王 淳

（中電科風(fēng)華信息裝備股份有限公司， 山西 太原 030024）

引言

為了和諧的生態(tài)環(huán)境，近年來人們一直致力于開發(fā)新型環(huán)保能源代替現(xiàn)有的能源。目前的能源發(fā)展趨勢（詳見圖1）：從能源結(jié)構(gòu)角度看，煤炭、石油占比逐漸下降，天然氣低速增長，非化石能源快速增長，到2040 年非化石能源占比可能達到25%；可再生能源中，水電、核電幾乎不增長，以光伏、風(fēng)電等為主的可再生能源快速增長，到2040 年有望達到15%左右；從發(fā)電結(jié)構(gòu)看，光伏占比約1.8%左右，國際能源總署預(yù)計到2050 年光伏裝機占全球發(fā)電裝機27%，光伏可能成為第一大電力來源。

1 中國能源產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

國家能源局2018 年的各項統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示：2018年發(fā)電量6.99 萬億kWh，同比增長8.4%；2018 年光伏發(fā)電1 775 億kWh，同比增長50%，占比達到2.5%；光伏產(chǎn)業(yè)預(yù)計未來每年綜合增長率高于25%，中國光伏新增裝機容量連續(xù)6 年位居全球第一，中國的太陽電池產(chǎn)能占全球市場的70%以上，仍需發(fā)展有競爭力的前沿技術(shù)。中國過去的光伏發(fā)展主要依靠成本優(yōu)勢，2018 年的“531”后估計以平價上網(wǎng)為目標(biāo)，高效、高增益技術(shù)將會是主要發(fā)展方向。

目前的太陽能電池以HIT 為主流方向進行深度研發(fā)，HIT 是本征薄層的異質(zhì)結(jié)Heterojunction with Intrinsic Thinfilm 太陽能電池，因其具有高穩(wěn)定性、較低的功率溫度系數(shù)、雙面發(fā)電等優(yōu)勢，被各大太陽能電池生產(chǎn)商列為主要研發(fā)方向。

圖1 國際能源發(fā)展趨勢

2 HIT 雙面電池結(jié)構(gòu)及工藝（見圖2、圖3）

圖2 HIT 電池結(jié)構(gòu)

圖3 HIT 工藝流程

CVD（化學(xué)氣相沉積）?；瘜W(xué)氣相沉積指把含有構(gòu)成薄膜元素的氣態(tài)反應(yīng)劑或液態(tài)反應(yīng)劑的蒸氣及反應(yīng)所需其他氣體引入反應(yīng)室，在襯底表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成薄膜的過程。

PVD（物理氣相沉積）。物理氣相沉積，是指在真空條件下，用物理的方法使材料沉積在基體上的薄膜制備技術(shù)。

絲網(wǎng)印刷。在硅片的正面和背面制造非常精細(xì)的電路，將光生電子導(dǎo)出電池。

制絨清洗。CVD 絲網(wǎng)印刷制絨清洗PVD 將特定晶向的單晶硅片放入堿溶液中腐蝕，即可在硅片表面產(chǎn)生出許多細(xì)小的金字塔狀外觀。

3 HIT 產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)備

因HIT 較之前的太陽能電池生產(chǎn)工藝不同，故催生新的設(shè)備需求，一直以來我國在工藝設(shè)備方面處于弱勢，進口設(shè)備受制于人且價格居高不下，而HIT 的推動，對于一直處于劣勢的國產(chǎn)設(shè)備就有了彎道超車的機會。要具備大規(guī)模量產(chǎn)，實現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，且要求人工成本低，就需要生產(chǎn)車間的自動化，無人化。目前的自動化設(shè)備生產(chǎn)商較少，因而此時進行布局研發(fā)，便搶占先機（見表1）。上市公司：捷佳偉創(chuàng)、邁為股份、羅博特科等都在布局；非上市企業(yè)：捷造、科隆威以及其他少數(shù)企業(yè)在奮力研發(fā)。

人力為主的生產(chǎn)模式已經(jīng)過去，實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)再也不是靠人力堆積而成的事了，隨著國家智能制造政策的推動，“黑燈”工廠開始遍布各行各業(yè)。太陽能電池生產(chǎn)這樣體量龐大的生產(chǎn)線需要按產(chǎn)能，且高度自動化布局。不同的工藝設(shè)備通過自動化連接實現(xiàn)無人、高效可控。從需求可見（如圖4 所示），自動化設(shè)備的配套是有巨大市場需求的，而自動化設(shè)備的研發(fā)要實現(xiàn)工藝要求，還要與整個產(chǎn)線的產(chǎn)能配套。這需要具備機械結(jié)構(gòu)設(shè)計、電氣控制設(shè)計，以及生產(chǎn)安裝的全能化自動設(shè)備生產(chǎn)商研發(fā)。

4 PVD 自動生產(chǎn)線

PVD 自動生產(chǎn)線是與PVD 配套的自動化設(shè)備，實現(xiàn)了硅片從PECVD 出來后進入到PVD，再經(jīng)過PVD 濺射之后到絲網(wǎng)印刷的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，該設(shè)備完成了花籃自動傳輸更換，硅片自動布片、翻片、收集。布片精度高，速度快，穩(wěn)定性強（見圖5）。

圖5 PVD 自動生產(chǎn)線流程

目前PVD 工藝已經(jīng)成熟，國產(chǎn)設(shè)備商也已掌握核心技術(shù)，效率更高的RPD 設(shè)備也進入生產(chǎn)試驗階段。與之相連的自動化設(shè)備急需研發(fā)。

HIT 太陽能電池作為新的生產(chǎn)工藝替代原有的太陽能電池工藝，因其較高的轉(zhuǎn)化率和成熟的生產(chǎn)工藝，必將帶來新的產(chǎn)業(yè)機會，而對于產(chǎn)業(yè)鏈中自動化設(shè)備的研發(fā)來說，進入了嶄新的產(chǎn)業(yè)布局。