

Zhou liping

（The Second Research Institute of China Electronics Technology Group， Zhengzhou Henan 450000）

Abstract： Photovoltaic products manufacturing is a new field in the current equipment manufacturing industry. The current phase of photovoltaic equipment technology development in our country is still in the primary stage of development， but due to its great effects on industrial structure adjustment and improvement， it has vigorously promoted， and also provides great protection for the equipment manufacturing industry. This paper mainly analyzed the present situation of photovoltaic equipment technology development in our country， and further discussed its future development trend， hoping to provide some beneficial reference for related people.

Key words： photovoltaic equipment technology； current situation of the development； trend

前言：光伏產(chǎn)業(yè)是我國新世紀(jì)的朝陽產(chǎn)業(yè)之一，近年來隨著社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，我國的光伏產(chǎn)業(yè)得到了整體上的持續(xù)進(jìn)步和發(fā)展。同時(shí)，光伏設(shè)備技術(shù)近年來也得到了明顯的提升，少數(shù)領(lǐng)域已經(jīng)達(dá)到了國際領(lǐng)先水平?？梢哉f我國的光伏設(shè)備技術(shù)在當(dāng)前已經(jīng)步入到了一個(gè)新的發(fā)展階段，在未來也有著十分廣闊的發(fā)展前景。下面將對(duì)我國光伏設(shè)備技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀以、未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行詳細(xì)的討論和分析。

1 光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展概述

近年來我國的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)得到了全面的進(jìn)步和發(fā)展，在能源消耗方面的總量也開始逐漸的上升。國家統(tǒng)計(jì)中顯示，在2011年我國的能源消費(fèi)量已經(jīng)達(dá)到了34.8×108t標(biāo)準(zhǔn)煤，與美國相差無幾。大量的能源消耗給我國能源供給和環(huán)境保護(hù)工作的開展都帶來了一定的壓力。一方面，由于我國內(nèi)需量過大，自有產(chǎn)量難以滿足供需，因此每年都需要大量的從國外進(jìn)口煤炭和石油等能源。據(jù)海關(guān)總署統(tǒng)計(jì)，在2011年我國的石油和煤炭的進(jìn)口量分別為2.53×108t和1.82×108t，從整體上看我國的能源供應(yīng)對(duì)于外部有著比較大的依存度[1]。同時(shí)由于受到環(huán)境和域外的不良因素影響，當(dāng)前階段波斯灣地區(qū)政局不穩(wěn)，出現(xiàn)了動(dòng)蕩現(xiàn)象，亞丁灣海盜猖獗，這些都給我國的能源安全進(jìn)口帶來了威脅和不良的影響。另一方面，我國的能源消耗結(jié)構(gòu)當(dāng)中，有90%以上都是傳統(tǒng)化石能源。在進(jìn)行燃燒的過程中這些化石會(huì)釋放出大量的溫室氣體和有毒有害的物質(zhì)，不僅給環(huán)境上造成了不良影響，更是會(huì)嚴(yán)重威脅到人們的身體健康。這對(duì)于我國的社會(huì)穩(wěn)定和科學(xué)發(fā)展觀的深入都將產(chǎn)生不利影響。因此，當(dāng)前階段積極的探索新的能源利用方式，對(duì)于我國減少環(huán)境污染和資源短缺的問題來說顯得格外的重要，也是當(dāng)前階段社會(huì)各界所關(guān)注的重點(diǎn)話題之一。

太陽能光伏設(shè)備技術(shù)是當(dāng)前被社會(huì)所認(rèn)為最有發(fā)展前景的一種能源新方式。不僅能進(jìn)行發(fā)電生產(chǎn)，同時(shí)還能從硅材料成產(chǎn)加工和環(huán)保處理等方面產(chǎn)生重要的價(jià)值。當(dāng)前階段可以說我國的光伏設(shè)備已經(jīng)在行業(yè)當(dāng)中取得了良好的信任和支持，得到了行業(yè)認(rèn)可，越來越多的客戶從價(jià)格適中和技術(shù)進(jìn)步的國產(chǎn)劇設(shè)備當(dāng)中受益[2]。但同時(shí)，我們也需要認(rèn)識(shí)到國內(nèi)設(shè)備廠商的技術(shù)水平在當(dāng)前的整體技術(shù)水平上仍然不夠高，尤其是高效電池工藝設(shè)備和信息化先進(jìn)技術(shù)方面仍然無法與國外的一些大廠商比較，還需要不斷的創(chuàng)新和改造。

2 我國光伏設(shè)備技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

我國在光伏技術(shù)的發(fā)展過程中，光伏設(shè)備企業(yè)從硅材料生產(chǎn)經(jīng)營、硅片加工再到太陽能電池片等方面都已經(jīng)有了相應(yīng)的技術(shù)，并且已經(jīng)形成了成套的供應(yīng)能力。甚至在一些產(chǎn)品上已經(jīng)開始進(jìn)行出口，例如擴(kuò)散爐、管式PECVD、單晶爐、多晶鑄錠爐、層壓機(jī)、檢測設(shè)備等。

