硅材料大市场
本文摘要:光伏市场,波诡云谲。在实验室与产业之间行走的杨德仁,似乎对这个市场颇为独到与深刻。他,发明“杂质工程”;对硅电池和材料的发展前景充满信心。

光伏市场,波诡云谲。
在实验室与产业之间行走的杨德仁,似乎对这个市场颇为独到与深刻。
他,发明“杂质工程”;对硅电池和材料的发展前景充满信心。
在他眼里,欧洲市场的变幻莫测其实早已注定。
他,倾注多年精力所著的《太阳电池材料》,已经成为入行指南之一。
他,带领下的硅材料国家重点实验室始终走在光伏产学研的前端。
虽身处实验室,但熟悉整个光伏产业的杨德仁对于企业与产业总是善意建言,释出最大的诚意。 

                      
     杨德仁教授是著名的硅材料研究的学者,在掺氮直拉硅单晶相关缺陷与性能的基础理论研究和应用、微量掺锗硅单晶技术和理论以及硅晶体“杂质工程”等方面取得了一系列的重要成绩,掺氮直拉硅单晶已经在国际超大规模集成电路上广泛使用,其理论研究成果在国际上产生了独特影响。目前,他领导的浙江大学国家重点实验室硅材料研究小组,是国际上最重要的硅材料研究小组之一。
  投身科研工作,却又关注市场风向的杨德仁对光伏产业有着怎样的经历与贡献?在市场环境极为复杂的现在,他对光伏产业又有着怎样的观察?
技术制约格局
  硅材料有多种晶体形式,包括单晶硅、多晶硅和非晶硅,应用于太阳能电池领域的硅材料包括拉直单晶硅、薄膜非晶硅、铸造多晶硅、带状多晶硅与薄膜多晶硅,其中拉直单晶硅与铸造多晶硅应用最为广泛,占太阳能光电材料的85%左右。杨德仁说,“太阳能光伏电池材料市场中薄膜材料大概占了15%左右,晶体硅材料占了85%左右,而其中单晶硅与多晶硅大概各占了半壁江山,”厂商竞争非常激烈,一般来讲,做单晶硅的厂家除了少量的大厂之外,普遍存在的是一些中小型企业,这些企业相对来说,投资少、规模小,如果行业发展过剩,这些企业就会存在很大的问题。相对来说,铸造多晶硅就会好一点,铸造多晶硅投资比较大,大公司比较多,集中度会强一些。
  薄膜电池材料分为非晶硅薄膜,化合物薄膜主要分为碲化镉(CdTe) 、铜铟镓硒(CIGS)。美国第一太阳能是碲化镉(CdTe)成功的先例,在国际上有很大的影响,第一太阳能产能原来排名第一的,去年排名下滑到第三,但是总的来说第一太阳能还是最大的化合物半导体太阳电池厂,第一太阳能成本具有一定的优势。除了第一太阳能之外,也有不少的企业与研究所从事研究碲化镉的工作,但是由于它的制备工艺与设备密切相关,所以真正产业化的成功企业还是很少见。而在国内,四川大学的冯良桓老师长期工作在这个领域,取得了优秀成绩,目前正在与尚德有进行合作,进行规模产业化的试验。[page]
  对于如何能让太阳能电池变得效率很高,成本更低,杨教授也给出企业一些建议。他认为企业规模肯定是一个重要的因素,企业规模大了,成本就会自然有一些降低;企业又会做经营成本控制,这与规模化生产是并行的。第二,企业在研发方面的投入,现在的晶体硅技术,作为一个主流技术相对来讲,主体技术比较成熟,虽然都有一些进展,但是缺乏关键性的或者说革命性的进步,因此需要更多的投入,更多的关注,更多的人力物力,来研究它,能够会有更多的进展,所以企业一定要成为创新的主体,第三个,企业要和大专院校的合作,前瞻性的工作要关注,特别是大型企业,闭门造车对于长久发展是不利的。如果有个新的革新性的技术出现的话,可能会改变太阳能光伏生产的格局,“所以需要我们的企业一方面做好内功,做好企业相关科研的研发,同时要抬头看路,要关注相关研究方向。”
