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超過百米的生產(chǎn)線上，外觀檢測、自動封邊、焊接等自動化設(shè)備一字排開。這樣一套流程下來，一塊塊電池片就變成了光伏組件。

在安徽合肥的工業(yè)園，協(xié)鑫集成所產(chǎn)的這些光伏組件部分銷往國內(nèi)，部分從上海港下水發(fā)往海外。合肥是中國光伏產(chǎn)業(yè)的聚集區(qū)之一，協(xié)鑫、晶科等企業(yè)的投資落地于此。

自動化的生產(chǎn)設(shè)備、富有全球競爭力的企業(yè)、完備的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，這是中國光伏二十年來發(fā)展的成果。當(dāng)下正是光伏產(chǎn)業(yè)開辟新路線的時期，這一切也推動著中國光伏快速迭代，率先奔入N型時代，將其他國家的競爭者甩在身后。

奔向新賽道

“2011年的時候，一個500兆瓦的光伏組件生產(chǎn)線至少要700人。那時候做的電池很小，組件規(guī)格也小，裝邊框裝玻璃全是手動的，兩班排下來需要700多個人。”合肥協(xié)鑫集成新能源科技有限公司副總經(jīng)理王翔告訴記者：“現(xiàn)在70個人一年可以生產(chǎn)750兆瓦的光伏組件。這是什么效率的提升！現(xiàn)在用工只有原來的1/10了。”

施正榮在2001年創(chuàng)建無錫尚德，被認(rèn)為是中國光伏產(chǎn)業(yè)化的一個重要節(jié)點(diǎn)。“尚德當(dāng)時在做的時候也是以人工為主。施博士他們剛把組件帶到中國來做的時候，那也是高科技。但當(dāng)時的高科技(光伏產(chǎn)品)也是人工拿手焊的。”王翔說。

自此之后的二十年，中國的光伏產(chǎn)業(yè)既有高歌猛進(jìn)的時期，也有跌落深淵的時刻。一路走下來，民營企業(yè)中崛起了一大批有全球競爭力的光伏企業(yè)，并幫助中國光伏產(chǎn)業(yè)在世界版圖里占據(jù)了主導(dǎo)地位。

單從自動化裝備一個維度來看，當(dāng)下與十年前相比就已經(jīng)是天翻地覆的變化。原來用于焊接等環(huán)節(jié)的工人工作基本為三軸機(jī)械手臂、焊接機(jī)器人等所取代了。高效的自動化設(shè)備，是當(dāng)下光伏電池和組件企業(yè)的標(biāo)配。

“現(xiàn)在的加工精度越來越高，全自動化的水平也越來越高。”一道新能源的首席技術(shù)官宋登元對表示：“芯片行業(yè)可能上千道工序，但它良率能做到99%以上，就是因?yàn)樾酒圃焓菬o人工廠。光伏行業(yè)也是這樣，全是機(jī)器人、機(jī)器手，就沒有什么人員，人員只是在顯示屏上監(jiān)測它的狀態(tài)。”

正是這樣快速的效率提升，充分競爭的市場、完備的產(chǎn)業(yè)生態(tài)催促著中國光伏產(chǎn)業(yè)跑步進(jìn)入當(dāng)下的技術(shù)大轉(zhuǎn)型。

目前，光伏產(chǎn)業(yè)成熟的P型電池已經(jīng)迫近光電轉(zhuǎn)化效率“天花板”，成本降低的速度也在放緩。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，N型電池技術(shù)將替代P型電池，成為下一代技術(shù)方向。二者的區(qū)別在于原材料硅片和電池制備技術(shù)不同。

協(xié)鑫集團(tuán)的合肥組件基地，目前所采用的電池還是以P型為主，但已經(jīng)逐步使用N型電池。“潤陽光伏和通威光伏的電池都有，我們采購其實(shí)不是以自己的意志為主的”，王翔對記者表示，協(xié)鑫在合肥的光伏組件基地所出產(chǎn)品，所采用的電池由其客戶在下單的時候決定。

協(xié)鑫已經(jīng)開始為新一代電池技術(shù)做了準(zhǔn)備。協(xié)鑫集成投建了20GW的Topcon電池項(xiàng)目，這將幫助該公司提升大尺寸高效電池及其組件產(chǎn)能配比，滿足合肥組件大基地的產(chǎn)能配套需求。協(xié)鑫集成的新型電池項(xiàng)目項(xiàng)目位于安徽蕪湖市，與其合肥組件基地相距約150公里。

同樣準(zhǔn)備在安徽投資的還有晶科能源。2022年4月22日，晶科能源公告稱投資建設(shè)新型太陽能高效電池片項(xiàng)目二期工程，以及年產(chǎn)20GW拉棒切方建設(shè)項(xiàng)目。其中，其新型太陽能高效電池片項(xiàng)目二期工程建設(shè)周期預(yù)計2年，項(xiàng)目總投資金額預(yù)計34.52億元。該項(xiàng)目地點(diǎn)同樣是在安徽合肥。

