刘涛：光伏成本降低必须与效率同时进行
发布时间：2015-01-08
编辑：jinrui
本文摘要：整个光伏技术路线图讨论分三个部分，对于每一个产业段来说都是从材料、工艺和产品三个角度来分析产业发展的现状、产品、技术、工艺应用的比例。
国际半导体设备与材料协会资深光伏产业分析师 刘涛
一.ITRPV发展状况
SEMT是全球性大半导体行业协会，服务2000多家会员，服务是半导体和泛半导体产业，包括今天的光伏，企业三分之一涉足光伏产业。作为一个行业协会我们会做很多的产业活动，今天我想强调的是技术路线图，当然我们还有标准和产业倡导。
技术路线图基本思想，就是我们通过产业链上的合作，尤其是全球化的合作，我们把产业技术和研发技术共同推动产业的技术进步。首先简单回顾一下国际光伏技术路线图的发展历程，在2009年的时候成立，成立当初是在欧洲几家主要从事光伏晶体硅电池技术的企业，经过这几年的快速发展从2010年出版了第一版国际光伏技术路线图的报告，每年都会出版一个更新，一直到2014年3月份在全球第八届光伏经理人论坛上正式发布了第五版光伏路线图报告。
经过这么多年的发展已经有很多企业加入了，但是我们觉得这里面整个光伏技术路线图活动本身从组成来讲还是非常不对称的，因为中国大陆已经成为全球最大的光伏制造基地，产能产量占70%以上，但是参加到光伏技术路线图的企业和他们的话语权还不是非常的对称。所以借此机会做一个呼吁，希望广大中国光伏制造企业记忆加入到全球化技术的平台上，为我们中国的光伏制造加把劲。
整个光伏技术路线图有一个发展阶段，最初是电池组件厂发起，从2009-2012是硅片和组件阶段，从2013年至今发展到上游硅料，下游到电站系统。去年最近一版国际光伏技术路线图活动已经有全球29家企业参与，从多晶硅到系统在内的领先企业。从构成上来看，55%来自于设备材料供应商，33%来自于制造企业，剩下部分来自于相关科研机构，这是参加企业的组成。
二.ITRVP2014报告技术内容
整个报告分几个部分，包括研究方法，对光伏成本下降的解释，还有主要技术方面的结论，以及光伏系统的结论，最后有一个展望。
整个光伏技术路线图讨论分三个部分，对于每一个产业段来说都是从材料、工艺和产品三个角度来分析产业发展的现状、产品、技术、工艺应用的比例。数据处理是通过SEMI匿名处理各参与企业术语。技术成熟度通过绿、黄、橙、红代表成熟程度。
我们主要目的是为了提供有竞争里的光伏电力及途径就是通过产业先全方位的合作，包括供应商、制造商和科研机构在各个制造环节，从硅料到系统全方位的提升。这么多年来随着组件不断地出货量增加，价格在下降。中间也会有一些波动、起伏，由于产能过剩之后，产业整合的价格变化。这里提到的是ITRPV给出产业化的成本下降至路，这个我们是有一个前提，必须要保证质量和转换效率，在这样的前提下通过各种努力把我们光伏的成本做一个下降。这是从2010到2014年1月份光伏产品价格的走势。
首先从多晶硅材料角度来讲，现在一个主要结论是满足光伏应用的硅料纯度从8N-9N，基本可以适应目前光伏产品的需要，但这是有一个发展变化，这个数据只是基于当前和到2024年一个简单预测。我们可以看到橙颜色基于西门子法的多晶硅材料比例会逐渐的降低。
硅片材料我们可以看到钻石线切割到2017、2018年成为单晶硅片领域主流。砂浆切割将成为多晶硅便的主导。晶体省长和硅片切割的耗材成本仍有下降空间，到2018年下降比例从5%-15%不等。这个图里面显示有做单晶应用的石墨部件，还有浇铸法做多晶硅的石墨部件成本下降的趋势。
电池材料的情况，也就是在硅片和浆料方面的情况，首先谈到硅片厚度将产生分化，根据不同的产品和技术。硅片在产业链当中影响力会随着技术的发展，市场的变化影响力会逐渐的增强，那么156×156方片将成为主流。