   对于光伏材料市场的发展,杨德仁教授认为在今后的3~5年之中,晶体硅材料依然是主流。主要是因为,首先由于现阶段还没有一种技术能全面的替代硅晶体材料;然后硅材料成本还会不断的下降。据他所说,“现在有企业的多晶硅达到了每公斤23美金左右的成本,这是一个很好发展。当然,我个人认为这个成本还会继续往下降,所以多晶硅会出现两个趋势,规模较大的企业会不断的继续扩产,成本会继续降低 ;另一方面,小型企业或者早期投资高的企业会感到更大的压力。最后,硅材料晶体增长和制备技术的一些新的进步有可能会带来进一步的成本降低 。例如有可能应用的纳米硅技术,金刚线切割技术、铸造单晶硅技术等等。前沿性的技术变革只有大规模的生产且应用才可能推动整个行业的持续进步。”
引领产学研发展
  杨德仁教授作为浙江大学的教授,同时是硅材料国家重点实验室领头人,他对于光伏行业产学研的发展也有着重要的贡献。他所在的硅材料国家重点实验室从事硅材料的研究已经有了五十多年历史,在近三十多年中,他们一直在坚持产学研相结合,在产学研方面做出了一定的贡献。
  “以前的李鹏委员长、乔石委员长都到过实验室视察和指导过。习近平副主席、张德江副总理在浙江省省委书记的任上也到我们的实验室视察过。我们的的特点或者优点的地方就在于产学研结合。”“所以,他认为产学研结合对发展硅材料,发展光伏产业是至关重要的。杨德仁谈起实验室的历史更是饶有兴致得给我们介绍。
  目前光伏行业的产学研已经有很大进步,作为浙江大学教授的杨德仁对于光伏产学研状况似乎看的更为独特与深刻。“在2000年前后国内的光伏行业规模还很小,经济实力也还很弱,国家关注度也不够,大学里也很少做这方面的研究,所以那时候根本就谈不上产学研。最近几年,由于市场的引导,企业的快速发展,国家和人们的重视,随着光伏行业快速发展,现在越来越多的企业这方面做得相对较好。同时,越来越多的大学与研究所关注了光伏行业,产学研方面已经有了一些进展。”
  杨德仁教授说他们的硅材料国家重点实验室就跟相当多的企业有联合研究和合作。但是在合作的时候他们也面临一些问题,因为大学研究所跟企业的目标不太一样。大学研究所做科研项目是希望发表高档次的论文,这在有些大学科研中占了比较重要的份额。另一方面企业有的时候有点急功近利,他们只看到眼前的利益而忽视长久的利益,忽视了持续科研的重要性。所以,企业[page]与学校双方的要求和定位,对角色的理解上还有一些偏差。杨德仁教授觉得,产学研联合对于大学来说应该更多的关心创新型的思想、关心前沿的研究、关心企业技术发展的下一代;对于企业来讲应该积极的和大学结合,从大学里得到新的思想与吸收新的人才,还要有合作发展的潜力而不是寄予某个科研成果马上就能转化现实的生产力。他认为,“对于光伏的产学研还期待有更多的合作更多的模式出来,这还需要更多的探索。”针对目前行业存在的一些急功近利的做法,杨德仁也毫不讳言,在他看来,企业的眼光应该放得更远一些,企业持续的做科研对未来的投资回报意义极为深远。
光伏市场全局
波浪式前进

  杨德仁教授对于当前国内光伏产业的发展情况也有着自己独特的见解。在全球能源需求不断升高,传统能源价格居高不下以及环境问题关注度不断提升的背景下,可再生能源在全球范围内得到快速发展。中国太阳能光伏产业也取得了骄人成绩,涌现了无锡尚德、江西赛维等一大批优秀太阳能光伏企业。总之,近几年来经历了“缓慢——快速——爆炸式——平稳”的发展过程,产业规模不断扩大,无论在核心技术、产品制造、设备,还是在市场开发、安装与服务等方面,都具有了一定自主知识产权的产业链,有些已达到国际领先水平,在国际市场上占有举足轻重的地位。
