HIT电池的故事一:难住特斯拉的不止Model 3 还有水牛城

作者: | 发布日期: 2017 年 12 月 13 日 13:07 | 分类: 产业资讯

经由隆基与晶科的几番竞跑,PERC电池的转化率在2017年下半年有显著提高,目前保持在隆基乐叶的记录23.26%,预计18年将会有更多企业积极扩产PERC电池。
“平价上网”要求光伏产业不断提高产品转化率并降低制造成本,时至今日,PERC技术带来的提效与降本效益得到了广泛的认可,然而技术的迭代不会停滞,正如中国科学院电工研究所研究室主任、研究员王文静在2017中国光伏大会暨展览会(PVCEC2017)的主题演讲中所说:“PERC多晶硅性价比的问题将影响其产业化,N型PERT电池在成本上无法与P型PERC电池竞争,在效率、双面发电等方面受到HIT电池的挤压,在下风中很难生存。如果PERC电池将来失败的话,一定会出在光衰问题上。”PERC之后,HIT电池无疑是最惹人关注的新技术。
提及HIT电池,有一个被业内所有人关注的公司,与HIT电池有着千丝万缕的关系,在详述HIT电池的技术发展现状与机遇前,本文先聊聊“这间公司”的故事。
今年9月,据外媒报道,在纽约州布法罗市的特斯拉Gigafactory 2里,松下已经开始生产HIT太阳能电池。Gigafactory 2是一座面积达120万平方英尺的工厂,位于布法罗市中心以南一小段车程,占地88英亩,曾经是一座钢铁厂的所在地 - RiverBend。
自2014年起,松下(Panasonic)、特斯拉、SolarCity 、Silevo关于HIT电池的爱恨纠葛一直演化到今年9月,其中的核心关键是一种叫HIT(本征薄层的异质结Heterojunctionwith Intrinsic Thinfilm)太阳能电池,迄今为止,该太阳能电池的最高效率可达26.3%,HIT技术叠加IBC技术之后的HBC电池最高效率可达26.63%。

图一 特斯拉Gigafactory 2
水牛城是如何难住特斯拉的?故事要从2014年说起,美国太阳能厂商SolarCity在2014年买下Silevo,计划在美国建设1GW的HIT电池工厂,自2014年6月首次公布之后,SolarCity / Silevo铭牌的电池生产时间推迟了几次。随着晶圆厂的活动停止,SolarCity / Silevo的任何消息也都停止了,直到2016年7月,特斯拉宣布计划收购SolarCity,并与Panasonic达成制造合作,更具体的消息指出,水牛城生产线即指SolarCity的1GW产线,且松下将协助进行技术整合。然而直到今天,这1GW的产能还迟迟没有出现。
今年9月,据外媒报道,在纽约州布法罗市的特斯拉Gigafactory 2里,松下已经开始生产其HIT太阳能电池,特斯拉预计,Gigafactory 2到2019年的产能将达到1GW。业内有分析称,时间上的推延可能与特斯拉Gigafactory 2的占地面积及人力资源紧缺有关,还包括与纽约州立理工大学(SUNY Polytechnic Institute)的一些商业合作问题等细小因素。
具体时间线如下图所示:
2014年6月 SolarCity收购Silevo,并计划于未来两年内在纽约州建造年产能超1GW的工厂,打造“全球最大”的太阳能组件制造厂。据悉,SolarCity在纽约州布法罗地区建设采用Silevo技术的太阳能电池的Gigafactory工厂,可以获得该州提供的7.5亿美元补贴。正在建设的120万平方英尺的制造设施归该州所有,租给SolarCity使用,但每个月的租金仅为1美元。
提供这些优厚待遇的条件是,未来10年内SolarCity必须在资本、运营、供应链上投入50亿美元,为布法罗创造1500个就业岗位,为整个纽约州创造5000个就业岗位。
当下还有人指出, SolarCity收购Silevo此举的原因之一是为美国太阳能组件“去中国化”做准备,以应对接连而来的“双反”影响。
2016年7月 特斯拉收购SolarCity,据当时财报显示,特斯拉已连续亏损13季度,此时收购另外一家负债率近80%的企业SolarCity,被人所不解,但也有人认为两者之间的强协同效益能做出很多事情,事实上马斯特也曾说:“我们销售Powerwall时,绝大多数用户都会咨询太阳能设备,所以在特斯拉店里不能直接销售太阳能解决方案是可笑的。如果在Tesla旗舰店销售即将面世的Model3,但我们同时也能将太阳能设备卖给同一个客户,等于一瞬间将销售额变成了双倍。”
2016年10月 特斯拉和松下对媒体宣布,双方开始合作量产太阳能电池及模组。至此,两家公司在电池领域的合作继续深化。据双方合作声明,松下此次将为特斯拉太阳能电池工厂投资高达2.56亿美元。该工厂位于纽约州 Buffalo 区域,此前由 SolarCity 修建。在特斯拉收购 SolarCity 后,该工厂移交到特斯拉旗下。
SolarCity表示,届时该工厂将引进Silevo的Triex和松下电力的HIT两种技术,Silevo的技术将会与松下的HIT®技术整合。
2016年10月底 特斯拉推出新太阳能屋顶——Solar Roof,据悉,SolarCity会区分使用不同的技术,将Silevo的技术用于Solar Roof Tile这种新产品,将其投放到新建或者需要修缮屋顶的“新屋顶”市场,而将松下生产的电池板配备于“已建屋顶”。也许该公司的战略是运用合适的技术来开拓两个不同的住宅用市场。
2016年11月 在关于批准特斯拉与Solarcity合并的特别股东会议上,特斯拉CEO Elon Musk首次提及,Solar Roof的产品成本可能低于传统屋顶瓦片的成本,引发议论。这一说法也有悖于特斯拉之前的说法,在此之前,Musk与特斯拉高层关于Solar Roof的价格的表述为“考虑到后续的太阳能发电,它的整体价格实际上会低于传统屋顶瓦片的价格。”特斯拉这样把随之带来的电费节省也打包进Solar Roof的价格中宣传,无非是想尽力提升Solar Roof的产品竞争力。
2016年11月 特斯拉Tesla Model 3配备了全景天窗,特斯拉此前打算改造的就是这块全景天窗——替换成太阳能电池板,并计划使用松下的“HIT™车用光伏模块”。但次年7月计划流产,马斯克表示,特斯拉确实做过有关为Model3车型选配太阳能车顶的相关研究,并曾敦促工程师将太阳能电池阵列整合到车辆中。但如何在保证高充电效能的情况下降低成本,这位极具传奇色彩的电动车企“掌门人”目前没能提出“两全”的解决办法。

