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我国光伏设备技术发展现状与趋势研究

  [摘 要] 光伏产品生产制造在当前是设备制造行业当中的新领域。目前,我国的光伏设备技术发展还处于初级发展阶段,但由于其对于产业的结构调整和产业进步有着巨大的作用,因此得到了大力的推广,并且也为设备制造业提供了极大的保障。本文主要对我国光伏设备技术的发展现状进行了分析,并对其未来发展趋势进行了进一步的讨论,希望为相关人士提供一些有益参考。
  [关键词] 光伏设备技术;发展现状;趋势
  [中图分类号] TM914.4 [文献标识码] A [文章编号] 1671-0037(2017)4-62-3
  Research on the Status and Trend of Development of Photovoltaic Equipment Technology in China
  Zhou liping
  (The Second Research Institute of China Electronics Technology Group, Zhengzhou Henan 450000)
  Abstract: Photovoltaic products manufacturing is a new field in the current equipment manufacturing industry. The current phase of photovoltaic equipment technology development in our country is still in the primary stage of development, but due to its great effects on industrial structure adjustment and improvement, it has vigorously promoted, and also provides great protection for the equipment manufacturing industry. This paper mainly analyzed the present situation of photovoltaic equipment technology development in our country, and further discussed its future development trend, hoping to provide some beneficial reference for related people.
  Key words: photovoltaic equipment technology; current situation of the development; trend
  前言:光伏产业是我国新世纪的朝阳产业之一,近年来随着社会的进步和发展,我国的光伏产业得到了整体上的持续进步和发展。同时,光伏设备技术近年来也得到了明显的提升,少数领域已经达到了国际领先水平。可以说我国的光伏设备技术在当前已经步入到了一个新的发展阶段,在未来也有着十分广阔的发展前景。下面将对我国光伏设备技术发展及现状以、未来的发展趋势进行详细的讨论和分析。
  1 光伏产业发展概述
  近年来我国的经济和社会得到了全面的进步和发展,在能源消耗方面的总量也开始逐渐的上升。国家统计中显示,在2011年我国的能源消费量已经达到了34.8×108t标准煤,与美国相差无几。大量的能源消耗给我国能源供给和环境保护工作的开展都带来了一定的压力。一方面,由于我国内需量过大,自有产量难以满足供需,因此每年都需要大量的从国外进口煤炭和石油等能源。据海关总署统计,在2011年我国的石油和煤炭的进口量分别为2.53×108t和1.82×108t,从整体上看我国的能源供应对于外部有着比较大的依存度[1]。同时由于受到环境和域外的不良因素影响,当前阶段波斯湾地区政局不稳,出现了动荡现象,亚丁湾海盗猖獗,这些都给我国的能源安全进口带来了威胁和不良的影响。另一方面,我国的能源消耗结构当中,有90%以上都是传统化石能源。在进行燃烧的过程中这些化石会释放出大量的温室气体和有毒有害的物质,不仅给环境上造成了不良影响,更是会严重威胁到人们的身体健康。这对于我国的社会稳定和科学发展观的深入都将产生不利影响。因此,当前阶段积极的探索新的能源利用方式,对于我国减少环境污染和资源短缺的问题来说显得格外的重要,也是当前阶段社会各界所关注的重点话题之一。
  太阳能光伏设备技术是当前被社会所认为最有发展前景的一种能源新方式。不仅能进行发电生产,同时还能从硅材料成产加工和环保处理等方面产生重要的价值。当前阶段可以说我国的光伏设备已经在行业当中取得了良好的信任和支持,得到了行业认可,越来越多的客户从价格适中和技术进步的国产剧设备当中受益[2]。但同时,我们也需要认识到国内设备厂商的技术水平在当前的整体技术水平上仍然不够高,尤其是高效�池工艺设备和信息化先进技术方面仍然无法与国外的一些大厂商比较,还需要不断的创新和改造。
  2 我国光伏设备技术发展现状
  我国在光伏技术的发展过程中,光伏设备企业从硅材料生产经营、硅片加工再到太阳能电池片等方面都已经有了相应的技术,并且已经形成了成套的供应能力。甚至在一些产品上已经开始进行出口,例如扩散炉、管式PECVD、单晶炉、多晶铸锭炉、层压机、检测设备等。
  硅材料加工设备主要为多晶铸锭炉、单晶炉、切断机、切方机、多线切割机、硅片检测分选设备。其中,单晶炉得到的效果比较好,同时其性价比也较高,因此在国内市场占据了主要的统治地位。近年来,硅材料加工设备也开始逐渐的批量出口亚洲;多线切割机方面也已经取得了全面的突破;多晶硅铸锭炉已经开始在我国很多企业当中投入了使用,说明了光伏设备技术在当前的发展是十分迅速的。   近年来,由于受到主流工艺上改良的影响,在晶硅电池常�生产线上已经逐渐的将工艺过程缩减到了6步,所使用到的设备也仅仅只包括了6种。主要为:单晶槽式制绒/多晶在线式制绒、扩散炉、在线湿法刻蚀机、PECVD、丝网印刷机及测试分选设备。当前阶段,这些设备在国内已经都能实现全面的生产和使用,并且在核心技术上也得到了突破性的发展和应用,自动化水平明显得到了提升,性价比也要比国外进口设备更高,市场前景十分广阔。
