2023-04-21
來(lái)源：封面新聞
作者：楊瀾
你知道在光伏發(fā)電過(guò)程中，扮演著(zhù)必不可少角色的晶硅電池是怎么研發(fā)、生產(chǎn)、制作的嗎？
4月14日，封面新聞?dòng)浾邔?shí)地探訪(fǎng)通威太陽(yáng)能（金堂）有限公司，在長(cháng)達300米生產(chǎn)線(xiàn)上，上百臺機器像一支訓練有素的軍隊，列隊整齊，根據自己的分工進(jìn)行有序的忙碌。
制程整合部部長(cháng)漆剛（博士）告訴記者，要把單晶硅片變成具有光電轉換能力的晶硅電池，需要多道工序。在這過(guò)程中，機器比人扮演著(zhù)更加重要的角色，它們負責各個(gè)工序的物料傳輸，之前完全靠人力實(shí)現，現在用IGV智能機器人來(lái)運輸效率就會(huì )高出許多。由于多了5G的賦能，它們“很聰明”，不需要設定固有軌道，根據信號匹配，便能自行判斷出哪里該自己上場(chǎng)了。地上的這些痕跡，就是它們勤勞工作的證據。
記者獲悉，2024到2026年，通威太陽(yáng)能產(chǎn)能將達130-150GW。在通威的光伏生產(chǎn)陣營(yíng)中，金堂基地的特別之處在于其首次運用了5G等通信技術(shù)。
基地里，IGV智能機器人的使用，用工可減少60%以上，生產(chǎn)效率提升160%以上，能源消耗降低約30%。這些數據的支撐，足以證明“5G+光伏智能制造”的優(yōu)越性。漆剛說(shuō)，他堅信，隨著(zhù)5G技術(shù)的進(jìn)步，以及企業(yè)在5G+光伏智能制造的成套技術(shù)經(jīng)驗，不久的將來(lái)，一定能將通威打造成為全球光伏行業(yè)龍頭企業(yè)。
通威太陽(yáng)能金堂基地大門(mén)
成長(cháng)經(jīng)歷
全球領(lǐng)先的光伏企業(yè)
在危機感中不停研發(fā)與超越
2006年，通威正式進(jìn)軍光伏新能源產(chǎn)業(yè)。經(jīng)過(guò)17年的發(fā)展，如今的通威已成為擁有上游高純晶硅、中游晶硅電池、光伏組件、下游光伏電站建設與運營(yíng)等產(chǎn)品與業(yè)務(wù)，全球領(lǐng)先的一體化光伏企業(yè)。
在過(guò)去，光伏行業(yè)也有過(guò)一段較為困難的時(shí)期，不少企業(yè)陷入債務(wù)危機，甚至有些公司宣布破產(chǎn)，在一段時(shí)間內光伏行業(yè)前景很不明朗。漆剛說(shuō)道：“現在，隨著(zhù)全球對氣候變化的深刻認識和可再生能源政策的推進(jìn)，光伏行業(yè)正在強勁復蘇。尤其是在歐洲和中國等市場(chǎng)，政策支持力度加大。可以篤定地說(shuō)，光伏行業(yè)未來(lái)發(fā)展前景廣闊，給予了‘光伏人’莫大的信心。”
隨著(zhù)行業(yè)的高速發(fā)展，光伏逐步成為了能代表中國的一張名片。漆剛說(shuō)：“我們這行有個(gè)特點(diǎn)，就是技術(shù)迭代較快。由于很多技術(shù)的生命周期較短，新材料新技術(shù)不斷升級。這讓我們非常有危機感，只有不停地研發(fā)、不停地降本增效、不停地超越。”
作為光伏產(chǎn)業(yè)鏈最核心的環(huán)節，光伏電池的技術(shù)路線(xiàn)和制造水平能直接影響光伏組件的發(fā)電效率和使用壽命。在行業(yè)發(fā)展初期，光伏電池的轉換效率低、制造成本高，是行業(yè)的兩大痛點(diǎn)。十幾年的時(shí)間里，通威自主開(kāi)發(fā)了選擇性發(fā)射極技術(shù)、堿刻蝕技術(shù)、激光開(kāi)槽等先進(jìn)技術(shù)，降低了表面復合速率，增加了正面光電流收集能力，使電池的光電轉換效率達到了行業(yè)領(lǐng)先水平，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展，對我國能源結構的加速轉型升級起到了重要的推動(dòng)作用。
通威太陽(yáng)能晶硅電池核心產(chǎn)品展示
2022年電池片海外出口銷(xiāo)量
技術(shù)研發(fā)
攻克發(fā)電效率問(wèn)題
新技術(shù)助力企業(yè)連續六年第一
