杜邦：材料技术推动光伏电池效率迈进22%

 从研发到生产，需要多少时间？

多晶硅厂只需要两年时间，组件一年左右，逆变器则最快几个月就可以完成从建厂到投放市场的过程。而在杜邦所着重的材料领域，新材料从研发到测试、量产销售过程往往在五年以上，并投入大量资源。

在笔者看来，杜邦的策略显得有点“笨重”：往往在耗费大量金钱和时间开创的材料或技术路线，在普及之后，市场竞争就演变成了价格战。但这种“笨重”却将一直持续下去，因为它是杜邦，它要做开创性的研发，因为创新研发是促进产业进步、延续产业发展命脉的重要关键，杜邦这么认为。

从1802年成立以来，这家超过200年的公司就不断通过创新来改变世界，从尼龙到飞机内饰，从防水透气服装再到光伏银铝浆、背板，时至今日，杜邦仍然不断地在储备、培育和催化出新的革命性产品满足各个行业的不同需求。

不夸张的说，杜邦公司的研发工作是很多行业发展的基石。以光伏为例，组件的背板和电池的银浆，都是先有材料后有工艺。而后杜邦等企业不断研发，升级，才形成了现在的局面。如同罗马的马车间距影响了现代的公路一样，杜邦的很多产品不只催生了某种工艺，也从某种程度上奠定了未来行业发展的道路雏形。

2009年尚德“冥王星”、英利“熊猫”、中电“SE选择性发射极”、天威“神鸟”，各项，而直到今天，N型和背接触两种高效电池才有望大规模投放市场。这个过程，恰好五年。在这过程中，企业对于研发的考虑往往随行就市，但杜邦的工作却从未间断。

郭明政，杜邦电子通讯事业部微电路材料全球总裁，在杜邦服务十余年。“我们的客户常常会找到我们，希望我们开发某些新型的材料以满足他们对新技术的设想，我们在这里面承担了很多的工作。”
杜邦的银浆和背板研究覆盖几乎所有的技术路线，并且不断有客户会提出对未来的构想，杜邦则默默的在背后提供材料支持，除常规电池所需浆料外，杜邦还研发生产诸如用于背钝化结构的铝浆Solamet® PV36x，背接触技术的Solamet® PV70x，以及适用于N型电池的银铝浆Solamet® PV3Nx和IBC电池所用的Solamet® PV197。目前N型电池量产效率可达19.5%。杜邦不断强调材料是关键，任何制造业，归根结底，都是基础材料先行，生产工艺和商业模式跟进。

杜邦也被队友“卖”过，在研发工作中，经常会是好几种工艺共同开发，最后选出一种，甚至一种也选不出来，每次都要花费大量的精力。举例来说，曾经在半导体行业中，杜邦超前的开发了下一代尺寸的光阻产品，不想行业技术路线转了个大弯，在现有尺寸上继续深耕细作，结果让杜邦损失颇大。“这个是我们必须要做的，而且也只有杜邦这样的公司能去承担这样的技术投资与风险。我们就是为了推动行业的进步，安于现状不是杜邦的风格。”郭明政说。

在2014年上海SNEC展览上，杜邦展出了新一代革命性的产品，Solamet® PV18x，它的前辈Solamet® PV17x系列确立了光伏电池低表面浓度扩散印刷工艺的规范，现在轮到Solamet® PV18x系列来实现增强型低表面浓度扩散电池，达到更高效率的目标。 在过去的十二年里，从Solamet® PV14x系列到PV18x系列，杜邦帮助商业化生产的光伏电池转换效率提高了一倍，现在IBC高效电池量产效率已达20%。

2014年初，REC率先宣布使用杜邦的Solamet® PV18x，使60片装组件达到了265W。REC表示：“由于多项产品设计的改进，现在每平方米的REC组件可产出更多电力，而其中一项即是采用我们主要的供应商-杜邦最新一代、领先业界的正面银导电浆料。”