硅材料加工設(shè)備主要為多晶鑄錠爐、單晶爐、切斷機(jī)、切方機(jī)、多線切割機(jī)、硅片檢測分選設(shè)備。其中，單晶爐得到的效果比較好，同時(shí)其性價(jià)比也較高，因此在國內(nèi)市場占據(jù)了主要的統(tǒng)治地位。近年來，硅材料加工設(shè)備也開始逐漸的批量出口亞洲；多線切割機(jī)方面也已經(jīng)取得了全面的突破；多晶硅鑄錠爐已經(jīng)開始在我國很多企業(yè)當(dāng)中投入了使用，說明了光伏設(shè)備技術(shù)在當(dāng)前的發(fā)展是十分迅速的。

近年來，由于受到主流工藝上改良的影響，在晶硅電池常規(guī)生產(chǎn)線上已經(jīng)逐漸的將工藝過程縮減到了6步，所使用到的設(shè)備也僅僅只包括了6種。主要為：單晶槽式制絨/多晶在線式制絨、擴(kuò)散爐、在線濕法刻蝕機(jī)、PECVD、絲網(wǎng)印刷機(jī)及測試分選設(shè)備。當(dāng)前階段，這些設(shè)備在國內(nèi)已經(jīng)都能實(shí)現(xiàn)全面的生產(chǎn)和使用，并且在核心技術(shù)上也得到了突破性的發(fā)展和應(yīng)用，自動(dòng)化水平明顯得到了提升，性價(jià)比也要比國外進(jìn)口設(shè)備更高，市場前景十分廣闊。

從整體上來看，我國的光伏設(shè)備在當(dāng)前已經(jīng)得到了全面進(jìn)步，并且在行業(yè)當(dāng)中也建立起了比較好的信譽(yù)，得到了行業(yè)認(rèn)可和支持，越來越多的客戶開始選擇國內(nèi)的設(shè)備的行使用。在技術(shù)手段上的水平也越來越高，促使國產(chǎn)設(shè)備得到了整體進(jìn)步。但與此同時(shí)我們也應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到當(dāng)前我們還是存在著一定的不足之處，雖然在設(shè)備生產(chǎn)上技術(shù)水平得到了全面的提升，但與國外的一些先進(jìn)的生產(chǎn)商相比當(dāng)中還是存在著一定的差距，在信息化水平上也遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后，對(duì)此還需要積極的借鑒和學(xué)習(xí)，促使我國的光伏設(shè)備能得到更穩(wěn)定的發(fā)展。

2.1 硅片生產(chǎn)

從多晶鑄錠（單晶拉棒）、開方、切片到硅片檢測分選設(shè)備，近年來我國對(duì)這部分工作的開展十分重視，并且在單晶爐方面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全面的批量出口。當(dāng)前階段的國產(chǎn)多晶硅鑄錠爐在溫度和工藝等方面的控制都已經(jīng)得到了明顯的提升，并且達(dá)到了國際領(lǐng)先水平，性價(jià)比較高，在國內(nèi)占據(jù)大部分的市場。我國的多線切割機(jī)在當(dāng)前雖然已經(jīng)生產(chǎn)樣機(jī)，但由于受到穩(wěn)定性和良品率等方面的影響，在生產(chǎn)線上的應(yīng)用比較受限制。在硅片分選設(shè)備中的高產(chǎn)能（>3 000 pcs/hr）設(shè)備還主要依賴進(jìn)口，但是國內(nèi)當(dāng)前很多的廠家已經(jīng)能夠提供硅片多功能分選設(shè)備的方案，包括檢測硅片厚度和表面劃痕等，并且開始在英利等國內(nèi)大廠進(jìn)行使用。

2.2 電池片生產(chǎn)

在電池片生產(chǎn)當(dāng)中使用的單晶槽式制絨機(jī)，除了光伏起步階段使用的進(jìn)口設(shè)備外，區(qū)域階段90% 以上為國產(chǎn)產(chǎn)品。2012年以前主要使用進(jìn)口的RENA和SCHMID，在幾年的發(fā)展和經(jīng)驗(yàn)積累當(dāng)中逐漸的讓技術(shù)更加的成熟和進(jìn)步，例如深圳捷佳偉創(chuàng)，2015年國內(nèi)新增電池產(chǎn)業(yè)當(dāng)中已經(jīng)開始廣泛的使用了國產(chǎn)多晶在線式制絨設(shè)備，并且當(dāng)前已經(jīng)與很多的下游電池廠商進(jìn)行了合作研發(fā)[3]。

