2021-11-12 10:05:11

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光伏设备行业作为光伏产业的支撑行业而存在,我国作为全球最大的太阳能电池生产国,太阳能电池行业发展带动了光伏产业的整体兴起,进而催生了我国的光伏设备行业。而凭借在半导体设备制造领域丰富的技术经验积累,我国企业在光伏设备领域很快实现突破。

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基本信息

  • 中文名

    光伏设备

  • 外文名

    PV or photovoltaic

  • 词    性

    名词

  • 简    介

    我国光伏设备行业兴起于2000年后

  • 分    类

    设备

折叠 编辑本段 发展

我国光伏设备行业真正兴起于2000年以后。经过不懈努力,目前国产光伏设备在关键指标、性能等方面均已达到国际先进水平,在应用中与进口设备平分秋色。国内光伏产品生产企业普遍采取国产设备和进口设备混搭的建线方案,国产设备在数量上已占多数。

经过多年发展,我国光伏设备行业已基本具备太阳能电池制造设备的整线装备能力。我国光伏设备企业制造的设备应用包括从硅材料生产、硅材料加工、硅片加工到太阳能电池芯片的生产以及相应的纯水制备、环保处理、净化工程的建设。其中,晶体硅生长设备发展最为迅速。国产单晶硅生长炉以优良的性价比占据了国内市场的绝对统治地位,并批量出口亚洲,而国产多晶硅铸锭炉在产品主要性能指标上和国外设备相差无几,已经开始在国内光伏企业中大量使用。

据《2013-2017年中国光伏设备行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》数据显示,2003-2008年,我国光伏设备的销售额每年都以近翻一番的速度增长,年均增长率达到93%。2009年受全球金融危机影响,发展速度有所减缓,但从2009年下半年开始,市场需求迅速恢复,全年实现销售额20.21亿元,同比2008年增长14.4%。2010年,光伏设备行业销售额继续高速增长,全年销售额为36.80亿元,比2009年增长82.10%。

折叠 编辑本段 定义及分类

光伏设备指光伏制造型企业用于生产原料、电池组件、零部件等产品中使用的,并在反复使用中基本保持原有实物形态和功能的机器设备。

光伏设备主要包括硅棒/硅锭制造设备、硅片/晶圆制造设备、电池片制造设备、晶体硅电池组件制造设备、薄膜组件制造设备等5大类,各大类主要包括的设备如下图所示:

硅棒/硅锭

生产设备

完整生产线

硅棒硅锭生长设备

检验/测试设备

切割/研磨设备

其他



硅片/晶圆

制造设备

完整生产线

切割设备

清洗设备

检验/测试设备

抛光和研磨

其他


电池片制

造设备

完整生产线

蚀刻设备

扩散炉

减反射覆膜制备

丝网印刷设备

其他炉


检验/测试设备

其他



晶体硅电池

组件制造设备

完整生产线

检验/测试设备

玻璃清洗设备

结线/焊接设备

层压设备

切割/划线设备


组框/组角机

其他



薄膜组件

制造设备

完整生产线

检测设备

覆膜沉积设备

切割/划线设备

清洗设备

蚀刻设备


折叠 编辑本段 概况

我国光伏设备企业已全面具备太阳能电池制造整线装备能力,2010年时部分产品如扩散炉、 等离子刻蚀机等开始少量出口,可提供10种太阳能电池大生产线设备中的8种,其中有6种(扩散炉、等离子刻蚀机、清洗/制绒机、石英管清洗机、低温烘干炉)已在国内生产线占据主导地位,2种(管式PECVD、快速烧结炉)和进口设备并存但份额在逐步增大,3种(全自动丝网印刷机、自动分捡机、平板式PECVD)则完全依赖进口。

