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  • 激光技术在太阳能产业的发展前景

    作者:郑典 来源:上海光学精密机械研究所 时间:2014-06-14 23:43 阅读:2032 [投稿]
    本文从几个方面分析激光技术在太阳能产业的发展前景,供激光专业人士参考。

    薄膜激光加工的引进过程则较为顺利,因为激光器非常适合于薄膜的图案绘制。当薄膜生产达到顶峰时,激光设备的采用取决于如下几个因素: 

    ● First Solar、Kaneka和Unisolar等公司的生产容量扩张计划; 

    ● 统包式设备制造商的出现,他们倾向于FPD类的生产线; 

    ● 由风投资助的研发和导向型基础设备投资,或者是,主要的c-Si生产商为减少损失而转向薄膜。 

    因此,薄膜激光设备的功能性变得有些“规范”,而不是新一代技术。  

    对效率和产能的要求促使设备更新换代 

    产能扩张的减缓,以及新技术的利用率、提高转化效率以及生产线产能,这些为激光设备带来新的需求。 

    除了BP-Solar公司的LGBC太阳能电池外,激光设备主要被用于c-Si生产的边缘分割。激光设备可以防止损失而非提高效率,理所当然地进入了供应链,大量的激光机在该领域内连续24小时工作。生产线大部分是依靠测试加工的流水线,得到效率在13%-16%的太阳能电池,远远低于高效率的概念(>20%)。要达到高效率(>17%)的效果,就要求有不同的电池建构,不同的加工步骤,最重要的是,还要有新的生产设备。虽然,不同的途径都可以实现高效率(如:背向接触、背向连接、选择性发射极、无电式镀法、优化钝化处理),但是,共同的主题都是需要基于激光的设备。图2给出了基于文献数据所得到的高效率电池的预计增长。 

    用于薄膜加工的激光设备最近被归类成薄膜技术的一部分,该情况对于激光技术进入供应链相当不利。吸收材料的不同,TCO层的不同,面板的厚度、大小,基底材料的不同,以及生产能力的不同,使得人们对该技术的认识更加模糊不清。是否会有一种设备可以满足每一种a:Si、“非微晶堆叠连接”、CdTe和CIGS材料参数呢?此外薄膜和c-Si材料之间还有一个影响因素,即统包的供应商在其间所扮演的角色。  

    因此,通过对激光加工薄膜的设备进行初略分析,让我们看到各种不同的设备类型,每一种都针对一些特定的需要。与c-Si类似的是,基于激光的设备正在经历一次转型,而这个转型并非由于技术的更新换代。相反的,这个转型是2005-2007年间薄膜工业生产过剩以及基本设备资本投入的直接后果;2008年有超过100家薄膜面板生产商。2008年底,薄膜生产线的利用率降至史上最低,总的工业指数在30%(如图3)。激光工具在薄膜工业应用的前景预测存在着许多不定因素,所以要确定该工业的前景如何,现在还为时太早。比较安全的推测是:现有的加工步骤(玻璃切割或者边缘去除过程),在各类薄膜加工中都相同,传统上是由非激光工具来完成的。这里,现有生产容量提供了一个正常的市场范围,免除了资本性支出所带来的影响。图3显示,还需要一段相当的时间,利用率才能达到90%,到那时,薄膜工业才会有更稳定的增长。 

     结论 

    尽管在过去12个月中,有不同事件的冲击,但是在太阳能工业中,激光设备仍有相当的发展潜力。不过,在当前,投资收益有更多的关卡,使得很少部分资本可以用于产能扩张。对于c-Si生产来说,这可能预示着新的激光加工设备将用于高效率的太阳能电池的生产。在薄膜工业领域,设备供应链的短期预估不容乐观,这就要求激光设备供应商采取更谨慎的态度,并且,在可能的情况下,与薄膜工业中倡导技术更新的企业结盟。

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