四川宜賓,岷江畔,一座偌大的車間,鮮見人影,只有AGV智能機器人在平穩穿梭。這里的主角,是一片光伏電池,厚度僅140微米——堪比一張A4紙。
一張硅片被送進產線,經過制絨、擴散、鍍膜、印刷、檢測等數十道工序,最終成為可用于光伏組件封裝的電池片。在這里,從硅片進廠到電池片打包出廠,不過幾個小時。
硅片進廠后的第一站,是制絨。在化學溶液里,硅片表面被“雕刻”出無數微米級的凹坑,像一片微型金字塔叢林。光線射入后,在這些凹坑間反復折射、彈跳,最大限度被鎖在硅片內部。
把光“留住”只是第一步。真正難的是把光能轉化成電能,再把這部分電盡可能多地“拽”出來。“我們今年已經把N型TOPCon光伏電池片轉換效率從27.15%提升到27.25%,穩居行業第一梯隊。”四川和光同程光伏科技集團有限公司質量總監史海躍介紹,在光伏行業,電池片轉換效率每提高0.1個百分點,下游電站就能節約5%以上的成本。“別小看這0.1%,為了它,和光同程的研發團隊在產線上‘釘’了不知多少個日夜。”
這27.25%,不是靠某一個單點突破“撞”出來的,而是從材料底層、結構設計到制造工藝,一層一層“摳”出來的。
第一刀“摳”在了光學上。行業長期存在一對矛盾:要提高光吸收就得做低反射結構,但低反射往往意味著鈍化效果打折扣。團隊研發出微納級超低反射陷光結構,搭配純氮化硅工藝優化,讓電池片“吸光”更充分,同時大幅降低復合損耗,相當于在電池表面鋪了一層“光陷阱”,光子進來了就休想輕易跑掉。
第二刀“摳”在了工藝精度上。硼擴摻雜是電池片發電層成型的關鍵工序,團隊把結深控制精度做到納米級。什么概念?一根頭發絲的直徑大約是6萬納米,他們控制的精度,比頭發絲的萬分之一還細。
第三刀“摳”在了金屬化匹配上。聯合上游漿料、網版頭部企業做定制開發,讓柵線圖形和硼擴結型精準匹配。每一刀下去,效率就往上“拱”一小截。
和光同程創立3年多,從“跟跑”到參與制定規則,一刀一刀“摳”出了硬實力。
制絨之后是擴散。在硅片內部“埋”下一層發電的“種子”。再經過鍍膜、印刷銀柵線、燒結,一片電池片才算成型。在這座5G智能車間里,每一片電池片都有自己的“身份證”。
“從硅片來料到各工序參數——制絨濃度、膜厚、燒結溫度,全部通過5G專網自動采集、上傳MES系統,最終檢測數據一并歸檔,實現‘一片一檔’全生命周期可追溯。”史海躍說,支撐這套系統的,是四川首個全冗余獨立組網的“5G+工業制造”專網。核心網、基站、傳輸線路全部一主一備,一套出故障另一套毫秒級自動接管。
“一般工廠的網絡,核心層可以一主一備,但到了終端接入這‘最后一段’往往沒有冗余,斷了就斷了。我們的全冗余獨立組網,從頭到尾修了兩條全封閉高速并行。”史海躍解釋道。
5G專網解決“傳得快、傳得穩”,AI視覺解決“看得準、判得對”。在分選機前,一片電池經過多角度光源打亮,高清工業相機瞬間拍照,照片通過5G專網毫秒級回傳AI服務器。AI同時分析3件事:外觀有無崩邊斷柵、EL圖像有無隱裂黑斑、電性能是否達標。所有結果毫秒內匯總判定等級,智能機械臂隨即送入對應料盒。隱裂、斷柵等致命缺陷檢出率超99.9%,漏檢率從5%降至0.1%以下。
從“人眼判圖”到“機器視覺”,這跨越的一步,是整條產線的底氣所在。
從一片硅片到一片電池片,從27.25%的效率突破到納米級的工藝精度,從99.9%的缺陷識別準確率到一片一檔的全生命周期追溯……這塊電池片走完了一段屬于自己的“闖關”之路。
如今,宜賓市光伏產業后發趕超、快速崛起,產業規模躍居全省第一位。關于光伏的“闖關”,還在這里繼續。
責任編輯: 張磊