  “太阳能光伏是非常好的行业,有很好的发展前景,行业发展总体肯定是向上的,这一点毋庸置疑。但是要提醒大家的是,光伏产业在发展的过程中有波浪式的前进,总是有些低谷或者高峰的时候,并不是说所有的企业都能赚钱、不管什么时候都能盈利,我认为行业整体应该是波浪式地向上发展。”虽然中国政府前一段时间出台了固定的上网标杆电价,但是杨德仁教授不认为中国国内市场就可以马上打开。
  杨德仁教授若有所思的说:“还要看我们技术的进步跟成本的控制,要大家看在这个标杆电价下,光伏企业有多少盈利,假如光伏企业的盈利水平能高于平均的工业利润,那么就会吸引更多的人来投入这个行业,这个行业发展速度会加快。假如在标杆电价跟成本之间得到的利润要低于工业平均利润,那么大家的积极性就不一定那么高了。”因此国内光伏市场的发展不会像大家预期的那么快。“所以说标杆电价一方面来说非常好,因为以前大家摸不到底,不知道这个方向怎么样。现在有个标杆的上网电价最起码让企业看到了目标,看到了方向。至于能不能说国内市场从此打开,我觉得跟标杆电价定位的高度和我们实际产业发展的状况以及今后两年成本降低的趋势紧密相关。我觉得中国现在是大步发展还不是属于爆发性增长。”
  杨德仁教授提到,目前我国光伏行业发展跟国外相比还是有差距的。太阳能光伏行业成本还比较高,这个朝阳行业现阶段是需要进行国家补贴来发展的,而补贴的多与少直接促进了光伏行业发展的快与慢,现在的关键在于国家财政究竟要多少资金来补贴推动光伏产业的发展。
  国内跟国外相比较而言,由于国内的标杆电价相比偏低,就导致企业利润空间偏低。远远低于德国在刚开始发展的阶段,德国政府的补贴较高从而促进了爆发性增长。但是,另一方面国内固定的上网标杆电价是从国外的经验基础上得来的,同时也结合了国内的实际。“所以我们更理性,我们培养市场稳定向前发展。”
  也是由于光伏行业发展前景好,近一段时间,致使一些小的投资者上马了一批小型的光伏产业企业,他们忽略了节能环保和产品质量,形成了所谓的竞争,出现了供大于求的现象,形成了临时的光伏低谷,但据国内的众多报道已证实,当前的光伏低谷已经对二三线光伏企业带来致命打击,这也是目前出现“光伏寒冬”的主要原因所在。[page]
现实面对市场
  另一个原因在于目前欧洲主要光伏市场的补贴逐步下降。由于德国、意大利等国光伏补贴政策不明朗,今年1~5月欧洲光伏安装几乎处于停滞状态,装机量环比出现大幅下挫,直到6月补贴政策尘埃落定后,欧洲市场装机量方有小幅反弹,但是从整个市场反应来看,自年初以来,欧洲订单一直差强人意。
  面对日益增多的国际贸易争端,杨德仁教授认为这是正常的,而且是中国光伏产业发展到一点阶段必然会出现的问题。因为目前中国许多大型企业光伏产品的质量已经达到了国际先进水平,而且成本又比较低,所以从整体市场状况上来讲,中国占有相对优势。“只是国外有一些企业先占有了这个市场,要把他们退出来打倒,他们会感到很痛苦,他们会用各种方法来阻挠这样一个现象的出现,但是难以阻止这样一个趋势,所以这样的一个贸易争端肯定会出现,避免不了的问题。”杨德仁教授如是说。“太阳能光伏的问题归根结底是成本问题,企业与用户都希望成本不断降低。光伏产业既然是国家补贴的,如果企业成本的不断降低,国家补贴肯定也会不断的降低,所以企业的利润实际上是政府的补贴得来的,那么政府怎么看企业有高额的利润存在呢,政府也是在用纳税人的钱,所以财政补贴最终会下降,直到最后是完全以市场经济来决定上网电价, 在市场中良性循环这是任何产业发展的必由之路。”在杨德仁看来,市场将会是光伏产业发展最基础的因素。
