中国将成为太阳能电池技术的领头羊
机遇与挑战：
- 中国太阳能电池市场在不断扩大，设备投资涌跃
- 薄膜硅型尚处于发展阶段
- 中国正在积极开发可扩大量产规模及降低制造成本的技术
- 中国2010年的结晶硅型太阳能电池单元产能估计将占到全球的50％以上
- 薄膜硅型太阳能电池的单元转换效率在10％左右
从事LSI、液晶面板及太阳能电池等制造设备业务的美国应用材料公司（Applied Materials，AMAT）开始强化与绿色器件相关的业务，该公司不仅在中国设立了太阳能电池战略基地，而且还着手开发LED及锂离子充电电池的制造设备。站在制造设备厂商的角度上，该公司对太阳能电池及LED等器件的前景有何看法，又为何在中国设立了太阳能电池研发基地？日前，本站记者采访了该公司执行副总裁、能源与环境解决方案及显示器事业部总经理和首席技术官Mark R. Pinto。Mark R. Pinto主要在该公司的中国基地开展业务。（采访人：大久保 聪）
AMAT的Pinto
——请您谈一下AMAT都在致力于哪些与环保相关的业务。
Pinto：大致有太阳能电池、LED、智能玻璃及电池这四大领域。这些领域均可运用我们在半导体及显示器制造工艺设备方面所积累的技术。AMAT拥有的纳米制造技术，不仅能够提高器件的能量密度，使特性更为出色，而且还可提高量产效率，降低制造成本。
在这四大领域中，既有已得到充分发展的业务，也有刚开始着手研发不久的业务。其中，在太阳能电池领域已同时面向结晶硅型和薄膜硅型推出了多种制造设备。在结晶硅型方面，晶圆切片（硅晶圆切割）设备及（布线形成等）丝网印刷设备的市场份额在不断扩大。而薄膜硅型方面，则推出了制造生产线“SunFab”。
——在LED、智能玻璃及电池领域，AMAT以什么为特色？
Pinto：在LED领域预定展出（形成半导体结晶膜的）MOCVD设备。MOCVD的好坏直接关系到LED的特性、量产效率及制造成本。实际上，与硅半导体工艺相比，LED制造工艺的成品率还很低。这样就会导致量产效率降低、制造成本的上升。为了使开发出的MOCVD设备能够制造出成品率高且有望获得出色发光效率的结晶膜，我们从美国能源部为高能量效率提供的新一代固体照明项目获得了资金。
说起智能玻璃，人们大多会联想到low-E（低反射）玻璃。Low-E玻璃已趋于大众化，其制造设备市场限于建设热潮持续升温度的地区。直到大约两年前，市场都固定在中东和中国。目前估计有90％的设备都面向中国市场制造。我们的目标是low-E玻璃的下一代产品，即智能玻璃。low-E玻璃只具备仅形成薄膜的无源功能，而智能玻璃则具备有源功能。
设想的智能玻璃有两种。一种是具备电致变色功能的玻璃。与光传感器等组合，对光的透射进行调节。另一种是附带太阳能电池功能的建筑用玻璃（BIPV：building integrated photovoltaics）。这种BIPV的课题是能否实现可作为建筑材料使用的大尺寸化。AMAT拥有可使用巨大的玻璃底板制造薄膜硅型太阳能电池的SunFab。可在BIPV上应用该技术。
在电池领域，将把我们开发的可形成纳米级层构造的技术和设备应用于电极形成等领域。估计可在有效提高特性的同时，获得降低制造成本的效果。2010年4月底，我们与美国A123 Systems做出决定，为了开发尖端锂离子充电电池制造技术，准备接受ARPA-E（美国能源部旗下的能源先进计划研究署Advanced Research Projects Agency-Energy）提供的资金。
——AMAT在西安果断设立了太阳能电池业务战略基地“Solar Technology Center”，加强了在华的太阳能电池业务。中国太阳能电池市场的前景如何？
