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超過(guò)百米的生產(chǎn)線上，外觀檢測(cè)、自動(dòng)封邊、焊接等自動(dòng)化設(shè)備一字排開(kāi)。這樣一套流程下來(lái)，一塊塊電池片就變成了光伏組件。

在安徽合肥的工業(yè)園，協(xié)鑫集成所產(chǎn)的這些光伏組件部分銷(xiāo)往國(guó)內(nèi)，部分從上海港下水發(fā)往海外。合肥是中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的聚集區(qū)之一，協(xié)鑫、晶科等企業(yè)的投資落地于此。

自動(dòng)化的生產(chǎn)設(shè)備、富有全球競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)、完備的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，這是中國(guó)光伏二十年來(lái)發(fā)展的成果。當(dāng)下正是光伏產(chǎn)業(yè)開(kāi)辟新路線的時(shí)期，這一切也推動(dòng)著中國(guó)光伏快速迭代，率先奔入N型時(shí)代，將其他國(guó)家的競(jìng)爭(zhēng)者甩在身后。

奔向新賽道

“2011年的時(shí)候，一個(gè)500兆瓦的光伏組件生產(chǎn)線至少要700人。那時(shí)候做的電池很小，組件規(guī)格也小，裝邊框裝玻璃全是手動(dòng)的，兩班排下來(lái)需要700多個(gè)人。”合肥協(xié)鑫集成新能源科技有限公司副總經(jīng)理王翔告訴記者：“現(xiàn)在70個(gè)人一年可以生產(chǎn)750兆瓦的光伏組件。這是什么效率的提升！現(xiàn)在用工只有原來(lái)的1/10了。”

施正榮在2001年創(chuàng)建無(wú)錫尚德，被認(rèn)為是中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)化的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)。“尚德當(dāng)時(shí)在做的時(shí)候也是以人工為主。施博士他們剛把組件帶到中國(guó)來(lái)做的時(shí)候，那也是高科技。但當(dāng)時(shí)的高科技(光伏產(chǎn)品)也是人工拿手焊的。”王翔說(shuō)。

自此之后的二十年，中國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè)既有高歌猛進(jìn)的時(shí)期，也有跌落深淵的時(shí)刻。一路走下來(lái)，民營(yíng)企業(yè)中崛起了一大批有全球競(jìng)爭(zhēng)力的光伏企業(yè)，并幫助中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)在世界版圖里占據(jù)了主導(dǎo)地位。

單從自動(dòng)化裝備一個(gè)維度來(lái)看，當(dāng)下與十年前相比就已經(jīng)是天翻地覆的變化。原來(lái)用于焊接等環(huán)節(jié)的工人工作基本為三軸機(jī)械手臂、焊接機(jī)器人等所取代了。高效的自動(dòng)化設(shè)備，是當(dāng)下光伏電池和組件企業(yè)的標(biāo)配。

“現(xiàn)在的加工精度越來(lái)越高，全自動(dòng)化的水平也越來(lái)越高。”一道新能源的首席技術(shù)官宋登元對(duì)表示：“芯片行業(yè)可能上千道工序，但它良率能做到99%以上，就是因?yàn)樾酒圃焓菬o(wú)人工廠。光伏行業(yè)也是這樣，全是機(jī)器人、機(jī)器手，就沒(méi)有什么人員，人員只是在顯示屏上監(jiān)測(cè)它的狀態(tài)。”

正是這樣快速的效率提升，充分競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)、完備的產(chǎn)業(yè)生態(tài)催促著中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)跑步進(jìn)入當(dāng)下的技術(shù)大轉(zhuǎn)型。

目前，光伏產(chǎn)業(yè)成熟的P型電池已經(jīng)迫近光電轉(zhuǎn)化效率“天花板”，成本降低的速度也在放緩。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，N型電池技術(shù)將替代P型電池，成為下一代技術(shù)方向。二者的區(qū)別在于原材料硅片和電池制備技術(shù)不同。

