全球太阳能电池厂商技术路线图解析

2012年2月14日—根据最新出版的NPD Solarbuzz光伏设备季度报告指出，不断提高光电转换效率和组件额定功率已是当今光伏行业的关键指标。这不仅是整个行业的长期目标，而且是在竞争激烈的产业环境下领军厂商脱颖而出的必要条件。光电转换效率的提高意味着制造工艺流程和原材料（主材和辅材）的改变，理想情况下，引领这些改变的各种技术构成了一份技术路线图。

成功采用这些技术的光伏厂商将在市场份额的竞争中占有优势，能为新工艺流程提供关键设备和原材料的厂商则将成为后续扩产阶段的首选供应商。

因此，许多研发实验室，设备/原材料厂商，光伏制造商和区域性协会都积极地试图影响技术路线图的内容和进程。设备和原材料厂商也经常根据这些路线图衍生的结论调整企业发展战略，从而与未来的市场需求保持一致。

光伏路线图的不确定性

只有当光伏行业主要厂商采用路线图上的技术时，以上推断才成立，否则将事与愿违。

实际上，产业上下游的设备和原材料厂商在过去吃了不少苦头，因为他们制订内部战略所依据的路线图与常常与主要厂商的路线图并不一致。

在这种情况下，人们一直都对光伏技术路线图抱有怀疑。然而，产业仍然需要确立一个有凝聚力的技术路线图，需要改变的是路线图产生过程中使用的研究方法和推理假设。

NPD Solarbuzz的光伏技术路线图

NPD Solarbuzz的研究方法源于对各个光伏厂商详细工艺流程的分析，并追踪不同工艺流程对产品在下游和终端市场表现的影响。对于光伏厂商设备支出和每个流程设备供应商收入确认与存货的分析，对这种专注于商业运营的研究方法作出了进一步的补充。

经过过去两三年对各种门类光伏技术的大量设备投资，几种技术选择浮出水面。这些设备投资涵盖形形色色的晶硅和薄膜方案，并且经常精心组织各种市场活动，以宣传和支持各自的方案。

尽管有多种方案可供选择，谨慎的做法是将注意力放在主流光伏厂商现存的短期计划上。由于目前在前十名的厂商中有九个来自晶硅市场，首先要关注一线晶硅厂商。

选择晶硅产业链的哪个环节做为重点发展也要慎重。虽然低成本太阳能级多晶硅技术和新的铸锭技术如准单晶或金钢线都可能是重要的商业化趋势，晶硅电池制造仍然是上游生产中更为重要的环节。

实际上，一线厂商对于晶硅电池概念的选择决定了对多晶硅质量，衬底的类型（N型或P型，单晶或多晶），硅片的厚度，以及生产使用的工具的基本要求。每一种电池概念也有不同的工艺成本（固定的和可变的），以及可以达到的不同的平均转换效率水平。这种成本和效率的组合决定了出厂价格水平，并与效率优势、银行可贴现性以及厂商品牌共同决定了最终的市场定位。

传统晶硅技术分类的不足

过去仅仅把晶硅技术分为单晶硅和多晶硅（拉晶，铸锭或带硅），或者标准型和高效型就已经足够了。由于带硅和高效电池属于几个特定公司，行业里的其他厂商集中在简单的“单晶或多晶”的晶硅技术区分上。

而现在，所有的一线晶硅电池厂商都在积极的追求各种各样的工艺路线，这其中包含的新概念已经不仅以使用单晶或多晶硅片来区分。

市场领导者决定路线图的技术

主导光伏产业的技术将会是那些主流厂商决定应用到大规模生产上的技术，这些技术在目前的路线图中甚至可能还不引人注目。

相反地，那些没有被一线厂商采用的技术，不管如何强调其低成本或高效率，都将只能赢得细分市场（至少是最初）。

我们从其他相关的行业不难发现类似的对比来证明上述的判断，而且毋庸置疑光伏行业也不会例外。

图一、一线晶硅电池厂商2011年光伏技术路线图

一线电池厂商的策略

当下一线晶硅厂商的策略大致可以分为优化成本/良率，以及采用先进的高效电池概念。其中谨慎的厂商偏好于采用成本/良率方式，而雄心勃勃的厂商则扩展高效电池的产能。然而，所有的领先厂商都宣布了对高效电池的联合开发、研发、或试验线的计划。

当审视各种更高转换效率的应用时，在2011年一线厂商生产了至少15种不同类型的电池，如图1所示。即使是最常被提到的，统称为选择性发射极的技术，根据其生产线前段或后段的不同选择也分为多种不同的类型。

因此，现在就认定大部分一线电池厂商会采取某种技术路线可能还为时过早。在2011年，一线电池厂商超过75%的生产仍采用过去十年来主流的工艺。在未来的12到18个月里，各种第2代高效电池概念（包括所有选择性发射极）的进展将成为更有用的领先指标。

图二、2011年一线晶硅电池厂商转换效率路线图

技术采购的周期

目前大部分对新增产能的投资已被暂停，在确信全球年度需求将超过30到35GW水平之前，普遍预计一线厂商将首先进行技术采购而不是扩张产能。实际上，这些技术采购将表明哪些新兴的高效电池概念将领跑产业，进而勾勒出未来的光伏技术路线图。

然而，就这一点而言，设备和材料厂商目前还没有发现明确的信号。用于升级改造的技术采购支出规模仍然不大。在过去的12个月里，硅锭和电池制造环节的技术采购广泛涵盖了各种不同的技术。

只有当新技术的真实制造成本已确定之后，相关的厂商才能够评估这些技术是否足够成熟，能够用于高峰时段的生产。

在此之前，一线厂商晶硅电池转换效率的整体分布（见图2）可以作为衡量整个行业技术革新速度快慢最有价值的指标。这一指标与降低制造成本相结合，再次表明每瓦成本仍然是衡量技术路线的唯一标准。