Pinto：在结晶硅型方面，中国2010年的太阳能电池单元产能估计将占到全球的50％以上。中国太阳能电池市场在不断扩大，设备投资涌跃。太阳能电池厂商中不仅有大型企业，而且还有很多中小企业。我们的客户仅结晶硅型太阳能电池单元厂商就有80多家，包括晶圆相关厂商在内超过了100家。
结晶硅型太阳能电池的设备投资在地方政府及地方银行的推动下十分涌跃。从结晶硅型太阳能电池的市场行情来看，目前全球价格下滑显著。虽然中国太阳能电池市场在不断扩大，但全球需求的增长却不及中国产能扩大的幅度。估计中国厂商也将面临价格下滑局面。今后需要激活中国太阳能电池市场，进一步增加需求。
中国薄膜硅太阳能电池的外部环境可以说更为活跃。作为面向大规模太阳能发电站等设施的太阳能电池，身为大型太阳能电池的薄膜硅型电池备受关注。太阳能发电站在中国颇受推崇的原因与电力状况大有关系。
在美国及日本等发达国家，一天的电力需求通常随着城市居民的活动出现峰值。在这种电力状况下，使用太阳能电池的发电站就成了现有发电站的替代手段。而中国的电力状况完全不同。电力需求以产业用途为中心，一天的电力需求比较平均。但是，随着城市化的迅速推进，中国的电力需求也将出现与发达国家一样的峰值。中国大多使用煤炭来发电，但煤炭发电仅适用于一天的电力需求较为平均的状况，因此要求导入可承受电力需求峰值的发电系统。
为此，中国对发电及蓄电等各种技术展开了测试。美国表示将对这些技术试验提供帮助。太阳能发电是重要的候选项之一，AMAT正在以能够降低总成本为卖点推广薄膜硅型太阳能电池制造生产线SunFab。
——薄膜硅型太阳能电池的单元转换效率在10％左右，与结晶硅型电池还存在较大差距。
Pinto：已面市的薄膜硅型太阳能电池的转换效率的确只有10％左右。但已有太阳能电池厂商发布了在研发水平上达到15％左右的产品。我们也获得了在研发水平上达到15％的太阳能电池模块转换效率。对薄膜硅型电池进行改进的方案非常多，在AMAT内部就多达55多项。与结晶硅相比，薄膜硅型尚处于发展阶段。
除转换效率外，确保量产效率也很重要。最近，我们凭借可利用第8.5代大尺寸玻璃底板进行量产的工艺设备实现了9％的转换效率。这一数值是使用基于普通透明电极而非ZnO透明电极的玻璃底板达到的。在研发水平上，使第8.5代大尺寸玻璃底板实现了9.5％以上的转换效率。估计今年年内可充分确保8.5G大尺寸玻璃底板的量产效率，并同时实现10％的转换效率。
——对于中国的太阳能电池技术水平，您有何看法？
Pinto：目前，中国正在积极开发可扩大量产规模及降低制造成本的技术。在结晶硅型太阳能电池单元方面，三洋电机及美国SunPower等开发了以提高效率为目的的新型单元构造。而且大学等研究机构也在利用新型单元构造努力提高效率。不过，单元构造趋于复杂，制造工序有所增加，因此很难同时确保量产效率。欧美及日本太阳能电池厂商以高效率化为目标，而中国厂商则意在提高生产效率，以实现大量生产和低成本化。
不过，回首半导体及液晶面板的历史，越是积极致力于大量生产及低成本化的厂商，其技术就提高得越快，从而在量产效率和性能提高上均领先于业界。在太阳能电池领域，也许中国厂商正属于这种情况。中国太阳能电池厂商的技术人员十分优秀，在驰名世界的大学及研究机构中聚集了大量具有丰富经验的人才。因此，作为太阳能电池业务的战略基地，我们在中国设立了Solar Technology Center。目的并不是要降低开发成本，而是为了实现太阳能电池技术的创新。
在此我想说一下上面提到的BIPV。日本和德国都在积极研究BIPV，而在楼宇等建筑上实际进行采用的却是中国。中国的建设热潮持续升温，而且城市及楼宇也都在积极采取提高能源效率的举措。可以说，BIPV的潜在需求很大。 关键字：太阳能 电池 结晶硅型 薄膜硅型 本文链接：http://www.cntronics.com/public/art/artinfo/id/80006521