现在，他们又在为2015年帮助客户实现22%的电池转换效率而努力。其中PV18x提供的效率提升可达0.2%。应用于高效背钝化电池的Solamet® PV36x铝浆及搭配正银、背银产品，可提升效率达1%，这对业内目前每年0.5%的提升速度来说是极具吸引力的。 一款优秀的银浆，应该具备尽可能减少电流损失的低电阻、可以做的更细以让出表面积给电池，同时还要稳固不易脱落以及优秀的接触方阻表现，在高方阻的电池上维持良好的填充因子。而质量差得银浆，由于可靠性的原因，不只影响效率，甚至会导致组件衰减过快等问题。

前面两个特性似乎是矛盾的，越细的线电阻似乎越高，因此杜邦又打包推出了新的刷浆工艺给客户：把线做的更高。这样既能让电池表面接受光照面积增加，又能保证与之前相同甚至更低的电阻。 相比PV17x，PV18x的高度增加了33%，同样宽度下降低了12%的电阻。
采访人：光能 
被采访人：郭明政 杜邦电子通讯事业部微电路材料全球总裁 简称“郭”

光能：请介绍杜邦发展浆料业务的历史。
郭：1960年以来，我们一直生产卫星通信、汽车、医疗以及光伏在内的高可靠性和高技术要求的厚膜产品。
杜邦™Solamet® 金属导电浆料涵盖了目前所有种类的光伏电池需求，并为未来5-10年的科技进步做了相应的储备。我们的目标是提供能够降低度电成本（LCOE）以协助达到平价上网的解决方案。这通过三个方面体现：1、更高效的光伏电池；2、较低的光伏系统安装成本；3、长使用寿命、低功率衰减的光伏组件。

光能：杜邦的核心竞争优势是什么？
郭：研发。我们在美国、日本、上海、台湾等地都建立了世界一流的研发与技术中心，拥有经验丰富的科学家和高端的核心设施。这也是我们杜邦实现自己价值的核心。我们不断开发新的先进材料，满足客户完善自己产品，实现差异经营的需求。

光能：到现在为止，杜邦经历了那几款具有历史地位和阜有经济成效的银浆？
郭：在过去12年，我们的Solamet® 系列已经成功协助将光伏行业的效率提升了一倍。我们最新的里程碑式产品引入前端金属化技术，用了低表面浓度扩散技术（LDEs）的PV17x系列。而现在的PV18x在原有基础上能够再次提升约0.2%的转换效率。

我们还为新型高效电池准备了相应的浆料，包括为N型硅电池准备的Solamet® PV3Nx，和为PERC结构准备的铝浆Solamet® PV36x。

光能：一款优秀的银浆应具备哪些性能？
郭：高导电性、低接触电阻、低复合损失、细线印刷等。我们的理念是“多和少”。提供更高效的性能，对覆盖面积需求更低，符合市场对于降低单位发电成本的追求。
光能：质量差的银浆会造成哪些问题？
郭：那可以称得上一场灾难。用低劣的材料制造的组件，会导致效率降低和过早的衰减。如果发生这种问题，不仅是给客户带来投资损失，对整个行业来说也是重创。（编者按：这里郭用了“get a black eye”这个词。而目前金太阳和前期投资的一些项目接连出现问题，确实非常影响投资机构和银行的信心。）低劣的产品会威胁到光伏行业的增长潜力，也就是为什么我们强调材料是至关重要的原因。

光能：这几年银浆市场起伏波动较大，请您为我们分析目前市场的情况和未来的预期。
郭：我们预计在未来5年，光伏市场每年将保持20%的复合增长率。但由于我们采用了新的工艺和材料，可以节约原料，所以光伏银浆不会以同样的速度增加。

光能：最后请介绍断杜邦™ Solamet® PV18x的市场接受程度和未来将要推出的下一代产品。
郭：Solamet® PV18x系列承接的是上一代产品PV17x系列应用于P型电池的市场，对此我们也已经开始下一代Solamet® PV19x的前期工作。但我们不应该将焦点只放在P型电池上，有许多新的工艺、电池结构技术都在杜邦的研发中心进行评估和研发，我们将继续推进如PERC、N型电池、IBC等先进电池工艺的材料开发工作。

文章作者：曹宇