组件生产用的层压机太阳模拟器等在行业获得广泛应用。2011年初,中电48所推出了经过两年多性能检验的自制多线切割机多晶硅锭炉。至此,我国光伏设备已实现全面国产化

高纯硅材料提纯设备中关键的24对棒还原炉在国家"863"计划的支持下也已研制成功。

2011年5月,由VLSI Research发布的2010年度光伏设备制造商排名显示,48所成为首个跻身光伏装备制造业全球十强的中国企业。VLSI Research素以无可比拟的准确度、创新的市场研究方法和对研究覆盖产业快速脉动的精准洞察而著称。据其市场调研数据显示,48所以营业收入2.95亿美元的骄人战绩力压瑞典某知名设备制造厂商,强势跨入全球光伏设备制造商第一方阵,稳居"2010年度全球十大光伏设备制造商"第九位,首次打破该排名长期由欧美设备制造大型企业一统江山的格局。面对欧美光伏设备制造企业长期盘踞国际国内光伏设备市场的严峻形势,48所以振兴民族产业为己任,在发展电子专用装备的历程中艰辛探索,先后成功自主研发了清洗机、扩散炉、PECVD、刻蚀机、高低温烧结炉、单晶炉、铸锭炉等太阳能光伏关键装备,实现了从单一设备发展到单台设备与工艺结合,又从整线设备发展到整线设备与工艺结合的"整线交钥匙"系统方案(Turnkey),迅速成为国内最大的太阳能电池制造装备供应商。依靠丰富的装备制造、工艺技术和整线建线经验,48所已经具备建设"智慧型"光伏装备和光伏电池生产线的能力,并在向这一目标快速迈进。

48所太阳能光伏设备在国内用户中已建立起良好的信誉,得到业界的广泛认可,越来越多的客户从国产设备使用中受益。可以说,中国太阳能光伏产业在短短的数年间具备直面国际竞争能力,获得高速发展的利器在于技术与国际接轨的同时拥有无法比拟的低成本优势,而维持较低生产成本的原因除较低的劳动力和运营成本外,低价格(平均只有进口设备的1/3)的国产设备的大量应用使得企业投资成本大大降低是主要原因。否则光伏产业95%市场在欧美日的产业特征,很难想象国内企业能以比国外同类企业高得多的硅材料采购成本去国际市场竞争。

国产设备相继在大生产线应用

2002年我国一部分企业超常规发展通过和一流电池企业合作并引进先进的工艺技术,历经多次技术换代及升级,国产的太阳能电池关键设备相继在国内大生产线上得到应用,使我国基本具备太阳能电池制造设备整线供给能力。

高纯硅材料的严重短缺为物美价廉的国产单晶炉企业提供了极好的发展契机,近几年数十家新上的单晶拉制企业的大量订货,使得国内设备企业始终处于满负荷生产状态,并引来了日本、韩国和我国台湾的批量订单。如此多年未遇的火爆场面直接催生了2006年四家光伏设备生产企业订单过亿元,2007年的势头较之有过之而无不及的局面,这是我国电子专用设备行业多年未有的繁荣景象。

另外,尽管非晶硅太阳能电池尚没有形成规模生产,但增长速度已明显加快,相应的非晶硅电池设备也吸引了不少企业试图以同国外相仿的整线包设备和工艺的方式进入。

同国际先进水平相比,国产太阳能电池生产设备最关键的几种设备中,扩散炉、等离子刻蚀机、清洗/制绒机等达到或接近了国际先进水平,占据了国内绝大部分市场,性价比优势十分明显。管式PECVD、快速烧结炉与国际先进水平有差距,但不大,已开始在大生产线使用,市场份额逐步扩大,性价比优势明显。国内尚没有平板式PECVD,另两种关键设备全自动丝网印刷机和自动分捡机由于核心技术无法绕开国外公司的技术专利封锁,尚未取得实质性突破,整体水平和国外差距较大,国内主要大生产线几乎全部采用了价格高昂的进口设备。

硅片加工设备中,部分合资企业的高档全自动单晶炉已接近国际先进水平,但因价格较高,在光伏产业的应用数量有限,获得大量应用的反而是价格低廉适用的、自动化程度较低的中低端单晶炉。借硅材料短缺的难得契机,得以形成批量生产,占据了国内绝大部分市场并批量出口。

组件生产设备中的层压机等,高端自动化产品与国际先进水平相差无几,有明显的技术特色,但占据市场大部分份额的也是中低端产品。

硅材料提纯设备的技术水平与国外产品差距较大,只有零星产品生产。

2010年将为设备提供36亿元市场

自2003年开始,截至2006年12月,我国在短短的四年时间内新上标准太阳能电池生产线(25MW/条)47条。按现时每条线设备3000万元的平均投资计算,设备市场高达14亿元。如果算上用于解决硅片短缺而用于购买材料制造设备如多晶硅铸锭炉、单晶炉、切割机、线锯等的投资,国内相关设备的市场总额则超过了25亿元。其中约1/3的市场被国产设备占领,几年来累计为国家节约外汇近3亿美元,为用户节约投资超过20亿元,已在太阳能光伏产业具备初步的话语权。2005年共销售相关设备约330台套,销售额近4亿元,2006年则达到了7亿元。

根据业内前十名的发展规划,至2010年,我国将再增加3000MW以上的生产能力。即使采用目前成熟的国产设备和进口设备混合搭配的国内主流配置方案,也至少为设备厂家提供了36亿元的市场。若以全进口设备计算,则需设备投资84亿元。

