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HIT電池的故事一:難住特斯拉的不止MODEL 3 還有水牛城

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年11月13日  

經由隆基與晶科的幾番競跑,PERC電池的轉化率在2017年下半年有顯著提高,目前保持在隆基樂葉的記錄23.26%,預計18年將會有更多公司積極擴產PERC電池。


“平價上網”要求光伏產業不斷提高產品轉化率并降低制造成本,時至今日,PERC技術帶來的提效與降本效益得到了廣泛的認可,然而技術的迭代不會停滯,正如我國科學院電工研究所研究室主任、研究員王文靜在2017我國光伏大會暨展覽會(PVCEC2017)的主題演講中所說:“PERC多晶硅性價比的問題將影響其產業化,N型PERT電池在成本上無法與P型PERC電池競爭,在效率、雙面發電等方面受到HIT電池的擠壓,在下風中很難生存。假如PERC電池將來失敗的話,一定會出在光衰問題上。”PERC之后,HIT電池無疑是最惹人關注的新技術。


提及HIT電池,有一個被業內所有人關注的公司,與HIT電池有著千絲萬縷的關系,在詳述HIT電池的技術發展現狀與機遇前,本文先聊聊“這間公司”的故事。


今年九月,據外媒報道,在紐約州布法羅市的特斯拉Gigafactory2里,松下已經開始生產HIT太陽能電池。Gigafactory2是一座面積達120萬平方英尺的廠,位于布法羅市中心以南一小段車程,占地88英畝,曾經是一座鋼鐵廠的所在地–RiverBend。


自2014年起,松下(Panasonic)、特斯拉、SolarCity、Silevo有關HIT電池的愛恨糾葛一直演化到今年九月,其中的核心關鍵是一種叫HIT(本征薄層的異質結HeterojunctionwithIntrinsicThinfilm)太陽能電池,迄今為止,該太陽能電池的最高效率可達26.3%,HIT技術疊加IBC技術之后的HBC電池最高效率可達26.63%。


圖一特斯拉Gigafactory2


水牛城是如何難住特斯拉的?故事要從2014年說起,美國太陽能廠商SolarCity在2014年買下Silevo,計劃在美國建設1GW的HIT電池廠,自2014年六月首次公布之后,SolarCity/Silevo銘牌的電池生產時間推遲了幾次。隨著晶圓廠的活動停止,SolarCity/Silevo的任何消息也都停止了,直到2016年七月,特斯拉宣布計劃收購SolarCity,并與Panasonic達成制造合作,更具體的消息指出,水牛城生產線即指SolarCity的1GW產線,且松下將協助進行技術整合。然而直到今天,這1GW的產量還遲遲沒有出現。


今年九月,據外媒報道,在紐約州布法羅市的特斯拉Gigafactory2里,松下已經開始生產其HIT太陽能電池,特斯拉預計,Gigafactory2到2019年的產量將達到1GW。業內有分析稱,時間上的推延可能與特斯拉Gigafactory2的占地面積及人力資源緊缺有關,還包括與紐約州立理工大學(SUNYPolytechnicInstitute)的一些商業合作問題等細小因素。


具體時間線如下圖所示:


2014年六月SolarCity收購Silevo,并計劃于未來兩年內在紐約州建造年產量超1GW的廠,打造“全球最大”的太陽能組件制造廠。據悉,SolarCity在紐約州布法羅地區建設采用Silevo技術的太陽能電池的Gigafactory廠,可以獲得該州供應的7.5億美元補貼。正在建設的120萬平方英尺的制造設施歸該州所有,租給SolarCity使用,但每個月的租金僅為1美元。


供應這些優厚待遇的條件是,未來10年內SolarCity必須在資本、運營、供應鏈上投入50億美元,為布法羅創造1500個就業崗位,為整個紐約州創造5000個就業崗位。


當下還有人指出,SolarCity收購Silevo此舉的原因之一是為美國太陽能組件“去我國化”做準備,以應對接連而來的“雙反”影響。


2016年七月特斯拉收購SolarCity,據當時財報顯示,特斯拉已持續虧損13季度,此時收購另外一家率近80%的公司SolarCity,被人所不解,但也有人認為兩者之間的強協同效益能做出很多事情,事實上馬斯特也曾說:“我們銷售Powerwall時,絕大多數用戶都會咨詢太陽能設備,所以在特斯拉店里不能直接銷售太陽能解決方法是可笑的。假如在Tesla旗艦店銷售即將面世的Model3,但我們同時也能將太陽能設備賣給同一個客戶,等于一瞬間將銷售額變成了雙倍。”