  “很多企业曾经来征求我的意见,我都会告诉他这一点, 一定要看清楚这个大趋势, 政府财政补贴必然会下降,”中国光伏企业是出口导向型的,市场就在国外,“国内企业要积极争取,努力使市场更大、更加开放一点,但事实上取决于国家究竟把多少经济补贴放在这个领域,给的多了市场就会大一点,给的少了市场就会小一点,现在的现实是欧洲市场最大,所以大家就必须面对这个现实,面对这样的现实,解决了几个问题”,杨德仁给了国内企业几个建议,用心良苦且一针见血,“第一,国内企业应该加强品牌建设。国外好的品牌比国内好的品牌价格高15%~20%左右,这15%~20%就是利润的空间。第二,要依靠科技技术进步来发展光伏产业。国内企业已经具有很好的经济规模,但是技术水平目前只是跟国际上的相仿。”杨德仁教授认为,接下来的一步应该是中国光伏企业要领先国际水平,因为中国光伏产业的电池产量已经占了世界的百分之五十以上,完全有理由期望中国光伏的技术走在国际前沿。“最开始是跟国外学习,然后慢慢赶上国际水平。随着国内经济规模的扩大,我们要有这个能力和信心去做光伏行业技术层面的领头羊”,杨德仁教授语重心长的叹道,对于光伏产业的现状与存在的问题,杨德仁教授给予了很大的期望与期待。他觉得企业要在光伏技术的研究方面花更多的功夫。
电池材料入行启蒙
  杨德仁教授所著的《太阳电池材料》受到很多企业的关注, 杨德仁介绍《太阳电池材料》有两个特点,第一,《太阳电池材料》从材料的角度出发,是国内第一本介绍了太阳能光伏电池的材料的性能、结构和一些应用的书籍。第二,这本书比较全面,它基本上涵盖了太阳能电池材料的各个主要方面与主要材料体系,“所以对太阳能光伏行业的技术人员可能有比较好的参考作用。”第三,这本书的内容在当时是最新的。因为杨德仁教授一直在教学科研的第一线,书中很多内容是他们自己的科研成果,所以这本书包括了国际上很多新的、前沿的的进展和思想。这一点上契合了当时或者是现在的太阳能企业或者相关从事太阳能光伏领域工作者的关注。
  “从入门来讲,这也是一本不错的介绍的书,从里面可以看到整个太阳能电池材料的概况。部分内容也比较深入,尤其是在硅材料方面,对于研究比较细致的人而言还会有更多的参考,尤其有大量的参考资料列在书后,也便于大家检索,对于相关的同行有一定的借鉴作用。”[page]
  概括来说,《太阳能电池材料》从材料制备与性能的角度出发,着重介绍了应用于太阳能电池的主要材料的基本性能,制备原理和制备技术,还介绍了太阳能电池材料的结构、组成以及对太阳能电池性能的可能影响,并介绍了相关材料研究的新概念、新技术和研究前沿。
  该书出版后,收到了国内光伏产业和研究界的广泛欢迎,并在台湾正式出版;还获得了“2008年中国石油和化学工业协会科学技术三等奖”和“第十届中国石油和化学工业优秀科技图书奖一等奖”。
  在采访快要结束的时候,问起杨德仁对于当前光伏市场面临的最大障碍是什么, 杨德仁教授并没有特别感性把当前光伏面临的困境归结于某个具体的外部因素,他的回答更加理性。杨德仁教授认为主要的障碍在于技术的稳定性和成本之间的博弈,或者说技术进步的稳定性和成本的博弈。杨德仁举了一个例子,“比如说,铸造单晶硅技术效果不错,但是带来一个问题:就是成本增加了。如果我们进一步的发展,使铸造单晶硅整体的电池效率提高的同时,成本也增加有限的一点点或者说保持不变,就可以进行大规模应用。之所以很多企业现在比较担心的一点,就是因为成本方面的考虑。” 

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《光伏产业观察》创办于2010年,由中国循环经济协会可再生能源专业委员会、中国可再生能源学会光伏专业委员会、中国光伏行业协会共同主办,深受光伏行业认可,是业内知名媒体。