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圖 1 2023-2030 年中國光伏新增裝機預測

　　(單位：GW，資料來源：CPIA)

　　在2月16日由中國光伏行業協會 ( CPIA)主辦的研討會 上，中國光伏行業協會名譽理事長王勃華作我國光伏行業發 展報告指出，2022年中國光伏新增裝機87.41GW，同比增 長59.3%，預計2023年將達到95 - 120GW，2030年將達到 120- 140GW(圖1)。與此同時，全球新能源成長仍然在加 速中，世界主要市場中新能源的發電占比都有所提升，2023 年全球光伏裝機樂觀預計將達到330GW，至2030年則有望 達到516GW(圖2)。

圖 2 2023-2030 年全球光伏新增裝機預測

　　(單位：GW，資料來源：CPIA)

　　毋庸置疑，中國光伏行業已經處于全球領先地位，但這 并不意味著就可以安于現狀，在這個關鍵時期更要鍛長板、 補短板，加強技術創新，提高經濟性分析能力。當前，在平 價上網政策的驅動下，中國光伏發電將進入高質量發展的新 階段，以光伏為代表的新能源不僅是實現“碳達峰、碳中 和”的重要路徑，也必將成為未來綠色能源的主力軍。

　　從最近一段時期的市場狀況來看，進入2023年，硅料價 格在春節前已開始企穩回升，加之春節假期期間硅片企業的 原料消化殆盡，令節后第一周硅料采購需求大幅增加，支撐 硅料價格延續上漲走勢。隨著本輪硅料環節博弈的階段性結 果陸續落地，預計硅料價格有望穩中有降，產業鏈價格將開 啟下行通道，刺激行業需求爆發。

　　多種技術路線齊頭并進

　　光伏電池生產本質上類似于低端的半導體制造，從始至 終，電池技術變革的主旋律就是——降本增效。而就在2022 年，僅僅用了一年左右的時間，光伏電池技術的演進就迅速 朝著N型邁進，市場趨勢日漸明朗。

　　N型硅襯底太陽能電池是在N型半導體材料上注入硼， 從而形成 P+/N 型結構，具備高少子壽命與無光致衰減特 性，以及較高的LCOE(平準化電力成本)優勢，這些使得N型 TOPCon、HJT硅異質結、IBC電池成為了近年來最受關 注的新型高效電池技術路線的代表。去年11月中旬，隆基綠 能宣布收到德國哈梅林太陽能研究所(ISFH)的最新認證報 告，報告顯示，隆基綠能自主研發的硅異質結電池轉換效率達 到26.81%——這是該公司在一個多月時間內分別以26.74%、 26.78%、26.81%，不斷刷新硅太陽能電池效率新紀錄的標 志，顯示出N型光伏電池時代已然來臨。

圖 3 2022-2030 年不同電池技術路線
市場占比變化趨勢(資料來源：CPIA)
( 注：TOPCon 和異質結電池市場占比：
2021 年 3%；2022 年 8.9%；2023 年 21.1%)

圖 4 2022-2023 年不同尺寸硅片占比變化趨勢(資料來源：CPIA)
    (注：  182mm+210mm 尺寸占比：2021 年 45%；
2022 年 82.8%；2023 年 93.2%)

圖 5 光伏電池技術路線分類

　　根據CPIA的統計預測，2021年TOPCon和HJT異質結技 術電池的市場占比約為3%，2022年約為8.9%，而到了2023 年，這一數據將一躍達到21.1%左右(圖3)，顯而易見地，N 型電池將逐漸成為“碳達峰，碳中和”過程中光伏發電的主流 技術。

　　從國內廠商的發展動向來看，現階段，以隆基綠能、晶科 能源、通威股份、天合光能等為主的一批中國光伏組件龍頭企 業正在緊鑼密鼓地布局自己的N型產品產線，由此掀起了光伏 電池組件領域的新一輪產線建設熱潮。

　　在TOPCon電池方面，晶科能源、通威股份、天合光能等 頭部電池、組件廠商更多傾向選擇TOPCon路線，TOPCon電 池及組件的產能也遠高于HJT、IBC等。這是因為TOPCon電池 生產可以在原來PERC電池產線的基礎之上進行改建和補充， 而HJT生產線則需要重新建設。而在HJT產線的投建上，據統 計，目前通威股份建有1GW HJT中試線，隆基綠能建有多條 HJT中試線，同樣具備HJT儲備的東方日升也只建設了0.5GW 的HJT電池生產線。

　　2022年11月初，隆基綠能首次發布HPBC產品， 量產轉換 效率超過25%;今年初公司宣布擬將20億元增資子公司西咸樂 葉，后者為隆基綠能HPBC電池項目的實施主體，這一項目電 池工藝將導入公司自主研發的HPBC高效電池技術，形成年產 29GW單晶高效電池的產能目標，顯示出隆基綠能對該類電池 技術的信心。

