光伏設備

　　光伏設備定義

　　光伏設備指光伏制造型企業(yè)用于生產(chǎn)原料、電池組件、零部件等產(chǎn)品中使用的，并在反復使用中基本保持原有實物形態(tài)和功能的機器設備。

　　光伏設備分類

　　光伏設備主要包括硅棒/硅錠制造設備、硅片/晶圓制造設備、電池片制造設備、晶體硅電池組件制造設備、薄膜組件制造設備等5大類，各大類主要包括的設備如下圖所示：

　　光伏設備概況

　　光伏等技術最早從歐美國家興起，所以光伏設備的現(xiàn)代化的裝備也主要開始于歐美國家。比如美國的GT公司的世界上最大的多晶爐提供商，硅片多線切割機主要是瑞士的HCT、日本的三菱以及德國的。光伏在我國發(fā)展的初始階段，其生產(chǎn)設備主要依賴進口，因而價格昂貴，使得產(chǎn)生廠家投入巨大。

　　經(jīng)過幾年的發(fā)展，現(xiàn)在我國光伏設備企業(yè)已全面具備太陽能電池制造整線裝備能力，2010年時部分產(chǎn)品如擴散爐、 等離子刻蝕機等開始少量出口，可提供10種太陽能電池大生產(chǎn)線設備中的8種，其中有6種（擴散爐、等離子刻蝕機、清洗/制絨機、石英管清洗機、低溫烘干爐）已在國內(nèi)生產(chǎn)線占據(jù)主導地位，2種（管式PECVD、快速燒結爐）和進口設備并存但份額在逐步增大，3種（全自動絲網(wǎng)印刷機、自動分撿機、平板式PECVD）則完全依賴進口。

　　組件生產(chǎn)用的層壓機、太陽模擬器等在行業(yè)獲得廣泛應用。2011年初，中電48所推出了經(jīng)過兩年多性能檢驗的自制多線切割機和多晶硅錠爐。

　　高純硅材料提純設備中關鍵的24對棒還原爐在國家“863”計劃的支持下也已研制成功。

　　2011年5月，由VLSI Research發(fā)布的2010年度光伏設備制造商排名顯示，48所成為首個躋身光伏裝備制造業(yè)全球十強的中國企業(yè)。

　　2002年我國一部分企業(yè)超常規(guī)發(fā)展通過和一流電池企業(yè)合作并引進先進的工藝技術，歷經(jīng)多次技術換代及升級，國產(chǎn)的太陽能電池關鍵設備相繼在國內(nèi)大生產(chǎn)線上得到應用，使我國基本具備太陽能電池制造設備整線供給能力。

　　高純硅材料的嚴重短缺為物美價廉的國產(chǎn)單晶爐企業(yè)提供了極好的發(fā)展契機，近幾年數(shù)十家新上的單晶拉制企業(yè)的大量訂貨，使得國內(nèi)設備企業(yè)始終處于滿負荷生產(chǎn)狀態(tài)，并引來了日本、韓國和我國臺灣的批量訂單。如此多年未遇的火爆場面直接催生了2006年四家光伏設備生產(chǎn)企業(yè)訂單過億元，2007年的勢頭較之有過之而無不及的局面，這是我國電子專用設備行業(yè)多年未有的繁榮景象。

　　另外，盡管非晶硅太陽能電池尚沒有形成規(guī)模生產(chǎn)，但增長速度已明顯加快，相應的非晶硅電池設備也吸引了不少企業(yè)試圖以同國外相仿的整線包設備和工藝的方式進入。

　　同國際先進水平相比，國產(chǎn)太陽能電池生產(chǎn)設備最關鍵的幾種設備中，擴散爐、等離子刻蝕機、清洗/制絨機等達到或接近了國際先進水平，占據(jù)了國內(nèi)絕大部分市場，性價比優(yōu)勢十分明顯。管式PECVD、快速燒結爐與國際先進水平有差距，但不大，已開始在大生產(chǎn)線使用，市場份額逐步擴大，性價比優(yōu)勢明顯。國內(nèi)尚沒有平板式PECVD，另兩種關鍵設備全自動絲網(wǎng)印刷機和自動分撿機由于核心技術無法繞開國外公司的技術專利封鎖，尚未取得實質(zhì)性突破，整體水平和國外差距較大，國內(nèi)主要大生產(chǎn)線幾乎全部采用了價格高昂的進口設備。

　　硅片加工設備中，部分合資企業(yè)的高檔全自動單晶爐已接近國際先進水平，但因價格較高，在光伏產(chǎn)業(yè)的應用數(shù)量有限，獲得大量應用的反而是價格低廉適用的、自動化程度較低的中低端單晶爐。借硅材料短缺的難得契機，得以形成批量生產(chǎn)，占據(jù)了國內(nèi)絕大部分市場并批量出口。

　　組件生產(chǎn)設備中的層壓機等，高端自動化產(chǎn)品與國際先進水平相差無幾，有明顯的技術特色，但占據(jù)市場大部分份額的也是中低端產(chǎn)品。