協(xié)鑫集團(tuán)的合肥組件基地，目前所采用的電池還是以P型為主，但已經(jīng)逐步使用N型電池。“潤(rùn)陽(yáng)光伏和通威光伏的電池都有，我們采購(gòu)其實(shí)不是以自己的意志為主的”，王翔對(duì)記者表示，協(xié)鑫在合肥的光伏組件基地所出產(chǎn)品，所采用的電池由其客戶(hù)在下單的時(shí)候決定。

協(xié)鑫已經(jīng)開(kāi)始為新一代電池技術(shù)做了準(zhǔn)備。協(xié)鑫集成投建了20GW的Topcon電池項(xiàng)目，這將幫助該公司提升大尺寸高效電池及其組件產(chǎn)能配比，滿足合肥組件大基地的產(chǎn)能配套需求。協(xié)鑫集成的新型電池項(xiàng)目項(xiàng)目位于安徽蕪湖市，與其合肥組件基地相距約150公里。

同樣準(zhǔn)備在安徽投資的還有晶科能源。2022年4月22日，晶科能源公告稱(chēng)投資建設(shè)新型太陽(yáng)能高效電池片項(xiàng)目二期工程，以及年產(chǎn)20GW拉棒切方建設(shè)項(xiàng)目。其中，其新型太陽(yáng)能高效電池片項(xiàng)目二期工程建設(shè)周期預(yù)計(jì)2年，項(xiàng)目總投資金額預(yù)計(jì)34.52億元。該項(xiàng)目地點(diǎn)同樣是在安徽合肥。

晉能科技主要是以銷(xiāo)售組件為主，電池基本上是跟組件的產(chǎn)能相匹配。

晉能科技總經(jīng)理?xiàng)盍⒂言诮邮苡浾邔?zhuān)訪時(shí)表示：“現(xiàn)在比較明顯的，整個(gè)全行業(yè)的共識(shí)是，新擴(kuò)產(chǎn)的項(xiàng)目應(yīng)該大比例的會(huì)是N型，因?yàn)樗@示出來(lái)功率上的優(yōu)勢(shì)還是比較明顯的，成本也已經(jīng)降到可以競(jìng)爭(zhēng)的地步，市場(chǎng)的接受度也是相對(duì)比較高的。我覺(jué)得整個(gè)行業(yè)，不管是在市場(chǎng)端，還是在產(chǎn)品制造端，都已經(jīng)到了全面向N型轉(zhuǎn)型的技術(shù)迭代關(guān)口。”

路線分化

中國(guó)企業(yè)在新型電池的效率上不斷捅破天花板。

在2022年12月，晶科能源宣布其N(xiāo)型單晶硅電池技術(shù)取得突破，經(jīng)中國(guó)計(jì)量科學(xué)院檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證，全面積電池轉(zhuǎn)化效率達(dá)到了26.4%。而在10月份，該公司曾宣布電池轉(zhuǎn)化效率突破26.1%。

這超過(guò)了行業(yè)的普遍預(yù)期。在2021年年底，光伏行業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的技術(shù)路線圖預(yù)測(cè)了2022年電池的效率，Topcon平均效率在24.5%左右，2023年大概達(dá)到24.8%。

N型電池又分化為T(mén)opcon與異質(zhì)結(jié)(HJT)兩種。Topcon電池，是目前N型光伏電池技術(shù)路線的一種，它使用超薄氧化硅來(lái)高效鈍化電池背面。

據(jù)宋登元觀察，2022年底“基本上頭部廠家都超過(guò)了25%。”他同時(shí)擔(dān)任中國(guó)光伏協(xié)會(huì)的電池和組件組組長(zhǎng)。

截至2022年年底，一道新能源自身規(guī)劃的Topcon電池和組件產(chǎn)能大概20GW.“光伏還是一個(gè)成本為先的產(chǎn)業(yè)，從設(shè)備材料以及整個(gè)供應(yīng)鏈上來(lái)說(shuō)，我們當(dāng)初判斷Topcon是P型電池之后最接近產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)路線。”宋登元說(shuō)。

