起首要申明,这个题目是赶碳号在对王娴静教员访谈以后的总结和感触感染,并不是出自任何人的授意。所谓正念,源自释教禅修,在心理学中,则是指将留意指向当下方针而发生的意识状态,且不加评判地采取此时此刻的各类履历或体验。所谓执念,就是执着的动机,它源自在人们对某些人或事物持久的、 难以割舍的感情迷恋和寻求,可以表示为对曩昔的纪念、 对将来的等候, 或是对某个特定方针的对峙不懈。所谓邪念,就是不纯粹的设法。
在赶碳号看来,当下的光伏,真的需要多一些鞭策行业生态健康成长的正念,少一些凭空杜撰、独有市场的执念,同时也要摒除一些矛盾与纷争的邪念。
王娴静 华晟新能源 首席科学家
光伏行业的魅力,就在在这个行业始终布满着转变,并且会奖赏那些英勇拥抱转变的立异者们。固然,立异很难,布满着圈套、荆棘与挑战。异质结这条路很难走。徐晓华说,难走的路,才是有价值的路,才是一条准确的路。
本年是华晟新能源成立的周围年。四年时候,即便对年青的光伏行业来讲,也不算长。但对华晟、对异质结电池手艺来讲,却意义不凡。短短四年中,华晟第一次让异质结电池这个行业从小到年夜,真正实现了财产化。王娴静作为华晟的首席科学家,在此中感悟很多。
王娴静
中国科学院电工研究所研究员、博士、博士生导师,太阳电池手艺研究室主任,中国可再生能源学会理事,中国可再生能源学会光伏专业委员会理事,中国尺度化学会光伏专业委员会委员。
1991年至1994年在中科院长春物理所攻读博士学位,从事光电显示器件研究。
1994年至1996年在中科院化学所进行博士后研究,研究内容为份子反映动力学。
1994年至2005年,进入北京市太阳能研究所,尔后一向从事太阳能电池的研究,曾任光伏研究室主任、总工程师、副所长、副总司理、公司董事等职,并任国度新能源工程研究中间副主任兼首席科学家;北京市光电研究中间主任兼首席科学家。从2003年最先从事异质结太阳电池的研究工作,一向延续至今。
1999年至2002年赴美,前后在美国纽约州健康署Wadsworth中间、美国Ohio州Toledo年夜学物理与天文系任职,首要从事非晶硅太阳电池的研究。
2005年至2022年,进入中科院电工所,任研究员、研究室主任、院重点尝试室副主任。
2020年8月,插手安徽华晟新能源科技股分有限公司,担负首席科学家,从事异质结手艺研发与财产化摸索的深切研究。
01头部企业的执念
赶碳号:异质结电池今朝之所以还没有成为一条主流手艺线路,就在在晶科、天合、隆基、晶澳等巨子还没有年夜举入局。异质结手艺赛道,会不会在华晟闯出一条路、异质结电池完全财产化今后,年夜企业们是不是会蜂拥而上,收割盈利?
王娴静:
年夜企业进异质结电池赛道是有可能的,由于他们资金雄厚。可是,年夜企业周全进军异质结其实也有一个问题,就是这些企业已具有很是年夜范围的PERC和TOPCon电池的产能,致使其转向不兼容的、全新的异质结电池赛道的沉没本钱将会很高,现有产能都得减记。
好比说,一家企业有50GW的PERC电池产能,还20GW的TOPCon电池产能。假如这家头部企业真要想在异质结电池赛道取胜,一次性地把这70、80GW的产能减记失落,那末这家企业必然会伤到元气。所以说,年夜企业想要回头,敏捷完成手艺线路切换,其实其实不轻易。
赶碳号:
光伏在财产范围扩年夜今后,其周期特点就是,在上一轮成绩你的,这一轮常常就成了繁重的承担,好比PERC电池,好比一体化产能结构的企业,将来可能也会包罗TOPCon电池。相反来讲,那些在PERC电池上没掌控住机遇的、或在一体化结构上晚了半步的,此刻反而吃到了盈利。年夜企业怎样才能平抑这类周期呢?