晉能科技主要是以銷售組件為主，電池基本上是跟組件的產(chǎn)能相匹配。

晉能科技總經(jīng)理?xiàng)盍⒂言诮邮苡浾邔ＴL時表示：“現(xiàn)在比較明顯的，整個全行業(yè)的共識是，新擴(kuò)產(chǎn)的項(xiàng)目應(yīng)該大比例的會是N型，因?yàn)樗@示出來功率上的優(yōu)勢還是比較明顯的，成本也已經(jīng)降到可以競爭的地步，市場的接受度也是相對比較高的。我覺得整個行業(yè)，不管是在市場端，還是在產(chǎn)品制造端，都已經(jīng)到了全面向N型轉(zhuǎn)型的技術(shù)迭代關(guān)口。”

路線分化

中國企業(yè)在新型電池的效率上不斷捅破天花板。

在2022年12月，晶科能源宣布其N型單晶硅電池技術(shù)取得突破，經(jīng)中國計量科學(xué)院檢測實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證，全面積電池轉(zhuǎn)化效率達(dá)到了26.4%。而在10月份，該公司曾宣布電池轉(zhuǎn)化效率突破26.1%。

這超過了行業(yè)的普遍預(yù)期。在2021年年底，光伏行業(yè)協(xié)會發(fā)布的技術(shù)路線圖預(yù)測了2022年電池的效率，Topcon平均效率在24.5%左右，2023年大概達(dá)到24.8%。

N型電池又分化為Topcon與異質(zhì)結(jié)(HJT)兩種。Topcon電池，是目前N型光伏電池技術(shù)路線的一種，它使用超薄氧化硅來高效鈍化電池背面。

據(jù)宋登元觀察，2022年底“基本上頭部廠家都超過了25%。”他同時擔(dān)任中國光伏協(xié)會的電池和組件組組長。

截至2022年年底，一道新能源自身規(guī)劃的Topcon電池和組件產(chǎn)能大概20GW.“光伏還是一個成本為先的產(chǎn)業(yè)，從設(shè)備材料以及整個供應(yīng)鏈上來說，我們當(dāng)初判斷Topcon是P型電池之后最接近產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)路線。”宋登元說。

多家大型的光伏電池企業(yè)在兩條重要的技術(shù)路線上都做了投資，比如通威既有異質(zhì)結(jié)，也有Topcon的產(chǎn)能。此前行業(yè)人士預(yù)期異質(zhì)結(jié)的發(fā)電效率會更高，但Topcon的快速發(fā)展，削弱了異質(zhì)結(jié)的優(yōu)勢地位。

“對于Topcon來說，技術(shù)路線非常明顯，2023年年終就可能超過25.5%轉(zhuǎn)化效率，因?yàn)檫€有一些新的技術(shù)沒用上。比如激光SD技術(shù)還沒有導(dǎo)入，導(dǎo)入之后大概能提升0.2~0.3個百分點(diǎn)。此外，背面的多晶硅厚度還可以減薄，減薄后電流還能增加，大概又是0.2個百分點(diǎn)左右的效率提升。這兩個技術(shù)用上之后，到25.5%沒有問題。”

光伏企業(yè)熱衷于投資Topcon技術(shù)，另外一個原因是該技術(shù)的設(shè)備初始投資比異質(zhì)結(jié)小很多，通過對上一代P型電池的產(chǎn)線改造就能生產(chǎn)。

“異質(zhì)結(jié)是一種薄膜技術(shù)路線，需要用到的真空設(shè)備就比較貴”，宋登元解釋說。“大部分設(shè)備廠家把主要精力都放在了Topcon電池上，所以 Topcon的設(shè)備價格降低的就會更快。”宋登元對表示，一道新能源2021年采購的兩套設(shè)備每GW大概兩億人民幣，相同設(shè)備2022年就降低到了1.8億，他預(yù)計2023年可達(dá)到1.6億，甚至1.5億。

“最新一代的PERC很容易升級成Topcon產(chǎn)線，所以它升級就特別能兼容大硅片。這就是Topcon的生命力。”王翔表示：“異質(zhì)結(jié)是另外一種薄膜技術(shù)路線，現(xiàn)在的設(shè)備用不上。所以你要是投資異質(zhì)結(jié)的話，當(dāng)下這些設(shè)備都得淘汰掉了。”

大的光伏電池企業(yè)對于異質(zhì)結(jié)的開發(fā)也快馬加鞭，并沒有鎖定某一項(xiàng)技術(shù)路線，而是兩頭下注。“所以兩個都在進(jìn)步，就是看誰進(jìn)步的快了。”王翔說。