多家大型的光伏電池企業(yè)在兩條重要的技術(shù)路線上都做了投資，比如通威既有異質(zhì)結(jié)，也有Topcon的產(chǎn)能。此前行業(yè)人士預(yù)期異質(zhì)結(jié)的發(fā)電效率會(huì)更高，但Topcon的快速發(fā)展，削弱了異質(zhì)結(jié)的優(yōu)勢(shì)地位。

“對(duì)于Topcon來(lái)說(shuō)，技術(shù)路線非常明顯，2023年年終就可能超過(guò)25.5%轉(zhuǎn)化效率，因?yàn)檫€有一些新的技術(shù)沒(méi)用上。比如激光SD技術(shù)還沒(méi)有導(dǎo)入，導(dǎo)入之后大概能提升0.2~0.3個(gè)百分點(diǎn)。此外，背面的多晶硅厚度還可以減薄，減薄后電流還能增加，大概又是0.2個(gè)百分點(diǎn)左右的效率提升。這兩個(gè)技術(shù)用上之后，到25.5%沒(méi)有問(wèn)題。”

光伏企業(yè)熱衷于投資Topcon技術(shù)，另外一個(gè)原因是該技術(shù)的設(shè)備初始投資比異質(zhì)結(jié)小很多，通過(guò)對(duì)上一代P型電池的產(chǎn)線改造就能生產(chǎn)。

“異質(zhì)結(jié)是一種薄膜技術(shù)路線，需要用到的真空設(shè)備就比較貴”，宋登元解釋說(shuō)。“大部分設(shè)備廠家把主要精力都放在了Topcon電池上，所以 Topcon的設(shè)備價(jià)格降低的就會(huì)更快。”宋登元對(duì)表示，一道新能源2021年采購(gòu)的兩套設(shè)備每GW大概兩億人民幣，相同設(shè)備2022年就降低到了1.8億，他預(yù)計(jì)2023年可達(dá)到1.6億，甚至1.5億。

“最新一代的PERC很容易升級(jí)成Topcon產(chǎn)線，所以它升級(jí)就特別能兼容大硅片。這就是Topcon的生命力。”王翔表示：“異質(zhì)結(jié)是另外一種薄膜技術(shù)路線，現(xiàn)在的設(shè)備用不上。所以你要是投資異質(zhì)結(jié)的話，當(dāng)下這些設(shè)備都得淘汰掉了。”

大的光伏電池企業(yè)對(duì)于異質(zhì)結(jié)的開(kāi)發(fā)也快馬加鞭，并沒(méi)有鎖定某一項(xiàng)技術(shù)路線，而是兩頭下注。“所以?xún)蓚€(gè)都在進(jìn)步，就是看誰(shuí)進(jìn)步的快了。”王翔說(shuō)。

“產(chǎn)業(yè)化跟規(guī)?；钦嚓P(guān)的，你規(guī)?；酱螅愕漠a(chǎn)業(yè)化的成本就會(huì)越來(lái)越降低。如果你有條件去承擔(dān)這一波虧損，你就有條件去享受第一波紅利。”王翔對(duì)記者表示：“有人說(shuō)異質(zhì)結(jié)可以跟Topcon爭(zhēng)一下技術(shù)路線之王的位置，我覺(jué)得這兩個(gè)可以并存。誰(shuí)一定會(huì)把誰(shuí)打?。课矣X(jué)得不一定。不排除中間一個(gè)工藝環(huán)節(jié)突然打通了，成本一下就降下來(lái)了。”

晉能科技同樣在推進(jìn)異質(zhì)結(jié)的量產(chǎn)，“我們現(xiàn)在也在布局異質(zhì)結(jié)跟鈣鈦礦相結(jié)合的技術(shù)路線，這個(gè)還是需要一段時(shí)間的研發(fā)過(guò)程。”楊立友告訴記者。

楊立友分析認(rèn)為，異質(zhì)結(jié)的突破方向還是成本。

“我們現(xiàn)在主攻的方向，一個(gè)是往硅片的薄片化發(fā)展，還有一個(gè)是在銀漿的使用量，銀漿成本的繼續(xù)優(yōu)化是一個(gè)降本方向。裝備方面，現(xiàn)在大家都知道異質(zhì)結(jié)的生產(chǎn)設(shè)備初始的投資規(guī)模還是較高。”楊立友說(shuō)。