王娴静:
每次手艺转型,对年夜企业来讲,酿成的危险其实都长短常严重的。像有的头部企业,巅峰期间能具有千亿以上的市场价值,此刻也年夜幅缩水了。也就是说,年夜企业想要转型,他没法子快起来。所以,在光伏行业历来就不存在所谓的年夜而不倒,这个行业老迈很难做,各领风流三五年。
赶碳号:光伏财产成长转变很快,一念之间常常就决议企业兴衰成败。作为华晟的首席科学家,你怎样看头部企业之间在研发上的较劲?王娴静:
异质结电池手艺是一个开放的生态,我们一向接待更多的企业来介入此中。这是由于只有配合立异,不竭降本提效,异质结手艺才能成为主流手艺线路。
可是,有一些头部企业其实不如许认为。好比,有的企业研发能力很是强,可是常常采纳闭门研发的策略。
在曩昔一段时候,在硅片环节前进速度很慢的范畴,采纳这类研发策略被证实长短常成功的。可是,我小我认为,太阳能电池财产的这个环节不太一样,手艺研发的特点也纷歧样。
以异质结手艺为例,需要企业、研究机构彼此合作,才可能鞭策这个行业的前进。华晟认为,假如只是一个孤勇者,其实很难成功,必需要有财产链配套,必需团体军作战,才可能成功。有一家乃至几家焦点企业,周边有装备厂商、材料厂商,还响应的本钱供给撑持,和撑持你的处所当局,还要有做工艺研究的机构、国际上的科学家等等,所有人配合尽力。
此刻,一家公司在研发上能投入几十亿就已很牛了,但一项光伏手艺要几百亿上千亿的投资,才能让它真正财产化。几十亿对一项手艺成熟、落地和财产化利用而言,远远不敷。
有的企业研发系统在理念上依然逗留在那种老派的模式。他们总认为,我研发出来的工具就是我一个小团队弄成的,要和装备供给企业签定和谈:第一,任何信息你都绝对不克不及对外流露;第二,你的装备不克不及卖给他人,只能卖给我,最少你在必然刻日内,只能跟我一块开辟,也只能卖给我。
这类研发模式,假如是做一个小发现、小配方,或某一个化工品,是完全可行的。可是对太阳能电池来讲,不论是异质结手艺仍是TOPCon手艺,都是兵团式作战的时期,这类研发理念必定不可。由于你对他人封锁,他人也会对你封锁。高墙一旦竖起来,企业就只能在本身的小六合里,和有关系的几个小供给商一路玩。这些供给商的资金、手艺都是相对有限的。
举个例子,像TOPCon电池的LECO手艺,其实不是中国人缔造的,而是德国人发现的,终究中国企业把它用了起来。这一家企业做激光,那一家企业做浆料,还分歧的人做装备、做机理研究,全部财产的厂商配合鞭策。所以LECO一上来,就敏捷获得普和,一上就是几百GW。包罗异质结也一样如斯,尝试室里的工具,在财产化时其实有良多工具都要革新的,必需要开放。02异质结会不会打专利战
赶碳号:
比来在TOPCon手艺范畴正倡议一场专利战。一些企业认为,不尊敬常识产权,是这一轮光伏同质化内卷的主要缘由。华晟在异质结专利方面,有如何的结构?