　　硅材料提純設備的技術水平與國外產(chǎn)品差距較大，只有零星產(chǎn)品生產(chǎn)。

　　發(fā)展機遇

　　1.背靠全球增長最為迅猛的地區(qū)，擁有巨大的本土市場。中國光伏產(chǎn)業(yè)近幾年的成長速度遠遠超過全球平均增幅。國家政策鼓勵發(fā)展，中國嚴峻的環(huán)保形勢，客觀上也急需尋找可替代能源，這些都為光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了良好的基礎。

　　2.由國際一流光伏企業(yè)引領整個產(chǎn)業(yè)，并和設備企業(yè)結成了真正戰(zhàn)略同盟關系，示范效應明顯，徹底改變了以往設備和工藝需求脫節(jié)的發(fā)展模式，設備企業(yè)能直接同步工藝技術發(fā)展，用戶真正認識到?jīng)]有國產(chǎn)設備的支撐，中國的光伏企業(yè)將喪失最主要的成本競爭優(yōu)勢。與IC行業(yè)對設備的需求相比，光伏設備的技術要求要略低一些，這也正是國內(nèi)企業(yè)可大有作為的中低端設備領域。

　　3.擁有國外設備無法比擬的性價比優(yōu)勢。通過幾年的努力，國產(chǎn)設備已取得本土市場和客戶的廣泛認可，并受到國際的矚目，有一定的品牌美譽度，與客戶的溝通更容易更方便，服務更快捷，在一定程度上可彌補早期設備性能及可靠性上的不足。

　　4.中國光伏產(chǎn)業(yè)鏈已形成規(guī)模且漸趨平衡，良好的大產(chǎn)業(yè)環(huán)境對設備企業(yè)的發(fā)展給予了強力支撐：工業(yè)硅產(chǎn)量全球第一；高純硅生產(chǎn)百噸級技術已實現(xiàn)突破，千噸級技術出現(xiàn)曙光；硅片加工規(guī)模已達世界級；電池及組件行業(yè)有世界一流企業(yè)領軍；太陽能燈具規(guī)模世界第一；并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)國際知名。

　　提高效率降低成本是關鍵

　　太陽能電池制造設備的發(fā)展目的是為了提高電池的最終產(chǎn)品質(zhì)量、光電轉(zhuǎn)換效率、整線生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。因此，未來設備的技術發(fā)展將始終圍繞著以下幾方面進行：提高單機自動化水平，增加批次裝片量，提高單機生產(chǎn)效率；設備間機械手自動轉(zhuǎn)送，在線檢測，提高整線生產(chǎn)效率，減少人工干預，降低碎片率；將更先進的工藝技術物化于設備，進一步提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，降低每瓦成本；適合大尺寸（從目前主流的125mm×125mm和156mm×156mm硅片發(fā)展到未來的210mm×210mm硅片等）、薄硅片（300μm—270μm—240μm—200μm—180μm）工藝等，以節(jié)約硅材料降低成本；帶廢氣排放收集處理裝置，降低廢氣及中間生成污染物排放，滿足更嚴格的環(huán)保法規(guī)。

　　未來發(fā)展方向

　　因此，未來光伏設備將圍繞以下兩點發(fā)展：

　　1.硅材料提純設備

　　硅材料嚴重短缺的現(xiàn)象在近期尚無法從根本上扭轉(zhuǎn)，國內(nèi)已開工或有實際實施動作的十數(shù)個高純硅生產(chǎn)項目需要大量的國產(chǎn)設備支撐以降低生產(chǎn)成本，千噸級生產(chǎn)設備亟待取得突破并大量提供。

　　2.大尺寸硅片加工設備

　　國內(nèi)目前的125mm×125mm規(guī)格硅片大多采用6英寸單晶爐拉制單晶生產(chǎn)，為滿足156mm×156mm電池片生產(chǎn)的需要，就必須改用8英寸單晶爐，但其生產(chǎn)成本將遠高于多晶鑄錠法生產(chǎn)的硅片，是電池企業(yè)無法接受的。因此，光伏用156mm×156mm硅片將轉(zhuǎn)向多晶硅片，改用多晶硅鑄錠爐生產(chǎn)，將拉動對相關鑄錠、切割等生產(chǎn)設備的巨大需求。

　　3.薄膜太陽能電池生產(chǎn)設備

　　為進一步降低電池生產(chǎn)成本，提高電池轉(zhuǎn)換效率，晶體硅薄膜太陽能電池的研究日新月異，非晶硅薄膜太陽能電池的發(fā)展也突飛猛進，這些都為相關工藝設備的發(fā)展提供了無限的發(fā)展空間。

　　4.光伏數(shù)據(jù)采集器

　　目前主要用于一些中小型電站，大型光伏電站主要采用工控機進行電站的本地監(jiān)控。光伏電站的網(wǎng)絡監(jiān)控比例仍不高，主要是企業(yè)對于售后還不是很重視。在光伏并網(wǎng)逆變器制造企業(yè)管理的環(huán)節(jié)上，產(chǎn)品研發(fā)部門對于這些監(jiān)控數(shù)據(jù)的需求較為迫切，然而銷售和工程人員卻不是很重視，這導致了光伏網(wǎng)絡監(jiān)控的安裝量較少。目前在綠色電力網(wǎng)上進行遠程監(jiān)控的光伏電站有近100個，并以每月50%的增長幅度在增加。