Gigafactory 2 2016年12月 栅栏后工厂覆盖着雪 [照片:Austin Carr]

2017年1月 外媒强调,特斯拉和松下之间的太阳能电池制造协议以及松下在Gigafactory 2上的2.56亿美元资本投资将于2017年年中左右开始生产。在给特斯拉17年第二季度业绩报告的投资者的信中,该公司吹捧它的太阳能屋顶系统已经开始安装,但提供了两个从不同角度拍摄的同一住宅的照片。早期的系统据说是为了公司的员工。
2017年9月 在纽约州布法罗市的特斯拉Gigafactory 2里,松下已经开始生产HIT太阳能电池。
2017年12月 松下将在布法罗(水牛城)尼亚加拉会议中心举行一场职业招聘会,力争年底前该工厂拥有300名工人。这吻合了之前特斯拉的阶段性目标中所提及的“在纽约州中西部的工厂雇佣一定数量的员工”。
2019年 特斯拉&松下预计的实现水牛城1GW产线的量产的时间。
另外一方面,松下将于2018年3月停止在日本京都附近的工厂生产光伏组件。

按照特斯拉目前的规划,Gigafactory 1将负责生产特斯拉汽车的动力电池、特斯拉能源墙Powerwall和Powerpacks所需的电池组,而Gigafactory 2将负责制造特斯拉太阳能屋顶瓦片和太阳能模块。据2019年还有整整一年时间,特斯拉的Gigafactory 2能按时实现1GW的目标,还是再次推延时限,需时间考证。
相对而言,松下对于HIT电池的技术储备虽不能说十分成熟,但确实走在世界第一线,拥有最雄厚的技术与人才储备,Gigafactory 2中1GW的计划推延主要成因相对而言更应归因于设备与人力,HIT电池的制程与设备究竟难在哪里?
下一篇《HIT电池的故事二:距国内HIT电池技术爆发最多两年?》将对HIT技术进行展开叙述,到底是什么技术获得了特斯拉的无限青睐?又是什么阻碍了特斯拉建立能源帝国的脚步?我们将列举其与PERC技术的差异与国内外发展现状,并探讨其在国内爆发的一些条件。

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