王娴静:
第一,华晟在专利上被他人 卡脖子 的风险是比力小的。2011年之前,只有日本三洋一家在做异质结,没有此外企业。为何呢?由于你只要研究,就会受制在三洋公司的根本专利,它有几百项到上千项专利。但是,异质结电池的根本专利在2011年过时了。所以,三洋不年夜可能来和我们打专利战。
第二,国内的异质结手艺现实上已远远超出了三洋。三洋昔时做得最好的手艺,就是异质结的第一代手艺,双面非晶钝化布局。单面微晶、双面微晶钝化布局的电池,都是在2011年由我们中国科学家提出来的。也就是说,异质结电池很多新手艺的原创、根本,是在中国科学家手里做出来的。
由此,异质结手艺今朝没有很是致命的卡脖子专利壁垒。固然,后来在不竭财产化进程中,华晟也在申请,包罗迈为、通威等等也都在申请。这些专利首要用在自我庇护。我认为未来打异质结的专利战的可能性其实不年夜。
专利庇护是一把双刃剑,它一方面庇护了发现人的智力功效与资金投入,但同时也限制了手艺的快速推行。中国光伏财产在某种水平上是由于没有过在严苛的专利限制,才能成长到今天,领先在世界。假设我们有很强的专利壁垒,中国光伏财产纷歧定能有今天如许领先在世界的范围和体量。
以PERC、TOPCon电池为例,这些专利的原创多是一家公司提出来的,但周全财产化是靠全球的科学家、财产界和本钱投入配合鞭策才实现的。全部财产链上的企业一路尽力、全行业年夜范围配合介入,才得以实现。
异质结手艺最先时也是很封锁的,包罗镀膜等等,都有分歧的手艺和工艺。这些手艺都是从本来的薄膜电池转移过来的,这类手艺立异模式就不成取。可是此刻,异质结的生态其实已变了,行业内部交换很是频仍。恰是由全球的本钱加上全球的智力,加上全球的制造能力,配合促进了异质结的成长。只有如许,异质结才能和以TOPCon电池为代表的主流电池手艺竞争。
所以,从更久远的成长维度来看,我其实不认为专利战是一件功德。专利庇护,可能对常识产权来讲是一种庇护,但它不应构成一种垄断。专利庇护的目标应当是鼓动勉励立异,而不是为了歹意竞争和打压。过激的专利战对全部行业生态来讲未必是功德。
03
异质结的上升曲线
赶碳号:
异质结电池效力晋升的速度很快,但TOPCon电池的晋升也不慢。更要害的是,由于TOPCon手艺成熟的财产生态决议降本速度比异质结手艺要快良多,这多是人们对异质结手艺决定信念不那末足的一个缘由。你怎样看这个问题?
王娴静:
今朝,异质结、TOPCon两年夜手艺线路处在你追我赶的如许一个阶段。
早年异质结电池财产化的时辰,在2010年前后,电池的产线平均效力是22%,那经常规电池只有16-18%如许的效力程度。那时的常规电池,是初期的铝背场电池。后来PERC电池、TOPCon电池接踵呈现,他们都是在一条根基的手艺线路之上做一些点窜或加法,从而往上晋升,到今天的TOPCon到达一个极致,产线平均效力在25%摆布(国际尺度),响应的异质结电池的产线平均效力也到达了稍高一些的程度,在25.5%摆布。
异质结手艺在不竭前进,TOPCon手艺也在不竭前进。此刻,以尝试室最高效力来说,二者已比力接近了。下一步,两年夜手艺线路的竞争会如何呢?我认为,异质结电池采取双面钝化,它的理论效力是29.2%,这长短常高的。此刻硅基太阳能电池的尝试室最高效力是26.81%,这是由异质结电池缔造的。双面TOPCon电池的理论最高效力28.7%,单面TOPCon电池的理论最高效力是27.1%,因为今朝财产化的TOPCon电池是单面钝化的,是以和异质结电池的29.2%的理论最高效力还差两个百分点。此刻,TOPCon电池真正被国际测试机构承认的尝试室最高效力是26.1%。
异质结电池的机能是不竭晋升的。以华晟为例,在2021年时,电池是双面非晶钝化布局,财产化平均效力是24.3%,到了2022年,酿成了单面微晶钝化布局,财产化平均效力到达25%。然后到了2023年,酿成了双面微晶钝化布局,财产化平均效力到达25.5%。后来华晟又和迈为在装备和工艺上做各类改良,此刻又晋升到26%-26.2%摆布。所以,它在这几年中每一年都有手艺前进,它不是一个忽然上升,然后不变的进程,计较下来每一年大要都有0.5%-0.7%的上升幅度。2024年末或2025年头,会不会再周全提高到26.5%呢?我感觉是很有可能的。04异质结的降本之路
赶碳号:
此刻HJT和TOPCon两个手艺线路的生态不太一样。TOPCon和PERC电池比力接近,不管是从人材的贮备、供给链的完全性,仍是降本的速度等等都具有优势;HJT即便在电池片制造本钱上和TOPCon可以或许追平,但在装备折旧上,依然比TOPCon要贵几分钱。HJT在人材贮备和装备供给方面,是甚么样的近况?