  从整体上来看,我国的光伏设备在当前已经得到了全面进步,并且在行业当中也建立起了比较好的信誉,得到了行业认可和支持,越来越多的客户开始选择国内的设备的行使用。在技术手段上的水平也越来越高,促使国产设备得到了整体进步。但与此同时我们也应当认识到当前我们还是存在着一定的不足之处,虽然在设备生产上技术水平得到了全面的提升,但与国外的一些先进的生产商相比当中还是存在着一定的差距,在信息化水平上也远远落后,对此还需要积极的借鉴和学习,促使我国的光伏设备能得到更稳定的发展。
  2.1 硅片生产
  从多晶铸锭(单晶拉棒)、开方、切片到硅片检测分选设备,近年来我国对这部分工作的开展十分重视,并且在单晶炉方面已经实现了全面的批量出口。当前阶段的国产多晶硅铸锭炉在温度和工艺等方面的控制都已经得到了明显的提升,并且达到了国际领先水平,性价比较高,在国内占据大部分的市场。我国的多线切割机在当前虽然已经生产样机,但由于受到稳定性和良品率等方面的影响,在生产线上的应用比较受限制。在硅片分选设备中的高产能(>3 000 pcs/hr)设备还主要依赖进口,但是国内当前很多的厂家已经能够提供硅片多功能分选设备的方案,包括检测硅片厚度和表面划痕等,并且开始在英利等国内大厂进行使用。
  2.2 电池片生产
  在电池片生产当中使用的单晶槽式制绒机,除了光伏起步阶段使用的进口设备外,区域阶段90% 以上为国产产品。2012年以前主要使用进口的RENA和SCHMID,在几年的发展和经验积累当中逐渐的让技术更加的成熟和进步,例如深圳捷佳伟创,2015年国内新增电池产业当中已经开始广泛的使用了国产多晶在线式制绒设备,并且当前已经与很多的下游电池厂商进行了合作研发[3]。
  扩散炉方面经历了开管-闭管-全封闭(软着陆)-负压扩散几个阶段,当前很多的电池企业都采用了国产设备。由于能够实现有效的提升扩散均匀性和产能,降低能耗,实现高方阻(目前70Ω/□,目标90~100Ω/□),2015年,在当前国内几个较大的产线中,已开始大量使用负压扩散炉,主要设备生产厂商包括七星华创、丰盛、捷佳创、中电科技48所等[4]。
  2.3 丝网印刷机
  单印丝网印刷机在当前的国内已经实现了全面的生产,双轨二次印刷仍然主要使用国外进口设备。在2014年我国开始逐渐的对单轨丝网印刷机进行研究,并逐步促使其得到完善,现阶段其稳定性和一致性等方面已经明显得到了改善,与国际领先水平已经比较接近[5]。在产能指标上甚至已经能超越进口设备。从2015年开始我国大范围的进行了印刷设备的更新和技术含量的提升。由于当中的技术含量要求过高,因此并没有得到广泛的应用,在国内市场上主要使用的还是英国或者意大利等进口设备。
  3 我国光伏设备技术发展趋势
  3.1 向自动化高效能方向发展
  提升产品的使用性能,降低整体的投入成本是未来光伏设备发展的主要方向。因此,当前阶段需要从合适的尺寸和工艺技术等方面入手进行深入化的研究,促使其得到基础性的保障。同时要提升单机自动化的水平,促使单机生产效率和成本维护等方面能得到有效的控制,这也是日后光伏设备的主要发展方向。与手工方式相比,自动化的方式能够有效的提升生产效率,也能减少人工操作上的一些不良污染现象或者操作失误问题的发生,促使生产经营成本能得到有效的控制。就拿当前主流的多晶硅156mm×15mm的方硅片生产来说,通过机械化的自动生产方式能够实现全面的自动传输和在线检测,这对于行业的进步和产能的全面提升将产生重要的价值,更加能提升其产品质量和稳定性能[6]。
  3.2 设备研制与工艺开发之间关系更加密切
  设备研制与工艺开发之间的紧密结合是未来发展中的一项主要趋势。通过建立工艺示范线,结合先进的工艺技术和设备研制等能促使整个设备的研发周期明显的简短,并且也能促使先进的工艺得到有效的应用,更加能降低设备上的谁使用成本,对于国内的光伏企业来说这将促使他们在市场上进一步提升核心竞争力。同时,在设备的研制过程中,相应的配件也将得到提升和改进,对于促使行业的先进化和国际化发展也能产生积极的影响,促使其与国际接轨。此外,当前阶段的光伏行业发展十分的迅速,当中也蕴含着大量的商机,只要抓住这个机会,努力的将设备研制和工艺开发融合到一起,就能有效避免出现恶性竞争现象,并且能促使企业在行业中得到进一步的发展。
  结语:光伏产业是新世纪发展当中的朝阳产业,是能促进社会和谐稳定发展,减少资源短缺现象的一项重要措施,也是提升竞技发展效果的重要组成部分。当前阶段,我国的光伏设备在发展过程中仍然有很多的不足之处,同时也面临着社会巨大压力,但只要能不断的进行研究,积极拓展国内市场,就一定能促使光伏产业得到更好的发展。
  参考文献:
  [1] 陈斯琴,赵忠秀,刘旭东.光伏产业政策优化路径分析[J].现代管理科学,2016(6):174-183.
  [2] 胡静,黄碧斌,李琼慧,程艳从.我国分布式光伏发电政策实施效果评价[J].供用电,2016(5):55-69.
  [3] 郑瑞澄,王敏,李博佳,张昕宇,何涛.中国太阳能热利用技术“十二五”进展与“十三五”展望[J].太阳能,2016(5):245-256.
  [4] 王斯成,吴达成.我国光伏政策的回顾和展望(上)[J].太阳能,2016(6):21-56.
  [5] 马丁.以电代煤战略的机遇与挑战[J].环境与可持续发展,2016(5):81-82.
  [6] 邱寿丰,陈巧燕.我国分布式光伏发电补贴政策的经济效应研究[J].价格理论与实践,2016(8):88-93.


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