高效组件量产解决方案
发布时间：2015-04-10    编辑：jinrui   
本文摘要：晋能清洁能源科技有限公司 技术总监
晋能清洁能源科技有限公司  技术总监 李高非
　　大家好我是山西晋能清洁能源科技有限公司的李高非。
 
　　今天给大家汇报的题目是高效多晶硅电池量产组件方案。因为今天大家已经听了很多，在前沿技术高效技术上面的一些报告，我这个报告会更多的基于我们在现有的多晶工艺上的优化，今年能够达到工信部和能源局提出的相关指标，主要是这个题目给大家进行汇报。
 
　　由于我们公司比较新，从注册时间到现在只有十五个月。所以我在这里首先花几页的时间给大家介绍一下我们公司。第二部分介绍我们公司达到的水平。第三部分我们提出以我们的实践经验，提出来高效多晶硅电池组件方案。最后简单的总结我的发言。
 
　　首先我们公司隶属于山西晋能集团，是山西省的省属国企，在2014年世界500强排名第309位，是2013年由两个山西省的国企合并组成的。在晋能集团下面有六大板块，其中一个是清洁能源板块。这个板块主要业务集中在太阳能和风能的生产制造和应用安装建设，到去年为止我们光伏装机总容量达到330MW。
 
　　这页是关于晋能清洁能源科技有限公司的介绍。主要是关于电池组件的生产，公司位于山西省吕梁市。我们选择这样的契机进入行业，得以实现，供大家进行参考。我们公司于2014年9月份投产，一期的电池产能是500MW，组件产能600MW，实际电池能做到600MW，组件做到700MW。我们公司选择这个时候切入也有多方面的原因，首先是国企背景带来的优势，公司有资金无包袱，技术上吸取过去几年行业内积累的经验，整个团队是由行业里有过成功经验的人员组成，所以在短期的时间内没有市场的担忧。
 
　　这里是我们公司整个的发展情况的介绍。大家从这一页看到去年3月份，也就是去年的今天我们产房的地区还是一片玉米地，7月11日我们完成厂房封顶，9月份我们产出了第一批组件，10月完成第一批发货。我们公司总经理是杨立友博士。公司的目标就是跟着国家的相关政策走，这里提到的主要是关于光伏行业准入门槛，和能源局推出的‘领跑者计划’：在2015在组件上做16.5%的转化效率，该效率在我公司组件版型的基础上对应的功率是268W。
 
　　今天各位专家提到整个行业还是以255W为主，还包括一些250W和少部分260W的组件。我们经过半年的调试生产，现在的组件平均产出功率是264W，这离我们16.5%的目标还有一点距离，当然为了达到268W的平均产出我们还有一些新的技术还没有加进去，比如说两次印刷，比如说上午报告里提到的更高效的硅片，这些技术我们还没有加入进去，所以我们的目标是在4月份能够批量的对外产出270W的多晶组件，在6月份达到整个生产产能的主要部分。第11页报告展示的是我们现在生产线上效率的分布，目前情况下270W的组件是比较小的份额。
 
　　第二部分是此次报告的主题，主要是说我们怎么样在常规的电池组件生产线上，通过增加一些新技术能够使产品达到270W；另一个方面是智能制造，包括生产管理、全自动化生产和控制都起到很大的作用，甚至我们发现对于降低PID都有很大作用，后续有相关的报道给大家分享。
 
　　第一个技术是我们全都采用的低压扩散工艺，就是今天早上四十八所专家提及的工艺，经过几个月的生产下来，生产非常稳定。我们现在工艺采用的方块电阻接近100Ω，这种工艺的另一个优点是产能翻番，同时生产过程中的水电气消耗几乎都是减半，所以在整个的成本和节能降耗方面都有非常明显的提升。
 
　　第二个技术是两次印刷工艺。我们目前虽然还没有批量化的生产，但整在行业早在三、四年前就有量产的实例推广这个工艺，我们公司除了把两次印刷引入之外，还加入了自己对工艺的理解：第一，两次印刷采用不同的浆料，提升电池效率；第二，我们要把浆料的使用量控制在非常低的水平，比如说我们现在生产线上典型的浆料消耗是95毫克每片。这两点使我们取得了高效率和低成本的最优结果。
 
　　第三个新技术是四主栅的设计。因为我们是新厂，所以在主栅线根数的选择上有更大的灵活度，全公司所有的配置都使用的四主栅的设计，这种设计能够使电荷的导电距离显著降低，给与我们在栅线的细线化方面很大的自由度。
 
　　第四个新技术是一种全新设计的焊接技术。如图所示整个焊接过程中每片电池都由一个金属盒压住，焊带与电池的相对位置得到保证，也最大限度提高了CTM。这种设计的另一个好处是整个焊接过程中电池片非常平整，不会在升温降温过程中产生弯曲，于是整个组件制造过程中的碎片率都非常低。
 
　　从这一页开始是智能制造。这一页展示的是我们电池车间所有质量管控点均由自动化设备完成，左上方的图是我们在化学工序的自动称重，还有自动方阻测试、自动颜色测试和热斑测试。正是由于整个过程中的自动实时监控，所以导致我们公司组件的PID非常低。大家都知道现在PID在组件级别的衰减其实不是每片电池同时衰减，而是会有一两片或者是几片电池比较严重。我们公司生产线经过工艺管控，每一片电池的一致性做得非常好，所以组件PID非常低。这一页展示的是我们的客户的数据，两片组件的300小时PID的衰减都是控制在1%以下，和我们自己在工厂内测试，以及在第三方检测机构做的数据完全一致，均没有超过1%，这是我们在线质量管控的额外收益。
 
　　智能制造的下一页是组件车间全自动化。除了已经在行业普遍采用的技术之外，我们尝试了组件的自动分档包装，我们的组件在测试后分成24个档位，然后由机械手把整箱组件运到自动包装的区域自动打包。我们也在工厂区域计划建一个立体仓库，届时自动包装完的组件会直接拉到立体仓库进行储存，组件发货时只需要在电脑上简单操作，货物就直接送到车上去。上述所有的功能都会由整个公司的MES系统进行连接，所有的信息都会在系统中录入，所有的组件都有唯一的条形码，条形码中包含组件全生产周期的信息，包括生产时间、操作工姓名、质量管控点数据等等。这样信息包括在线监控的数据会第一时间传输给公司管理层，生产问题解决和优化能够得到最快的响应。
 
　　结论部分：在传统工艺的基础上，我们通过技术和生产的优化，达到工信部光伏行业准入门槛和能源局领跑者计划的相关要求。我们公司始终关注产品的性价比、技术的可量产性和整个生产过程的节能减排。

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