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来之不易的“金刚石线”

2019-09-26 17:52 管理员 次阅读

在光伏产业的多项科研创新成果中,不能不提金刚石线切割技术。一根与发丝差不多粗细、表面镶嵌了金刚石微粉的电镀金刚石细线,对推动我国光伏产业发展具有重要作用。

光伏产业上游硅片的厚度与切割损失量是影响电池成本、甚至系统发电成本的重要因素。采用不同切割方式产出的硅片质量不尽相同。市场上主要的切割方式包括砂线切割和金刚石线切割,二者切割原理不同,较为传统的砂线切割是“滚动-嵌入”切割,类似锯;而金刚石线切割是切削加工,类似于磨。企业选择哪种切割技术,是影响其发展的关键。

在隆基乐叶光伏科技有限公司董事长助理兼全球市场负责人王英歌看来,相比砂线切割,金刚石线切割速度更快、效率更高,可降低单位硅片对硅料需求,硅片切得更薄,从而减少硅片单位投资成本。“若采用砂线切割,除钢线外,还需要碳化硅、聚乙二醇、切割液等辅料,且有大量砂浆需回收处理。相比之下,金刚石线切割可降低辅料成本,也更环保。”

虽然金刚石线切割优势明显,但由于该技术早期仅掌握在少数日本厂商手中,起初也并未应用于光伏行业,而国内金刚石线整个产业链均处于空白状态,导致采用该技术的成本极高。因此,在光伏产业发展初期,较为传统的砂线切割以价格取胜,成为国内硅片生厂商的“宠儿”。

来之不易的“金刚石线”_锆刚玉砂带

锆刚玉砂带,碳化硅砂带,堆积磨料,陶瓷磨料,棕刚玉砂带

在王英歌记忆中,十年前的金刚石线被称为奢侈品并不过分。“当时,金刚石线的价格1块多一米,现在只有0.1元/米左右,下降了10倍多,这在当时是不敢想象的。”

虽然砂线切割和金刚石线切割的价格悬殊,但隆基创始人兼总裁李振国和董事长钟宝申当时已敏锐地洞察到,未来砂浆切割成本下降空间有限,金刚石线切割才是助力光伏发电降本增效、平价上网的利器,金刚石线切割将成为硅片厂商的主流技术。

在此预判下,为减少耗材、大幅降低硅片不良率,2012年底,隆基做出了重大决定,产线全面从砂线切割向金刚石线切割转换。

2013年,隆基硅片生产线改造工作首先在西安切片厂展开。王英歌回忆,隆基的研发模式并不是实验室研发,这在很大程度上为产线改造提供了便利。比如导入金刚石线时,首先应用于部分测试机型中,多次修改、磨合成功后再复制于生产线。经过数月的努力、坚持,金刚石线切割改造工作终于完成。

然而,当隆基打算将西安的案例在无锡工厂复制时,问题出现了。

“早期公司产线涉及的机型较多,有PV500、PV600、PV800等不同机型。不同的运用机型,让无锡工厂的改造工作陷入了瓶颈。”王英歌说,“当时产线改造的主要负责人、技术人员、工作人员都在西安,远程交流无法克服难题。于是公司下了死命令,将所有的相关人员都派到无锡去支持,搞不定不能回来!”

与技术攻关压力接踵而至的,还有每天赔本的资金压力,王英歌甚至用“心在滴血”形容谈到当时的情况。为真正掌握金刚石线切割技术,尽早实现规模化量产,隆基高层顶住了压力,做出决策,允许切片厂一年亏损4000万元。

功夫不负有心人。不足6个月,隆基便掌握了金刚石线切割技术。随后两年,国产金刚石线切割技术日益成熟,原辅料等瓶颈终得以解决,成本下降明显,促使国产金刚石线行业迅速崛起。

光伏行业分析机构Pvinfolink数据显示,2018年,我国生产的硅片在全球占比高达93.1%,同比增长16.8%。

王英歌说,如果说光伏企业有后发至上一说,我相信也是技术上的后发至上。隆基亲自实践了技术的后发至上,打败众多国外厂商,实现了国产金刚石线产业的崛起。


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