2016年十月特斯拉和松下對媒體宣布,雙方開始合作量產太陽能電池及模組。至此,兩家公司在電池領域的合作繼續深化。據雙方合作聲明,松下此次將為特斯拉太陽能電池廠投資高達2.56億美元。該廠位于紐約州Buffalo區域,此前由SolarCity修建。在特斯拉收購SolarCity后,該廠移交到特斯拉旗下。


SolarCity表示,屆時該廠將引進Silevo的Triex和松下電力的HIT兩種技術,Silevo的技術將會與松下的HIT?技術整合。


2016年十月底特斯拉推出新太陽能屋頂——SolarRoof,據悉,SolarCity會區分使用不同的技術,將Silevo的技術用于SolarRoofTile這種新產品,將其投放到新建或者要修繕屋頂的“新屋頂”市場,而將松下生產的電池板配備于“已建屋頂”。也許該公司的戰略是運用合適的技術來開拓兩個不同的住宅用市場。


2016年十一月在有關批準特斯拉與Solarcity合并的特別股東會議上,特斯拉CEOElonMusk首次提及,SolarRoof的產品成本可能低于傳統屋頂瓦片的成本,引發議論。這一說法也有悖于特斯拉之前的說法,在此之前,Musk與特斯拉高層有關SolarRoof的價格的表述為“考慮到后續的太陽能發電,它的整體價格實際上會低于傳統屋頂瓦片的價格。”特斯拉這樣把隨之帶來的電費節省也打包進SolarRoof的價格中宣傳,無非是想盡力提升SolarRoof的產品競爭力。


2016年十一月特斯拉TeslaModel3配備了全景天窗,特斯拉此前打算改造的就是這塊全景天窗——替換成太陽能電池板,并計劃使用松下的“HIT?車用光伏模塊”。但次年七月計劃流產,馬斯克表示,特斯拉確實做過有關為Model3車型選配太陽能車頂的相關研究,并曾敦促工程師將太陽能電池陣列整合到車輛中。但如何在保證高充電效能的情況下降低成本,這位極具傳奇色彩的電動汽車企“掌門人”目前沒能提出“兩全”的解決辦法。


Gigafactory22016年十二月柵欄后廠覆蓋著雪[照片:AustinCarr]


2017年一月外媒強調,特斯拉和松下之間的太陽能電池制造協議以及松下在Gigafactory2上的2.56億美元資本投資將于2017年年中左右開始生產。在給特斯拉17年第二季度業績報告的投資者的信中,該公司吹捧它的太陽能屋頂系統已經開始安裝,但供應了兩個從不同角度拍攝的同一住宅的照片。早期的系統據說是為了公司的員工。


2017年九月在紐約州布法羅市的特斯拉Gigafactory2里,松下已經開始生產HIT太陽能電池。


2017年十二月松下將在布法羅(水牛城)尼亞加拉會議中心舉辦一場職業招聘會,力爭年底前該廠擁有300名工人。這吻合了之前特斯拉的階段性目標中所提及的“在紐約州中西部的廠雇傭一定數量的員工”。


2019年特斯拉&松下預計的實現水牛城1GW產線的量產的時間。


另外一方面,松下將于2018年三月停止在日本京都附近的廠生產光伏組件。


按照特斯拉目前的規劃,Gigafactory1將負責生產特斯拉汽車的動力鋰離子電池、特斯拉能源墻Powerwall和Powerpacks所需的電池組,而Gigafactory2將負責制造特斯拉太陽能屋頂瓦片和太陽能模塊。據2019年還有整整一年時間,特斯拉的Gigafactory2能按時實現1GW的目標,還是再次推延時限,需時間考證。


相對而言,松下有關HIT電池的技術儲備雖不能說十分成熟,但確實走在前列線,擁有最雄厚的技術與人才儲備,Gigafactory2中1GW的計劃推延重要成因相對而言更應歸因于設備與人力,HIT電池的制程與設備究竟難在哪里?



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