浆料，这也是电池材料成本领域占比比较高一种材料，我们可以看到银占电池价格10%左右。铜材料在电池的产业化应用最早也要到2018年左右，那么要解决铜电镀的附着性能成为了关键。
提到组件材料，减反射镀膜玻璃或绒面玻璃将成为主流。那么组件功率有2%的提升空间，其中封装材料透过率成为关键。
那么未来减少前玻、封装材料和备办厚度成为趋势，单玻组件用2毫米玻璃仍需要解决机械稳定性问题。包括边框、备办、封装材料、接线盒等职业影响成本，那么目前铝边框保持绝对主导地位，那么塑料和其他材料边框的使用将在2018年之后使用量加大。
这个部分主要是讲制造工艺，首先讲的是晶体硅，未来的趋势是大投料量和大尺寸晶锭成为主流。单晶生长投料量增大，还有就是单晶省长工艺从Cz到CCz，提高单晶的产量。从硅片制造工艺角度来讲主要会提到硅片切片能力的提升得益于两方面的进步，一个是砂浆工艺持续改进，另外一个是钻石切割线新技术的应用。红颜色是代表基于砂浆切割应用比例，蓝颜色是基于钻石切割线的应用比例。
对于整个电池制造工艺来讲，电池制造成本或者投资成本更多与电池转换效率挂钩，有两种方式，一种是企业在发展当中采用稳定投资，提升效率。另外一种是维持效率，通过生产制造环节，通过原材料环节降低成本，使整个电池制造成本下降。同样这里提到组件的工艺，减少设备占地同时提升产量，降低组件制造成本。我们在电池工艺技术方面减少复合电流损失是一个方向，包括硅片体内和电池前后表面复合电流减少都是今后的发展方向。
这里提到了提升发射极，我们在传统的把前表面扩散的方组做一个提升，减少前表面的复合，当然这一点需要浆料厂商的积极配合，对浆料进行改性，才能保证在高方组的情况下达到比较的好接触。这里提到的是电池里面栅线宽度不断地减小，目前是往30方向减少，对应的会有精细印刷技术，还有提升印刷设备CoO。
这幅图显示是传统单词印刷和二次印刷的比例，我们可以看到传统单词印刷比例逐年下降会从现在的90%降低到40%。未来组件/电池功率比方向是超过1，目前这个都是小于1的。那么超过1来源有几个方向，一个是光管理，包括组件的玻璃，EVA材料。另外还有电路连接以及封装技术。
整目前市场还是以铸造多晶为主，多晶产品将不断分化，P型单晶硅向N型单晶硅转换趋势比较明显，这里面增长比较大的有两个方向，一个是橙色高效多晶比例比较大，另外浅灰色N型高效多晶产品增加比例也是比较大的。
对于整体的电池产品来说，不同技术路线的电池都有效率提升空间，那么N型材料产品效率提升幅度更加明显，到2014年会有2.5-4.5%的提升。电池结构叶城县出多样化的发展方向，最近PERC电池市场占有率显著提升。异质结电池市场份额将会升至10%。
谈到组件的功率，预计到2024年高效多晶组件功率将超过300W。2024年N型单晶组件功率将超过达到360W。双玻组件份额将会襟翼提高，到2024年双玻组件占有60%，当然前提是2毫米的钢化玻璃方案是可行的。应用市场决定了组件尺寸，对于大型地面电站来说，目前它的电池片数是60、70、80，小众市场有一些变化，但目前大型地面电站是占比最高。
发电系统未来10年BOS成本下降会达到30%，但是不同地区BOS组成差别是比较大的。随着发电能力每千瓦每年1千千瓦时一直到2千千瓦时，它的LCOE成本是比较大低的。
这个报告给我们提供了有效的光伏成本下降的途径，但是必须是以保证成本没有增加作为前提，所以成本降低必须与效率同时进行。这里也做一个呼吁，希望国内更多的光伏制造商能够关注我们这样一个平台，加入到这样一个交流平台当中去，为整个中国光伏制造能力和技术能力的提升作出自己的贡献。
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