2023-04-21
來源：封面新聞
作者：楊瀾
你知道在光伏發電過程中，扮演著必不可少角色的晶硅電池是怎么研發、生產、制作的嗎？
4月14日，封面新聞記者實地探訪通威太陽能（金堂）有限公司，在長達300米生產線上，上百臺機器像一支訓練有素的軍隊，列隊整齊，根據自己的分工進行有序的忙碌。
制程整合部部長漆剛（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。在這過程中，機器比人扮演著更加重要的角色，它們負責各個工序的物料傳輸，之前完全靠人力實現，現在用IGV智能機器人來運輸效率就會高出許多。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，通威太陽能產能將達130-150GW。在通威的光伏生產陣營中，金堂基地的特別之處在于其首次運用了5G等通信技術。
基地里，IGV智能機器人的使用，用工可減少60%以上，生產效率提升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”的優越性。漆剛說，他堅信，隨著5G技術的進步，以及企業在5G+光伏智能制造的成套技術經驗，不久的將來，一定能將通威打造成為全球光伏行業龍頭企業。
通威太陽能金堂基地大門
成長經歷
全球領先的光伏企業
在危機感中不停研發與超越
2006年，通威正式進軍光伏新能源產業。經過17年的發展，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等產品與業務，全球領先的一體化光伏企業。
在過去，光伏行業也有過一段較為困難的時期，不少企業陷入債務危機，甚至有些公司宣布破產，在一段時間內光伏行業前景很不明朗。漆剛說道：“現在，隨著全球對氣候變化的深刻認識和可再生能源政策的推進，光伏行業正在強勁復蘇。尤其是在歐洲和中國等市場，政策支持力度加大。可以篤定地說，光伏行業未來發展前景廣闊，給予了‘光伏人’莫大的信心。”
隨著行業的高速發展，光伏逐步成為了能代表中國的一張名片。漆剛說：“我們這行有個特點，就是技術迭代較快。由于很多技術的生命周期較短，新材料新技術不斷升級。這讓我們非常有危機感，只有不停地研發、不停地降本增效、不停地超越。”
作為光伏產業鏈最核心的環節，光伏電池的技術路線和制造水平能直接影響光伏組件的發電效率和使用壽命。在行業發展初期，光伏電池的轉換效率低、制造成本高，是行業的兩大痛點。十幾年的時間里，通威自主開發了選擇性發射極技術、堿刻蝕技術、激光開槽等先進技術，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領先水平，引領行業發展，對我國能源結構的加速轉型升級起到了重要的推動作用。
通威太陽能晶硅電池核心產品展示
2022年電池片海外出口銷量
技術研發
攻克發電效率問題
新技術助力企業連續六年第一
如今，通威生產線內正在使用的選擇性發射極技術，不僅是讓通威太陽能電池片出貨量連續六年位居全球第一的“功臣”，也是電池生產環節中技術集成最高，控制難度最難的技術。
對于產品發電效率和使用壽命有直接的影響。因此，如何提升電池的發電效率？這成為了團隊技術攻關者的最核心的問題。PERC電池生產需要10道工序，選擇性發射極技術在磷擴散后進行，是高效晶硅電池特別關鍵的一個技術。
制作晶硅電池的原材料：高純晶硅P型致密料
漆剛說道：“選擇性發射極技術對電池的效率影響特別大。研發、量產應用選擇性發射極技術，我們前后花了2-3年的時間。如果把電池想象成為一個水池，要實現光伏電池產生源源不斷的電流，就好比要用抽水機使水池中的水循環起來形成水流。如果要更快地循環更多的水，我們就需要功率更高的抽水機。選擇性發射極技術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。”
產品是否有市場，與其性價比有相當大的關系。漆剛告訴記者，電池在生產過程中需要使用導電性能優異的銀漿。以前，我們使用的是進口銀漿，采購成本昂貴。現在，通過和國產銀漿廠家合作，國內銀漿也能達到進口產品的水平，甚至在部分性能上更優。在過去一年的時間里，進口銀漿的國產替代使我們的電池具有了更強的市場競爭力。提效降本是持續的工作，我們團隊將在印刷網版和銀漿單耗方面繼續深挖，把產品做到極致。
一位工作人員正在機器旁操作
在這里，生產設備能做到24小時運轉
在生產線上，隨處可以看見“忙碌”的IGV小車
地面上常走的線路因此被磨出了痕跡
5G應用
打造綠色工廠
5G賦能突破行業發展瓶頸
當5G和光伏智能制造碰撞在一起，會有怎樣的“火花”呢？在金堂通威基地，我們可以得到答案。
在金堂基地，通威太陽能通過運用5G、云平臺、大數據等核心技術，建成了全球智能化程度最高、制程成本最低、節能更環保的綠色工廠。與傳統車間相比，5G智能制造突破了行業發展瓶頸，使電池轉換效率、A級率、碎片率、非硅成本等關鍵指標均達到了行業領先水平。
2016年，通威便開始了對智能化車間的探索。漆剛告訴記者，最初，生產線是靠人力去拉車傳輸物料。后來，通威開始探索“機器代替人工搬運重物”的生產方式。在2021年規劃金堂基地時，通威就采用了最先進的自動化設備和通信技術。“在我們基地，人力不再需要用來搬運重物以及進行重復性的勞動，而更多的是要設備維護、把控質量等。不僅如此，機器還完全降低了人為干擾的因素，生產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成效，將逐步推廣到其他基地。
光伏電池的生產為何需要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積極的指引性政策，都表明了未來的市場是非常大的。
漆剛告訴記者，不論是光伏電池的技術研究之路，還是5G光伏智能制造的未來發展，自己都充滿信心。
生產線上，處處可以看見“光伏改變世界”的標語
正在進行“無人化操作”的機器
