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美国研发硅片新生产工艺 能让光伏发电成本可以和煤炭PK

导读: 硅片是太阳能发电模块中最昂贵的一部分,占了近40%的成本。为了降低成本,成立于2008年的1366 Technologies公司开发了一种新的生产硅片的方法,即直接在模型中铸造硅片,而不是传统的切割大型硅锭。

  看国外的创新公司常常让Eknower觉得,我们真的好浮躁。比如今天介绍的这家公司,老老实实在硬碰硬的生产工艺上改进,切切实实降低光伏产品的制造成本。讲真,光伏发电成本不降低,商业模式讲再美也不成立。

  公司:1366 Technologies

  成立时间:2008年

  地点:美国马萨诸塞州

  主要业务:硅片制造、工艺开发及设备工程

  硅片是太阳能发电模块中最昂贵的一部分,占了近40%的成本。为了降低成本,成立于2008年的1366 Technologies公司开发了一种新的生产硅片的方法,即直接在模型中铸造硅片,而不是传统的切割大型硅锭。由于去除了由硅锭到硅片过程中的几个阶段,所以这种新方法能够使得硅片生产成本降低一半。

  1366 Technologies的名字也跟太阳能有关,其表示地球接受的太阳辐射的能量密度(大气光学质量为零时太阳辐射能量密度是1366W/㎡)。

  2009年,1366 Technologies从美国能源部高级研究项目署(ARPA-E)中获得400万美元的拨款,并花18个月的时间来研究这一技术。ARPA-E的专项拨款旨在给那些有潜在高回报率的小项目提供资金帮助,以培养高新科技技术。

  1366 Technologies在研发8个月后就宣布技术已取得了成功。其将熔融硅直接倒在一个6英寸(15厘米)200微米厚的模具中,然后从模具中使用专有的技术提取出生产好的晶硅片。不过这种方法只能够制造多晶硅片。

  自1970年代以来,硅片的制造均是使用铸造和锯切方法。制造商必须首先把纯硅制成大块晶体硅,称为锭。这些锭切成砖,抛光,然后切成薄片。这最后一步,浪费了将近一半的原材料,硅锭被磨成灰尘或在锯切过程被切割掉了。整个操作过程复杂并且成本很高。

  1366 Technologies的技术直接用机器省略了这一过程,每20秒就可以从熔融硅中生产出一片高性能、标准的硅片。

  2011年,1366 Technologies成功建造出第一台全尺寸的生产炉,并生产出156mm标准尺寸的晶片。

  2013年,1366 Technologies建造了第一个示范性工厂,实现平均17%的电池效率。

  利用这种标准规格无切割多晶硅片技术,2015年,1366 Technologies在Fraunhofer ISE的测试生产线进行一千硅片测试运行,采用钝化发射极背面电池技术(PERC)工艺,实现平均19%的电池效率。

  1366 Technologies花了6年的时间,将该技术从实验室带向商业化。

 

  在纽约斯克内克塔迪的GE工厂中,其面板就是用了1366 Technologies生产的直接晶硅片产品。

  公司目前正在专注于第三代直接硅片生产机器上。该公司将在纽约开设工厂,预计将于2017年完工。该工厂将每年生产5000万片硅片,总计250MW。最终会扩产至6亿片硅片,即3000兆瓦的年产量。最重要的是,通过这项技术,每片晶片将减少60%的能源消耗。

 

  当前光伏发电成本在4美元/瓦,硅片成本市场均价0.8美元/片。ARPA-E的负责人Arun Majumdar估计该技术能够将成本降低至1.50美元/瓦,硅片制造成本有望达到0.35美元/片。 1366 Technologies的总裁Frank van Mierlo公开表示,使用他们的硅片生产技术将使得太阳能成本比煤炭发电还要便宜。

  目前,1366 Technologies的投资人包括GE、Energy Financial Services、VantagePoint Capital Partners、Hanwha Chemical Corp、Ventizz Capital Fund、North Bridge Venture Partners与Polaris Venture Partners。

  未来1366 Technologies还会在中国建立5GW以上的硅片工厂。2016年4月,韩华集团与1366签订了5年700MW的硅片供应合约,用以生产高效PERC电池Q.ANTUM系列,并于5月份追加了1000万美元投资。

  藉著1366 Technologies的技术,Hanwha Q CELLS将能生产比现行常规多晶硅片所生产的电池更便宜PERC电池,而在终端电站上也能提供LCOE更有竞争力的产品。

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