如今，通威生產(chǎn)線(xiàn)內正在使用的選擇性發(fā)射極技術(shù)，不僅是讓通威太陽(yáng)能電池片出貨量連續六年位居全球第一的“功臣”，也是電池生產(chǎn)環(huán)節中技術(shù)集成最高，控制難度最難的技術(shù)。
對于產(chǎn)品發(fā)電效率和使用壽命有直接的影響。因此，如何提升電池的發(fā)電效率？這成為了團隊技術(shù)攻關(guān)者的最核心的問(wèn)題。PERC電池生產(chǎn)需要10道工序，選擇性發(fā)射極技術(shù)在磷擴散后進(jìn)行，是高效晶硅電池特別關(guān)鍵的一個(gè)技術(shù)。
制作晶硅電池的原材料：高純晶硅P型致密料
漆剛說(shuō)道：“選擇性發(fā)射極技術(shù)對電池的效率影響特別大。研發(fā)、量產(chǎn)應用選擇性發(fā)射極技術(shù)，我們前后花了2-3年的時(shí)間。如果把電池想象成為一個(gè)水池，要實(shí)現光伏電池產(chǎn)生源源不斷的電流，就好比要用抽水機使水池中的水循環(huán)起來(lái)形成水流。如果要更快地循環(huán)更多的水，我們就需要功率更高的抽水機。選擇性發(fā)射極技術(shù)就像這里的高功率抽水機，極大程度上提升了晶硅電池的轉換效率。”
產(chǎn)品是否有市場(chǎng)，與其性?xún)r(jià)比有相當大的關(guān)系。漆剛告訴記者，電池在生產(chǎn)過(guò)程中需要使用導電性能優(yōu)異的銀漿。以前，我們使用的是進(jìn)口銀漿，采購成本昂貴。現在，通過(guò)和國產(chǎn)銀漿廠(chǎng)家合作，國內銀漿也能達到進(jìn)口產(chǎn)品的水平，甚至在部分性能上更優(yōu)。在過(guò)去一年的時(shí)間里，進(jìn)口銀漿的國產(chǎn)替代使我們的電池具有了更強的市場(chǎng)競爭力。提效降本是持續的工作，我們團隊將在印刷網(wǎng)版和銀漿單耗方面繼續深挖，把產(chǎn)品做到極致。
一位工作人員正在機器旁操作
在這里，生產(chǎn)設備能做到24小時(shí)運轉
在生產(chǎn)線(xiàn)上，隨處可以看見(jiàn)“忙碌”的IGV小車(chē)
地面上常走的線(xiàn)路因此被磨出了痕跡
5G應用
打造綠色工廠(chǎng)
5G賦能突破行業(yè)發(fā)展瓶頸
當5G和光伏智能制造碰撞在一起，會(huì )有怎樣的“火花”呢？在金堂通威基地，我們可以得到答案。
在金堂基地，通威太陽(yáng)能通過(guò)運用5G、云平臺、大數據等核心技術(shù)，建成了全球智能化程度最高、制程成本最低、節能更環(huán)保的綠色工廠(chǎng)。與傳統車(chē)間相比，5G智能制造突破了行業(yè)發(fā)展瓶頸，使電池轉換效率、A級率、碎片率、非硅成本等關(guān)鍵指標均達到了行業(yè)領(lǐng)先水平。
2016年，通威便開(kāi)始了對智能化車(chē)間的探索。漆剛告訴記者，最初，生產(chǎn)線(xiàn)是靠人力去拉車(chē)傳輸物料。后來(lái)，通威開(kāi)始探索“機器代替人工搬運重物”的生產(chǎn)方式。在2021年規劃金堂基地時(shí)，通威就采用了最先進(jìn)的自動(dòng)化設備和通信技術(shù)。“在我們基地，人力不再需要用來(lái)搬運重物以及進(jìn)行重復性的勞動(dòng)，而更多的是要設備維護、把控質(zhì)量等。不僅如此，機器還完全降低了人為干擾的因素，生產(chǎn)精確度幾乎能做到零失誤。”如今5G光伏智能制造在金堂基地作為示范項目取得了顯著(zhù)成效，將逐步推廣到其他基地。
光伏電池的生產(chǎn)為何需要5G的介入？通威在降本增效的路上可以走多久？漆剛表示，在國際能源危機和我國提出“雙碳”的背景之下，亦或是四川對于光伏生產(chǎn)積極的指引性政策，都表明了未來(lái)的市場(chǎng)是非常大的。
漆剛告訴記者，不論是光伏電池的技術(shù)研究之路，還是5G光伏智能制造的未來(lái)發(fā)展，自己都充滿(mǎn)信心。
生產(chǎn)線(xiàn)上，處處可以看見(jiàn)“光伏改變世界”的標語(yǔ)
正在進(jìn)行“無(wú)人化操作”的機器
