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银浆用量节省70%,Utilight创新专利PTP™3D打印技术带领制造版块产业升级
2017-08-30 16:36:35   来源:SOLARZOOM光伏亿家   作者:张龙采编  点击:

随着光伏产业发展,银浆在整个产业链中的地位越发重要。细究其因,不外乎效率和成本二者的考虑。因此,在面对售价的问责时,各正银厂家不论是进口厂商还是国产厂商都只提性价比,因为品质稳定的优质银浆不仅意味着电池技术效率上的科学实现,同时也因其高昂的生产成本严重束缚着电池成本的整体下降。在国际银价连年上扬的眼下,只要不从根本上降低银浆用量,就不可能带来电池成本革命性的下调,毕竟就像某进口银浆大佬说的那样,“短期内,银浆地位无可取代” 。

那么,到底有没有可能从根本上降低银浆的用量?成立于2008年并于2012年完成研究开始商业运作的以色列企业Utilight说:当然有可能!该公司董事长兼CEO、拥有材料科学博士学位并在半导体和封装处理行业拥有30多年的经验Giora Dishon告诉记者,他们的专利技术PTP™(图案转印)技术将完美实现这一构想:不仅可以降低70%的银浆用量,还能保持甚至有可能提升0.4%的电池效率。

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PTP™技术到底是个什么鬼?

Giora Dishon告诉记者,PTP™系统的印刷过程中使用的是与当前标准丝网印刷相同的浆料,在Utilight专有的U-Tape™聚合物膜中进行填充,然后用高功率激光束CWIR从薄膜背面进行扫描,将浆料从这些沟槽中挤压出去,随后沉积在晶硅电池表面。通过调节的U-Tape图案表面的属性,PTP™能够打印非常窄长的线条(Utilight给出的数据是10um长20um宽),图案的长宽比相较丝网印刷更高,同时8部相机将用于整个打印过程的记录,以确保绝对准确从而提高了电池效率,显著地节约了银浆的用量。值得注意的是,PTP™技术是非接触式的,因此特别适用于光伏领域以外的其他3D设备,连续打印后也不用在高粘度浆料的印刷步骤之间做任何干燥处理,换句话说,也就是PTP™支持单次打印同时也支持多次打印。

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Giora Dishon表示,光伏不再是一个孤立的细分领域,它是不断增长的能源市场的一个重要组成部分。按照巴黎气候协定的预想,到2050年太阳能将成为我们的主要能源。然而目前的印刷技术已经达到了其效率的极限,因此,印刷更细的金属栅线,解锁太阳能电池发电的潜能,提高生产效率,“降低昂贵的银浆用量,从而降低光伏电池的成本,为光伏制造商(尤其是占据全球市场70%以上的中国光伏企业)增加盈利”,是整个行业的责任。

优势在成本更低效率更高

PTP™技术的优势,Giora Dishon指出“取决于光伏电池的设计”。记者研究多种资料并结合Giora Dishon的介绍,总结下来基本有以下几种:

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更薄。PTP™3D打印技术使用激光从背面扫描转印,属非接触式技术,所以减少了硅片表面的压力,摒除了印刷过程中带来的硅片断裂损耗,让使用更少硅料的更薄硅片成为可能。我们知道,在技术路线和市场价格等外部条件恒定的前提下,要降低电池成本只有两条路,要么减少硅料的成本,要么减少银浆的成本,换句话说就是要么减少硅料用量要么减少银浆用量,而更薄的硅片当然意味着更低廉的成本。

更细。PTP™技术用高功率激光转印,因此可以支持更细栅线的印刷或者打印。据Giora Dishon介绍,“一块6栅线的光伏电池元件,PTP™印刷栅线达到宽20um长10um,(栅线面积更省)可实现大于0.2%的绝对效率增益(以1%为单位),同时节省高达70%的浆料用量。”而且,在Utilight团队的努力下,PTP™技术克服技术障碍,适用目前光伏电池多主栅潮流,在6、8、12等多主栅电池的印刷过程中优势明显。更重要的是,PTP™不挑嘴,适用于所有现存的高粘度非油墨浆料。同时转印过程中,还可通过优化组合调整浆料中挥发性成分的比例,打印出更高质量的栅线。

投资成本低。据记者了解,PTP™技术仅作用于印刷环节,在现有的电池生产线为例,只要以很少的投资增加一个模块就可以实现全新的PTP™3D打印,不需要改变现有的金属浆料以及生产顺序。Giora Dishon进一步表示,“一条年产能60MWp左右的PTP™生产线的投资价格仅为40万美元。”但是考虑到因栅线尺寸的减少而带来的70%银浆的节省以及0.4%效率的增加,使用PTP™技术可以为电池制造商带来最多50%的利润,从而带来光伏电池生产成本的大幅下降,核算下来40万美元的投资回收期仅为6-9个月。

未来最大市场或是中国

据SOLARZOOM新能源智库测算,截止至目前,银浆仍是光伏成本中极大的一部分:在电池成本中约占11%-12%,在组件成本中约占6%-8%,在整个光伏系统中占到3%-4%,在其他条件不变的前提下, PTP™技术可以普遍节省70%的银浆用量,意义极其深远。

同时,随着能源及环境问题在全球的普及,光伏成为越来越重要的绿色替代能源。德国太阳能协会最新发布的统计数据显示,2016年全球光伏新增装机70GW,可发电900亿千瓦时,可满足2500万户居民(年均耗电3500千瓦时)的需求,至此全球累计装机达到300GW,距离专家预测目标2050年光伏发电在一次能源中占比13%-15%;2100年达到64%还有非常遥远的距离。以目前电池组件约70%产能出自中国,PTP™技术可见的最大市场也将来自中国。

Giora Dishon表示极为重视中国市场。Utilight自2008年成立之日起就开始了它在中国的拓展历程,中国市场已经占到目前其业务来源的64%,尤其值得一提的是其首套商业印刷系统——PTP 1800i已经在中国最大光伏制造商之一的某家全面投产,目前已经顺利量产,生产了近10万个光伏元件。对于未来,Giora Dishon说,希望到2021年能够销售300套系统,至少实现25%以上的市场份额,为此他们近期也会在资本市场上有所动作。

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