擴(kuò)散爐方面經(jīng)歷了開管-閉管-全封閉（軟著陸）-負(fù)壓擴(kuò)散幾個(gè)階段，當(dāng)前很多的電池企業(yè)都采用了國產(chǎn)設(shè)備。由于能夠?qū)崿F(xiàn)有效的提升擴(kuò)散均勻性和產(chǎn)能，降低能耗，實(shí)現(xiàn)高方阻（目前70Ω/□，目標(biāo)90～100Ω/□），2015年，在當(dāng)前國內(nèi)幾個(gè)較大的產(chǎn)線中，已開始大量使用負(fù)壓擴(kuò)散爐，主要設(shè)備生產(chǎn)廠商包括七星華創(chuàng)、豐盛、捷佳創(chuàng)、中電科技48所等[4]。

2.3 絲網(wǎng)印刷機(jī)

單印絲網(wǎng)印刷機(jī)在當(dāng)前的國內(nèi)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全面的生產(chǎn)，雙軌二次印刷仍然主要使用國外進(jìn)口設(shè)備。在2014年我國開始逐漸的對(duì)單軌絲網(wǎng)印刷機(jī)進(jìn)行研究，并逐步促使其得到完善，現(xiàn)階段其穩(wěn)定性和一致性等方面已經(jīng)明顯得到了改善，與國際領(lǐng)先水平已經(jīng)比較接近[5]。在產(chǎn)能指標(biāo)上甚至已經(jīng)能超越進(jìn)口設(shè)備。從2015年開始我國大范圍的進(jìn)行了印刷設(shè)備的更新和技術(shù)含量的提升。由于當(dāng)中的技術(shù)含量要求過高，因此并沒有得到廣泛的應(yīng)用，在國內(nèi)市場上主要使用的還是英國或者意大利等進(jìn)口設(shè)備。

3 我國光伏設(shè)備技術(shù)發(fā)展趨勢

3.1 向自動(dòng)化高效能方向發(fā)展

提升產(chǎn)品的使用性能，降低整體的投入成本是未來光伏設(shè)備發(fā)展的主要方向。因此，當(dāng)前階段需要從合適的尺寸和工藝技術(shù)等方面入手進(jìn)行深入化的研究，促使其得到基礎(chǔ)性的保障。同時(shí)要提升單機(jī)自動(dòng)化的水平，促使單機(jī)生產(chǎn)效率和成本維護(hù)等方面能得到有效的控制，這也是日后光伏設(shè)備的主要發(fā)展方向。與手工方式相比，自動(dòng)化的方式能夠有效的提升生產(chǎn)效率，也能減少人工操作上的一些不良污染現(xiàn)象或者操作失誤問題的發(fā)生，促使生產(chǎn)經(jīng)營成本能得到有效的控制。就拿當(dāng)前主流的多晶硅156mm×15mm的方硅片生產(chǎn)來說，通過機(jī)械化的自動(dòng)生產(chǎn)方式能夠?qū)崿F(xiàn)全面的自動(dòng)傳輸和在線檢測，這對(duì)于行業(yè)的進(jìn)步和產(chǎn)能的全面提升將產(chǎn)生重要的價(jià)值，更加能提升其產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性能[6]。

3.2 設(shè)備研制與工藝開發(fā)之間關(guān)系更加密切

設(shè)備研制與工藝開發(fā)之間的緊密結(jié)合是未來發(fā)展中的一項(xiàng)主要趨勢。通過建立工藝示范線，結(jié)合先進(jìn)的工藝技術(shù)和設(shè)備研制等能促使整個(gè)設(shè)備的研發(fā)周期明顯的簡短，并且也能促使先進(jìn)的工藝得到有效的應(yīng)用，更加能降低設(shè)備上的誰使用成本，對(duì)于國內(nèi)的光伏企業(yè)來說這將促使他們?cè)谑袌錾线M(jìn)一步提升核心競爭力。同時(shí)，在設(shè)備的研制過程中，相應(yīng)的配件也將得到提升和改進(jìn)，對(duì)于促使行業(yè)的先進(jìn)化和國際化發(fā)展也能產(chǎn)生積極的影響，促使其與國際接軌。此外，當(dāng)前階段的光伏行業(yè)發(fā)展十分的迅速，當(dāng)中也蘊(yùn)含著大量的商機(jī)，只要抓住這個(gè)機(jī)會(huì)，努力的將設(shè)備研制和工藝開發(fā)融合到一起，就能有效避免出現(xiàn)惡性競爭現(xiàn)象，并且能促使企業(yè)在行業(yè)中得到進(jìn)一步的發(fā)展。

結(jié)語：光伏產(chǎn)業(yè)是新世紀(jì)發(fā)展當(dāng)中的朝陽產(chǎn)業(yè)，是能促進(jìn)社會(huì)和諧穩(wěn)定發(fā)展，減少資源短缺現(xiàn)象的一項(xiàng)重要措施，也是提升競技發(fā)展效果的重要組成部分。當(dāng)前階段，我國的光伏設(shè)備在發(fā)展過程中仍然有很多的不足之處，同時(shí)也面臨著社會(huì)巨大壓力，但只要能不斷的進(jìn)行研究，積極拓展國內(nèi)市場，就一定能促使光伏產(chǎn)業(yè)得到更好的發(fā)展。

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