在光伏產業的多項科研創新成果中,不能不提金剛石線切割技術。一根與發絲差不多粗細、表面鑲嵌了金剛石微粉的電鍍金剛(gang)石(shi)細線(xian),對(dui)推動我國光伏產業(ye)發展具有重要作用。
光伏產業上游硅片的厚度與切割損失量是影響電池成本、甚至系統發電成本的重要因素。采用不同切割方式產出的硅片質量不盡相同。市場上主要的切割方式包括砂線切割和金剛石線切(qie)(qie)割,二(er)者切(qie)(qie)割原理(li)不(bu)同,較為傳統(tong)的砂線(xian)切(qie)(qie)割是(shi)“滾動(dong)-嵌入(ru)”切(qie)(qie)割,類(lei)似(si)鋸;而金剛石線(xian)切(qie)(qie)割是(shi)切(qie)(qie)削加工,類(lei)似(si)于磨。企業選擇哪種(zhong)切(qie)(qie)割技術(shu),是(shi)影響(xiang)其發展的關鍵。
在隆基樂葉光伏科技有限公司董事長助理兼全球市場負責人王英歌看來,相比砂線切割,金剛石線切割速度更快、效率更高,可降低單位硅片對硅料需求,硅片切得更薄,從而減少硅片單位投資成本。“若采用砂線切割,除鋼線外,還需要碳化硅、聚乙二醇、切(qie)割液等輔料,且有大量砂漿需回收處理。相比(bi)之下(xia),金剛石(shi)線切(qie)割可降(jiang)低輔料成本,也(ye)更環保(bao)。”
雖然金(jin)剛石線(xian)切割優勢明顯,但(dan)由于(yu)該技(ji)術早期僅(jin)掌握在少(shao)數日本(ben)廠商(shang)手(shou)中,起初也并未應(ying)用(yong)于(yu)光(guang)伏行業,而國內(nei)金(jin)剛石線(xian)整個(ge)產業鏈均處于(yu)空白狀態,導致采(cai)用(yong)該技(ji)術的(de)成(cheng)本(ben)極(ji)高。因(yin)此,在光(guang)伏產業發展初期,較為傳統的(de)砂線(xian)切割以價格取勝,成(cheng)為國內(nei)硅片生廠商(shang)的(de)“寵兒”。
在(zai)王英歌記(ji)憶(yi)中,十年前的金(jin)剛石線被稱為奢(she)侈品并不過分。“當(dang)時(shi),金(jin)剛石線的價格(ge)1塊多一米(mi)(mi),現在(zai)只有0.1元/米(mi)(mi)左右,下降了10倍多,這在(zai)當(dang)時(shi)是不敢想象的。”
雖然砂線(xian)切(qie)割(ge)和(he)金剛石線(xian)切(qie)割(ge)的(de)價(jia)格(ge)懸殊,但(dan)隆基創始人兼總裁李振國和(he)董(dong)事長鐘寶申當時已敏銳地洞察到,未來砂漿切(qie)割(ge)成(cheng)本下降(jiang)空間有限,金剛石線(xian)切(qie)割(ge)才(cai)是助力光伏發電降(jiang)本增(zeng)效、平價(jia)上網(wang)的(de)利器,金剛石線(xian)切(qie)割(ge)將(jiang)成(cheng)為硅片廠商的(de)主流技術。
在此預判下,為減少耗材、大幅降低硅片不良(liang)率,2012年底,隆基做(zuo)出了(le)重大決定(ding),產(chan)線全面(mian)從砂線切(qie)割(ge)(ge)向(xiang)金剛石線切(qie)割(ge)(ge)轉換。
2013年,隆基(ji)硅片生產線(xian)改(gai)(gai)造(zao)(zao)工作首(shou)(shou)先在西安切(qie)片廠展開。王(wang)英歌回憶,隆基(ji)的研發(fa)(fa)模(mo)式并不是實(shi)驗室研發(fa)(fa),這在很大(da)程(cheng)度上為產線(xian)改(gai)(gai)造(zao)(zao)提(ti)供(gong)了便利。比如導入金(jin)剛石線(xian)時(shi),首(shou)(shou)先應用(yong)于部分測試機型中,多次修改(gai)(gai)、磨合成功后再(zai)復制于生產線(xian)。經過(guo)數月(yue)的努力、堅持,金(jin)剛石線(xian)切(qie)割改(gai)(gai)造(zao)(zao)工作終(zhong)于完(wan)成。
然而,當(dang)隆基打算將西安的案例在無錫(xi)工廠復制時(shi),問題出現了。
“早期公司產線(xian)涉及的(de)機型較多(duo),有(you)PV500、PV600、PV800等不(bu)(bu)同機型。不(bu)(bu)同的(de)運用(yong)機型,讓無(wu)(wu)錫工廠的(de)改造工作陷入了瓶頸。”王(wang)英歌說(shuo),“當時(shi)產線(xian)改造的(de)主要負責人、技術人員、工作人員都(dou)在西安,遠程交流無(wu)(wu)法克(ke)服難題。于是公司下了死命令,將(jiang)所有(you)的(de)相關人員都(dou)派到無(wu)(wu)錫去支持,搞不(bu)(bu)定(ding)不(bu)(bu)能(neng)回(hui)來(lai)!”
與技(ji)術攻關壓(ya)(ya)力(li)(li)接踵而至(zhi)的,還有(you)每天賠本(ben)的資金(jin)壓(ya)(ya)力(li)(li),王英歌甚至(zhi)用“心在滴血(xue)”形容談到當時的情(qing)況。為真正(zheng)掌(zhang)握金(jin)剛石線(xian)切(qie)割技(ji)術,盡早(zao)實現規模化(hua)量產(chan),隆基高層頂住了壓(ya)(ya)力(li)(li),做(zuo)出決策(ce),允許切(qie)片廠(chang)一年虧損4000萬元。
功(gong)夫不負有心人。不足6個(ge)月,隆基便掌握(wo)了金(jin)剛石(shi)(shi)線切(qie)(qie)割技(ji)術。隨后(hou)兩年,國(guo)產金(jin)剛石(shi)(shi)線切(qie)(qie)割技(ji)術日益成熟,原輔料等瓶頸終得(de)以解決,成本下(xia)降明顯,促使國(guo)產金(jin)剛石(shi)(shi)線行業迅速崛(jue)起。
光(guang)伏行業分析機構(gou)Pvinfolink數據顯(xian)示,2018年(nian),我(wo)國生產(chan)的硅片在(zai)全球占比(bi)(bi)高達93.1%,同(tong)比(bi)(bi)增長16.8%。
王英歌說,如果(guo)說光伏(fu)企業有后發至上(shang)一說,我相信也是技術(shu)上(shang)的后發至上(shang)。隆(long)基親自實踐了(le)技術(shu)的后發至上(shang),打(da)敗眾(zhong)多國外廠商,實現了(le)國產(chan)(chan)金剛石線產(chan)(chan)業的崛(jue)起(qi)。