王娴静:可以如许说,此刻几十万、上百万的手艺人材和操作人材,都是在TOPCon手艺这个生态当中。第一,异质结电池是一种全新的手艺,全新的生态,包罗它的装备操作、对装备的理解、和对装备的调控工艺程度,都是全新的。此刻的异质结手艺人材,都是初期做非晶硅薄膜电池的一批人转过来的,采取的手艺都是薄膜电池的手艺。所以,在人材预备方面,异质结手艺是缺少的。
第二,异质结电池的装备供给商很是少。此刻可以或许供给整线装备的,只有1~2家企业,一些企业只能供给单一装备,别的一些企业还没有把握异质结电池工艺,是以阻碍了这些企业装备在营业真个推行。
第三,因为异质结电池的人材和手艺工艺的堆集甚少,产线装备买家都但愿装备商可以或许供给工艺,供给商不单卖装备,还要按指标调试好。如许就对装备厂的要求很高。
异质结电池装备厂的人员、场地、能力都是按部就班地晋升的,假如市场需求忽然爆发是没法知足的。假如说客岁卖了50GW,本年打算卖100GW,可是本年假如定单忽然酿成四五百个GW,装备厂不成能扩得那末快。他的产能和经济实力,不足以支持这么年夜的扩产。可是TOPCon电池装备有七八家企业介入竞争,装备的制造产能就会晋升得很快。
赶碳号:
假如异质结电池装备环节的利润更高的话,按说应当会有良多装备厂涌入,即便不做整线装备,也能够做一些专有装备的交付,从而改变一家独年夜的场合排场。
王娴静:
其它装备厂想要进来,速度可能会比力慢。由于既要做好装备,又要理解异质结电池的工艺其实不轻易。别的,终究仍是要调集整线,在工艺开辟时需要年夜量人员,这些尝试进程其实比力漫长。单单做好一台装备难度还不算太年夜,可是这台装备若何让它在客户端调剂好、工艺参数匹配好,这需要较长时候的磨合。
这就像半导体装备一样,单台装备,连给你试的机遇都没有。假如不给你试,不给你上线,你怎样知道企业的工艺参数。特别是在手艺上升期,手艺总在转变,追随者跟得就比力费劲,会被落下,固然异质结电池的工艺不变了今后,一些新进的装备企业就会渐渐追上来。总而言之,异质结是一个立异型的手艺,不论是装备、材料的供给,仍是从企业成长的角度来看,它都是要遵守一个新手艺逐步导入量产的客不雅纪律的。
赶碳号:
本年影响光伏降本的,还一个主要身分,就是浆料。关在银包铜浆料这一块,有人说已跑通了,有人说还没跑通。今朝银包铜浆料在利用上,华晟是否是已没有问题了?