折叠 编辑本段 发展机遇

这一切为光伏设备企业的发展提供了极好的发展机遇:

1.背靠全球增长最为迅猛的地区,拥有巨大的本土市场。中国光伏产业近几年的成长速度远远超过全球平均增幅。国家政策鼓励发展,中国严峻的环保形势,客观上也急需寻找可替代能源,这些都为光伏产业的发展奠定了良好的基础。

2.由国际一流光伏企业引领整个产业,并和设备企业结成了真正战略同盟关系,示范效应明显,彻底改变了以往设备和工艺需求脱节的发展模式,设备企业能直接同步工艺技术发展,用户真正认识到没有国产设备的支撑,中国的光伏企业将丧失最主要的成本竞争优势。与IC行业对设备的需求相比,光伏设备的技术要求要略低一些,这也正是国内企业可大有作为的中低端设备领域。

3.拥有国外设备无法比拟的性价比优势。通过几年的努力,国产设备已取得本土市场和客户的广泛认可,并受到国际的瞩目,有一定的品牌美誉度,与客户的沟通更容易更方便,服务更快捷,在一定程度上可弥补早期设备性能及可靠性上的不足。

4.中国光伏产业链已形成规模且渐趋平衡,良好的大产业环境对设备企业的发展给予了强力支撑:工业硅产量全球第一;高纯硅生产百吨级技术已实现突破,千吨级技术出现曙光;硅片加工规模已达世界级;电池及组件行业有世界一流企业领军;太阳能灯具规模世界第一;并网发电系统国际知名。

提高效率降低成本是当务之急

太阳能电池制造设备的发展目的是为了提高电池的最终产品质量、光电转换效率、整线生产效率,降低生产成本。因此,未来设备的技术发展将始终围绕着以下几方面进行:提高单机自动化水平,增加批次装片量,提高单机生产效率;设备间机械手自动转送,在线检测,提高整线生产效率,减少人工干预,降低碎片率;将更先进的工艺技术物化于设备,进一步提高太阳能电池的光电转换效率,降低每瓦成本;适合大尺寸(从目前主流的125mm×125mm和156mm×156mm硅片发展到未来的210mm×210mm硅片等)、薄硅片(300μm-270μm-240μm-200μm-180μm)工艺等,以节约硅材料降低成本;带废气排放收集处理装置,降低废气及中间生成污染物排放,满足更严格的环保法规。

折叠 编辑本段 未来发展方向

因此,未来光伏设备将围绕以下四点发展:

1.硅材料提纯设备

硅材料严重短缺的现象在近期尚无法从根本上扭转,国内已开工或有实际实施动作的十数个高纯硅生产项目需要大量的国产设备支撑以降低生产成本,千吨级生产设备亟待取得突破并大量提供。

2.大尺寸硅片加工设备

国内目前的125mm×125mm规格硅片大多采用6英寸单晶炉拉制单晶生产,为满足156mm×156mm电池片生产的需要,就必须改用8英寸单晶炉,但其生产成本将远高于多晶铸锭法生产的硅片,是电池企业无法接受的。因此,光伏用156mm×156mm硅片将转向多晶硅片,改用多晶硅铸锭炉生产,将拉动对相关铸锭、切割等生产设备的巨大需求。

3.薄膜太阳能电池生产设备

为进一步降低电池生产成本,提高电池转换效率,晶体硅薄膜太阳能电池的研究日新月异,非晶硅薄膜太阳能电池的发展也突飞猛进,这些都为相关工艺设备的发展提供了无限的发展空间。

4.光伏数据采集器

目前主要用于一些中小型电站,大型光伏电站主要采用工控机进行电站的本地监控。光伏电站的网络监控比例仍不高,主要是企业对于售后还不是很重视。在光伏并网逆变器制造企业管理的环节上,产品研发部门对于这些监控数据的需求较为迫切,然而销售和工程人员却不是很重视,这导致了光伏网络监控的安装量较少。目前在绿色电力网上进行远程监控的光伏电站有近100个,并以每月50%的增长幅度在增加。

中国光伏设备总装机容量趋势展望

2012年中国光伏设备装机容量将达到4GW以上中国政府将2015年的光伏发电装机容量目标确定为21GW,太阳能产业预计将出现繁荣发展的局面。

2012年中国光伏设备装机容量将超过4GW。据英国研究机构IMS Research分析报道,预计中国太阳能产业的繁荣将会为光伏产业的供应商带来"巨大商机"。中国最新的光伏产业的五年规划透露,中国的监管和规划机构-中国国家发展和改革委员会已经将2015年光伏发电装机容量目标从15GW提高到21GW。

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