隨著太陽能發電變得比化石燃料發電更便宜,全球太陽能安裝量正迅猛增長——該現象已在105個國家和地區出現。這是一個轉折點,各經濟體已走出利他主義的樊籬,太陽能光伏成為全球能源組合中的一個重要部分。
對終端用戶而言,每瓦成本的持續下降是個極好的消息,而電池效率的提高和制造成本的同時下降是其必要前提。
不過,如果您是電池制造商,各方面不斷下滑的價格則是一把雙刃劍:強大的需求是好事,但您必須通過改進制造工藝來持續降低成本,這樣才能不斷盈利。
那么,如何在這個競爭激烈的行業中實現這一目標呢?在取得跳躍式發展之后,我們將會看到一個絕佳的案例——電池制造商如何通過一種被稱為“二次印刷”的新興技術提高盈利能力。我三年前首次提到該技術,當時它尚處于發展初期。如今,該技術正在全球電池制造商中得到快速普及。
正如下面這幅直方圖所示,高效電池越多越好。高效電池越多價值就越大,而且有助于制造商從激烈的市場競爭中脫穎而出。通過改變電池的設計來提高效率能夠帶來立竿見影的收益,只要實施改變的成本不超過額外的收入。
可重復性也是一個有力的杠桿:每制造出一片不符合標準的電池,企業的盈利能力都會受到影響。畢竟,無論電池能否正常工作,其制造成本都是一樣的。顯然,將每片電池所用原材料量降至最低將是大有裨益的。
讓我們來看一片典型的電池。當今市場上絕大多數電池的正面都有一個導電網絡,用于將電能從電池傳導到其他地方。這些導線是通過絲網印刷工藝印制上去的,即將銀漿通過模版擠到硅片上,然后在爐中烘干。目前最先進的導線寬度為60至80微米。
除了硅片本身,銀漿是成本最高的材料。如今多數電池正面的接觸線網絡需要使用約140毫克的銀漿。顯然,減少銀漿用量是有益的。但是,還有另外一個意義上的接觸線成本高昂:接觸線會占用硅片正面的面積,而這些面積本可用于采集光能,其結果是損失了效率。
(完全消除正面導線則是個不錯的主意,有些電池結構就是針對這一點而開發的,即把全部接觸線移到硅片背面。然而,目前在多數情況下,這樣做所帶來的制造復雜性妨礙了其經濟可行性。)
遺憾的是,我們還不能通過印制更細的導線來解決這個問題,因為導線越細,電阻越大,而且難以印制,結果還可能導致導線斷開(即“斷線”),最終制造出效率低下且很可能被報廢的電池。
但我們可以做到的是,利用一種稱為“二次印刷”的技術印制更窄、更高的導線,即在第一組導線上面再印一組導線。然而這并非易事,因為這項工藝要求硅片與印刷頭精確對準,以確保第二組導線正好在第一組之上。
只有應用材料公司的Baccini Esatto Technology解決方案才可以快速、準確地做到這一點,并且跟上每兩秒鐘就要完成對一塊電池印刷的絲網印刷機的節奏。此項技術采用了一套復雜的機械視覺系統,并涉及大量的計算機處理。事實上,Esatto解決方案的精度非常高,還能大幅提高導線的均勻性,使制造商可以自信地采用更細的導線,而不必擔心降低成品率的“斷線”風險。
使用該項技術的效益非常顯著:Esatto極大地提高了工藝控制水平,我們的客戶可以以更好的可重復性二次印刷寬度僅為50微米的導線,實現更高的成品率。此外,該技術還可減少20%的銀漿使用量,并使電池效率的絕對值提升0.2%(比如使效率從17%提升至17.2%)。雖然數字本身的變化并不顯著,但若綜合考慮,這會使總體利潤提高15%之多。
所幸的是,應用材料公司的Baccini絲網印刷機全部被設計成可升級的設備,這意味著全世界大部分的電池制造產能可以得到升級,快速實現投資回報。
事實勝于雄辯:目前,全球頂級組件制造商中的三家正在改造其生產線,引進二次印刷技術。以二次印刷技術印制的導線很快就會無處不在。