王娴静:
我们更普遍一点叫电极的铜替换手艺,不但是银包铜浆料。
第一,我认为银包铜浆料已完全可以实现量产,最少华晟已完全实现了量产。
第二,今朝还没有年夜范围上线的就是0BB手艺。包罗TOPCon也在开辟0BB手艺。华晟此刻有1~2GW的0BB组件产能。可是此刻还没有年夜范围供货,由于还要进一步优化工艺和装备,需要再跑一跑。我感觉本年年末摆布,华晟的0BB组件手艺可能会周全上线。假如0BB手艺周全上线,加上我们的细栅用60%的铜含量的浆料,如许才完成了比力好的铜替换步调,大要每瓦银耗在5-7毫克之间,在电极本钱上会低在TOPCon。
如许,在电极本钱方面,异质结电池将获得较着优势。固然,我们此刻还没斟酌电镀铜制备电极手艺。假如采取电镀铜工艺,则百分之百用铜制备电极,可是电镀铜还很多多少工艺手艺上的细节问题有待解决。05异质结的破局之道
赶碳号:
我们比来跟一些光伏企业家、CTO沟通,每一个手艺线路、每家企业必定会捍卫本身的手艺线路。谈论到电池的全部生命周期如许一个话题,说TOPCon手艺假如参考PERC手艺的演化进程,最少有五年的生命周期。会不会有一天,TOPCon就直接过渡到TBC手艺了,乃至迭代到下一代的叠层电池了,而留给异质结可能就没有几多空间。
王娴静:你说的景象是异质结电池面对一个前后夹击的问题。前面有低本钱的TOPCon电池手艺,后面有更高效力的BC电池和叠层电池手艺。我认为TOPCon的手艺还没有到顶,它还在机能上继续晋升的潜力。可是TOPCon电池在机能晋升上已变得愈来愈坚苦了,这个已较着感受到了。
此刻TOPCon电池叠加了LECO手艺得以进一步提高效力,可是LECO手艺自己还良多未知的工具,加了LECO今后,可能会带来一系列问题,好比紫外衰减问题。
赶碳号:
我们也留意到比来国际权势巨子检测机构 可再生能源实验中间(RETC)发布了《2024光伏组件指数陈述》,指出TOPCon组件特别轻易遭到紫外线引诱衰减(UVID)的影响。异质结电池是否是也有这方面的挑战?
王娴静:
这个其实跟制造工艺有关。也就是说,只要电池效力越高,它就会衰减越高。假如用很好的硅片,概况钝化做得特殊好,衰减就小。假如用的硅片较差,有齐心环,或说是用PECVD做沉积的钝化膜,它的概况钝化做得不完全,要用氢辅助钝化,就有可能致使紫外衰减。
所谓紫外衰减,就是紫外光可以或许打断氢硅键。
TOPCon电池在效力较低的时辰紫外衰减不较着,但当采纳像LECO等手艺将效力提高今后,这个问题就变得严重起来。
赶碳号:
对TOPCon来讲,这类紫外衰减能规避吗?
王娴静:
紫外衰减是必定有的,是没法完全避免的。异质结不是从电池自己来避免,而是从组件设计来避免。
我们领会到TOPCon电池也已最先假想用光转胶膜、紫外截止胶膜制备组件了。可是,TOPCon电池最年夜的长处就是它的短波响应好,所以才把效力做上去的。假设切失落短波光来防紫外,或利用光转剂转化紫外光为可见光,对TOPCon的效力损掉就会很年夜。这也许会致使TOPCon电池和异质结电池拉开很年夜的效力差距。
后 记当下的光伏财产水火倒悬,年夜洗牌正在加重。就连最乐不雅的人都认为,这一轮下跌周期可能会耽误,产能出清极可能从霹雳战酿成了拉锯战。
那末,在越发残暴的竞争中,若何才能存活下来?每家企业都有本身的选择。发现一种独步全国的武功,让本身遥遥领先,一把干失落所有人,这是一种思绪;经由过程专利壁垒,把新进入者挡在门外,这也是一种思绪。还一种,那就是就像华晟如许,摒弃门户之见,开放融通,构建起异质结电池手艺的新生态圈,力争以卷破卷,以少胜多,联袂共度周期!
编审和统稿:侦碳
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原文题目:华晟新能源王娴静:光伏的正念、执念与邪念
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