　　此外，正在建設的新型電池產線還包括鈣鈦礦疊層電池， 這兩者相當于與HJT結合后的升級，電池轉換效率能實現再次 飛躍。

　　直驅技術助力高精密制造

　　從2022年四季度開始，N型光伏高效電池擴產與設備招標提速，加快催化設備訂單。目前直線電機、直線模組、DD馬 達、直線驅動器等直驅技術類產品已被大量運用在硅片加工 環節的劃片機、光伏電池片生產環節的激光摻雜SE設備、絲 網印刷機、檢測分選機、 光伏組件生產環節的串焊機等設備 上，科爾摩根、橫川機器人、奧茵紳、智贏智能等一批直驅 企業都是該領域內的佼佼者。

　　例如，無論是PERC電池，還是TOPCon電池，都需要采 用到激光摻雜SE工藝(Selective Emitter，選擇性發射極技 術)，這一技術已經成為2020年以后新增PERC+電池產能的 標配。SE技術與PERC 技術的結合，增強了電池對太陽光中 紫外光和紅外光的吸收，使得PERC電池效率突破22%以上。 隨著大尺寸時代的到來，182mm和210mm的大尺寸硅片進 一步提升了對激光消融和摻雜整幅面均勻性的要求。

　　TOPCon激光摻雜SE工藝是在電池硼擴散面金屬電極與 硅片的接觸區域進行重摻雜(P++)，而非金屬接觸區域實 現輕摻雜(P+)， 此結構可有效降低金屬區的接觸電阻及金 屬復合，提高開路電壓，促進電池提效;并且，TOPCon激 光SE硼摻雜較 PERC SE磷摻雜工藝難度更大，激光設備價值 量也更高。根據相關研究機構的調查統計，2023年TOPCon SE摻雜設備的市場空間約為9. 3億元，2024年約為13. 3億 元。

　　在激光開模摻雜的應用中，定位精度和高速啟停是比較 關鍵的指標。定位精度和高速啟停主要由電機的轉矩、電機 反饋的分辨率及精度以及電機本身的安裝誤差決定。因此， 電機的性能直接影響激光開模摻雜機的性能。為了滿足市場 日益提高的生產力和生產品質需求，科爾摩根KBM無框直 驅電機搭配AKD伺服驅動器的直驅技術解決方案被成功應 用在激光開模摻雜機設備中，滿足了大慣量負載(負載慣量 0.32kg*m2) 完成快速定位的要求， 同時也滿足了設備定位 精度和高速啟停兩方面的性能提升需求，出色的運動控制系 統性能及品質為設備的長生命周期提供了保障，降低了設備 的綜合成本。

　　此外，運動控制技術在光伏電池生產中業發揮著十分 重要的作用。例如在光伏電池片檢測分選機部分，整套系統 可分為背面傳輸機構、雙供料抓取機構、抓取電池片放置機 構、雙側供料盒傳輸機構等四個部分，是專門為解決光伏電池片顏色差異及外觀缺陷進行快速分選檢測而設計的。 采用松下光伏電池片分選機運動控制方案：PLC控制系統為 FP0HM8N 8軸RTEX總線型; A6N伺服驅動器可錯誤修正， 避免由于噪音引起Pulse矩形誤動作;FX-501+FD-42G+FX- MR3傳感器通過同軸光纖，投光光纖為中心，四周為受光光 纖，適用于高精度定位，克服了人工分選速度慢、難區分、 碎片率高等應用難題。

　　激光加工工藝需求增大

　　光伏需求持續旺盛，全球裝機量有望保持高速增長， N型和鈣鈦礦電池等多種新一代光伏技術變革加快，令到單 GW光伏激光設備的價值量將實現提升，激光加工設備的市 場空間被進一步打開。根據專業研究機構的分析預測，IBC電 池用到的激光開槽設備的市場規模在近三年每年均保持在10 億元左右;2023年各種技術路線使用的激光轉印設備市場大 約為14億元、2024年約為24億元。

　　IBC為交指式背接觸電池，正負金屬柵線交叉排列在電 池背面，能夠最大限度地利用入射光，減少光學損失，具有 更高的短路電流和電池效率，且電池外形美觀，適合中高端 分布式光伏市場，具有較大的商業化前景。目前光伏龍頭隆 基綠能和愛旭股份主推應用于分布式領域的XBC電池路線。