應用材料公司預測,在不久的將來,以二次印刷技術印制的導線將隨處可見,滿足市場對低成本、易于實施的技術日益增長的需求,幫助客戶快速提高盈利能力。
對終端用戶而言,每瓦成本的持續下降是個極好的消息,而電池效率的提高和制造成本的同時下降是其必要前提。
不過,如果您是電池制造商,各方面不斷下滑的價格則是一把雙刃劍:強大的需求是好事,但您必須通過改進制造工藝來持續降低成本,這樣才能不斷盈利。
那么,如何在這個競爭激烈的行業中實現這一目標呢?在取得跳躍式發展之后,我們將會看到一個絕佳的案例——電池制造商如何通過一種被稱為“二次印刷”的新興技術提高盈利能力。我三年前首次提到該技術,當時它尚處于發展初期。如今,該技術正在全球電池制造商中得到快速普及。
正如下面這幅直方圖所示,高效電池越多越好。高效電池越多價值就越大,而且有助于制造商從激烈的市場競爭中脫穎而出。通過改變電池的設計來提高效率能夠帶來立竿見影的收益,只要實施改變的成本不超過額外的收入。
可重復性也是一個有力的杠桿:每制造出一片不符合標準的電池,企業的盈利能力都會受到影響。畢竟,無論電池能否正常工作,其制造成本都是一樣的。顯然,將每片電池所用原材料量降至最低將是大有裨益的。
讓我們來看一片典型的電池。當今市場上絕大多數電池的正面都有一個導電網絡,用于將電能從電池傳導到其他地方。這些導線是通過絲網印刷工藝印制上去的,即將銀漿通過模版擠到硅片上,然后在爐中烘干。目前最先進的導線寬度為60至80微米。
除了硅片本身,銀漿是成本最高的材料。如今多數電池正面的接觸線網絡需要使用約140毫克的銀漿。顯然,減少銀漿用量是有益的。但是,還有另外一個意義上的接觸線成本高昂:接觸線會占用硅片正面的面積,而這些面積本可用于采集光能,其結果是損失了效率。
(完全消除正面導線則是個不錯的主意,有些電池結構就是針對這一點而開發的,即把全部接觸線移到硅片背面。然而,目前在多數情況下,這樣做所帶來的制造復雜性妨礙了其經濟可行性。)
遺憾的是,我們還不能通過印制更細的導線來解決這個問題,因為導線越細,電阻越大,而且難以印制,結果還可能導致導線斷開(即“斷線”),最終制造出效率低下且很可能被報廢的電池。
但我們可以做到的是,利用一種稱為“二次印刷”的技術印制更窄、更高的導線,即在第一組導線上面再印一組導線。然而這并非易事,因為這項工藝要求硅片與印刷頭精確對準,以確保第二組導線正好在第一組之上。
只有應用材料公司的Baccini Esatto Technology解決方案才可以快速、準確地做到這一點,并且跟上每兩秒鐘就要完成對一塊電池印刷的絲網印刷機的節奏。此項技術采用了一套復雜的機械視覺系統,并涉及大量的計算機處理。事實上,Esatto解決方案的精度非常高,還能大幅提高導線的均勻性,使制造商可以自信地采用更細的導線,而不必擔心降低成品率的“斷線”風險。
使用該項技術的效益非常顯著:Esatto極大地提高了工藝控制水平,我們的客戶可以以更好的可重復性二次印刷寬度僅為50微米的導線,實現更高的成品率。此外,該技術還可減少20%的銀漿使用量,并使電池效率的絕對值提升0.2%(比如使效率從17%提升至17.2%)。雖然數字本身的變化并不顯著,但若綜合考慮,這會使總體利潤提高15%之多。
所幸的是,應用材料公司的Baccini絲網印刷機全部被設計成可升級的設備,這意味著全世界大部分的電池制造產能可以得到升級,快速實現投資回報。
事實勝于雄辯:目前,全球頂級組件制造商中的三家正在改造其生產線,引進二次印刷技術。以二次印刷技術印制的導線很快就會無處不在。
應用材料公司預測,在不久的將來,以二次印刷技術印制的導線將隨處可見,滿足市場對低成本、易于實施的技術日益增長的需求,幫助客戶快速提高盈利能力。