專(zhuān)利最好是活在中國(guó)

“2015年之后，中國(guó)的晶硅光伏已經(jīng)全球獨(dú)大了。從去年數(shù)據(jù)看，所有的產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)都超過(guò)了80%的占比，像硅片都占到97%的份額。”宋登元對(duì)記者表示：“所以國(guó)外的晶硅產(chǎn)業(yè)基本不做了，因?yàn)樗麖某杀竞图夹g(shù)上做不過(guò)你，沒(méi)有動(dòng)力了。”

就當(dāng)下的全球光伏產(chǎn)業(yè)鏈而言，中國(guó)在硅片、電池、組件以及設(shè)備等板塊均占據(jù)了主導(dǎo)性地位。但大的技術(shù)路線變化，常常是產(chǎn)業(yè)生態(tài)顛覆的時(shí)期。比如單晶硅技術(shù)的成熟，令隆基綠能借勢(shì)而起。中國(guó)市場(chǎng)的光伏技術(shù)，不少是引自國(guó)外， 而在中國(guó)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的壯大。

新技術(shù)的興起，會(huì)令國(guó)外光伏企業(yè)重新奪回市場(chǎng)地位么？在宋登元看來(lái)，這種可能性不大。

“我們國(guó)家形成了一個(gè)縱向的從上游到下游的完整產(chǎn)業(yè)生態(tài)，比如從硅材料一直到應(yīng)用系統(tǒng)；還有從橫向來(lái)看，逆變器、支架、接線盒、背板、封裝材料等這么完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。實(shí)際上，在國(guó)際上沒(méi)法找一個(gè)國(guó)家能夠這樣，這造就了技術(shù)推動(dòng)和成本推動(dòng)雙管齊下的一種局面。”

宋登元表示：“對(duì)于Topcon來(lái)說(shuō)，國(guó)外的企業(yè)就沒(méi)人做產(chǎn)業(yè)化，中國(guó)的企業(yè)把它從一個(gè)實(shí)驗(yàn)室概念做到產(chǎn)業(yè)化，這是我們國(guó)家對(duì)整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重大貢獻(xiàn)。”

實(shí)際上，一些重大的光伏技術(shù)上，海外國(guó)家曾在技術(shù)上領(lǐng)先，且產(chǎn)業(yè)化嘗試已經(jīng)多年。比如異質(zhì)結(jié)技術(shù)，在上個(gè)世紀(jì)的九十年代，日本企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始嘗試。但從產(chǎn)業(yè)落地來(lái)看，中國(guó)是更適合的土壤。

鈣鈦礦的技術(shù)同樣如此。它核心的聚合氯化物專(zhuān)利是日本先發(fā)明出來(lái)的，日本企業(yè)也很早注冊(cè)了鈣鈦礦專(zhuān)利。但日本企業(yè)拿到專(zhuān)利以后，并沒(méi)能找到適配的應(yīng)用場(chǎng)景。

“中國(guó)企業(yè)拿了這個(gè)技術(shù)，實(shí)際上是在技術(shù)專(zhuān)利失效了以后。哪知道中國(guó)的發(fā)展這么迅猛，對(duì)吧？”宋登元說(shuō)：“所以(光伏)專(zhuān)利最好是活在中國(guó)，專(zhuān)利技術(shù)在美國(guó)、在日本可能都不怎么好活。”

他補(bǔ)充道：“他們的基礎(chǔ)研究能力非常強(qiáng)，比如一些新的理念，一些新的材料。包括鈣鈦礦硅疊層，還有一些新理念像光轉(zhuǎn)換的技術(shù)。我覺(jué)得這一點(diǎn)我們應(yīng)該向人家學(xué)習(xí)，基礎(chǔ)研究他們還是做得不錯(cuò)的。” 

原標(biāo)題：光伏產(chǎn)業(yè)迭代關(guān)口：“專(zhuān)利最好是活在中國(guó)”