“產(chǎn)業(yè)化跟規(guī)?；钦嚓P(guān)的，你規(guī)?；酱?，你的產(chǎn)業(yè)化的成本就會越來越降低。如果你有條件去承擔(dān)這一波虧損，你就有條件去享受第一波紅利。”王翔對記者表示：“有人說異質(zhì)結(jié)可以跟Topcon爭一下技術(shù)路線之王的位置，我覺得這兩個可以并存。誰一定會把誰打??？我覺得不一定。不排除中間一個工藝環(huán)節(jié)突然打通了，成本一下就降下來了。”

晉能科技同樣在推進(jìn)異質(zhì)結(jié)的量產(chǎn)，“我們現(xiàn)在也在布局異質(zhì)結(jié)跟鈣鈦礦相結(jié)合的技術(shù)路線，這個還是需要一段時間的研發(fā)過程。”楊立友告訴記者。

楊立友分析認(rèn)為，異質(zhì)結(jié)的突破方向還是成本。

“我們現(xiàn)在主攻的方向，一個是往硅片的薄片化發(fā)展，還有一個是在銀漿的使用量，銀漿成本的繼續(xù)優(yōu)化是一個降本方向。裝備方面，現(xiàn)在大家都知道異質(zhì)結(jié)的生產(chǎn)設(shè)備初始的投資規(guī)模還是較高。”楊立友說。

專利最好是活在中國

“2015年之后，中國的晶硅光伏已經(jīng)全球獨(dú)大了。從去年數(shù)據(jù)看，所有的產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)都超過了80%的占比，像硅片都占到97%的份額。”宋登元對記者表示：“所以國外的晶硅產(chǎn)業(yè)基本不做了，因?yàn)樗麖某杀竞图夹g(shù)上做不過你，沒有動力了。”

就當(dāng)下的全球光伏產(chǎn)業(yè)鏈而言，中國在硅片、電池、組件以及設(shè)備等板塊均占據(jù)了主導(dǎo)性地位。但大的技術(shù)路線變化，常常是產(chǎn)業(yè)生態(tài)顛覆的時期。比如單晶硅技術(shù)的成熟，令隆基綠能借勢而起。中國市場的光伏技術(shù)，不少是引自國外， 而在中國實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的壯大。

新技術(shù)的興起，會令國外光伏企業(yè)重新奪回市場地位么？在宋登元看來，這種可能性不大。

“我們國家形成了一個縱向的從上游到下游的完整產(chǎn)業(yè)生態(tài)，比如從硅材料一直到應(yīng)用系統(tǒng)；還有從橫向來看，逆變器、支架、接線盒、背板、封裝材料等這么完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。實(shí)際上，在國際上沒法找一個國家能夠這樣，這造就了技術(shù)推動和成本推動雙管齊下的一種局面。”

宋登元表示：“對于Topcon來說，國外的企業(yè)就沒人做產(chǎn)業(yè)化，中國的企業(yè)把它從一個實(shí)驗(yàn)室概念做到產(chǎn)業(yè)化，這是我們國家對整個光伏產(chǎn)業(yè)的一個重大貢獻(xiàn)。”

實(shí)際上，一些重大的光伏技術(shù)上，海外國家曾在技術(shù)上領(lǐng)先，且產(chǎn)業(yè)化嘗試已經(jīng)多年。比如異質(zhì)結(jié)技術(shù)，在上個世紀(jì)的九十年代，日本企業(yè)已經(jīng)開始嘗試。但從產(chǎn)業(yè)落地來看，中國是更適合的土壤。

鈣鈦礦的技術(shù)同樣如此。它核心的聚合氯化物專利是日本先發(fā)明出來的，日本企業(yè)也很早注冊了鈣鈦礦專利。但日本企業(yè)拿到專利以后，并沒能找到適配的應(yīng)用場景。

“中國企業(yè)拿了這個技術(shù)，實(shí)際上是在技術(shù)專利失效了以后。哪知道中國的發(fā)展這么迅猛，對吧？”宋登元說：“所以(光伏)專利最好是活在中國，專利技術(shù)在美國、在日本可能都不怎么好活。”

他補(bǔ)充道：“他們的基礎(chǔ)研究能力非常強(qiáng)，比如一些新的理念，一些新的材料。包括鈣鈦礦硅疊層，還有一些新理念像光轉(zhuǎn)換的技術(shù)。我覺得這一點(diǎn)我們應(yīng)該向人家學(xué)習(xí)，基礎(chǔ)研究他們還是做得不錯的。” 

原標(biāo)題：光伏產(chǎn)業(yè)迭代關(guān)口：“專利最好是活在中國”