　　從工藝制程來看，隆基綠能的HPBC電池工藝流程相對 簡單，無需硼摻雜，省去了離子注入等設備，而精密化的背 面掩膜激光開槽是IBC電池生產的必需工藝。它要求在精密的 激光控制下，金屬接觸區的比例越小，復合越少，且N和P的 接觸孔區需要與各自的擴散區精密對準，避免漏電，同時還 要保持較高的絲網印刷對準精度和印刷重復度，因此對于電 池背面圖案、柵線設計、激光加工控制精度等技術要求非常 高。在激光開槽設備中，運用激光掃描振鏡控制系統能夠在高速運動中仍保持精密控制精度，以及超高的往復重合度，確 保加工品質。

　　另外，激光圖形轉印技術(Pattern Transfer Printing， PTP)是一種新型的非接觸式的印刷技術。該技術是先在有特 殊設計溝槽的透明載板上填充所需漿料， 再采用高功率激光 束進行高速圖形化掃描， 將漿料從載板溝槽中轉移至電池表 面，形成柵線。這一非接觸技術在細柵印刷時無擠壓，突破了 傳統絲網印刷的20μm線寬極限(激光轉印的柵線可做到15- 18μm)，同時印刷高度一致性、均勻性優良，誤差在2μm， 可在電池片硅片上印刷更大高寬比的超細柵線，大幅節省漿料 耗量， 降低電池成本，提升光伏電池效率。激光轉印技術在 PERC、TOPCon、HJT、IBC等電池路線上都可應用，產業化 發展優勢明顯。在激光轉印設備的視覺檢測定位環節，目前多 采用的是激光振鏡控制系統進行精度校正。

　　據悉，去年9月，帝爾激光宣布激光轉印訂單首臺設備正 式出貨，由中試驗證進入量產階段。

　　用戶側新能源微電網建設

　　除了硅電池制造之外，在后端的并網消納、儲能方案也是 當前光伏新能源相關領域的建設重點。據統計，2022年，全國 光伏發電利用率為98.3%，同比提高0.3個百分點，繼續保持較 高的利用水平，展望未來，在國家政策機制的保障下，新能源 的總體發展仍將保持較高的速度，新能源進入電力市場消納是 大勢所趨。

　　而伴隨著近幾年國內光伏、風電新增裝機屢創新高，高比 例新能源并網、高比例電力電子裝置接入的“雙高”特征日益 明顯，導致電力系統電源與負荷結構也正在發生著“質”的變 化，電力系統電源與負荷的非線性、波動性、以及不平衡性顯 著增大，造成電網電壓波形發生畸變，引起諧波畸變、電壓波 動以及三相不平衡等問題，這些給電網的電能質量及電網控制 保護的穩定性帶來了較大的影響。

　　得益于在工業領域的多年耕耘，一些在電力電子技術專 業具有一定開發實力的工控廠商，著眼于工廠、制造企業的電 網負荷側控制、用電側儲能、EMS智慧能源管理等環節，打造 “源、網、荷、儲”聯動的低碳微電網解決方案。

　　例如，匯川技術目前已經把工業自動化中的一百兆總線快速控制技術、毫秒級控制技術成功移植到了電網控制上，令 調節更快、反應越快，讓這類復雜、多擾動的電力系統穩定運 行。在能源管理業務的整體發展規劃上，匯川技術目前的業務 主要是儲能，聚焦發電側、網側和配電側的應用，提供的產品 包括PCS儲能逆變器和升壓一體機等，公司的能源管理會基于 企業側客戶落地“數字化+PCS+EMS+設備工藝”綜合能源管 理解決方案。

　　在美的樓宇科技西區智慧工業城，采用美的工業技術合康 新能開發的低碳智能微電網解決方案，利用太陽能資源大幅度 提高了綠電發電量，另外，依托儲能系統，還實現了峰谷用電 資源的優化配置，讓園區用上經濟實惠的“綠電”。經初步測 算，園區通過光伏發電系統，一年可減少二氧化碳排放量達到 237噸，而電站全生命周期內減少二氧化碳排放量近六千噸之 多。

　　結語

　　光伏制造已成為時下眾多工控自動化企業大力開發的重點 細分目標市場，但另一方面，在這條擁擠的賽道上，市場競爭 異常激烈，要想加入進入光伏制造供應鏈，需要承受較為嚴苛 的付款期，對于企業本身的資金鏈要求較高，同時這一市場對 產品價格也較敏感，這使得有的企業不得不采用降價策略以換 取市場。而在工業企業級光伏儲能應用上，目前國內儲能行業 的發展仍處于初級探索階段，儲能技術和產品的架構體系還需 要不斷演進與提升，企業商業盈利模式是目前業內關注的熱點 議題。中國光伏產業已走在世界前列，也必將為人類創造更加 美好的綠色未來!