原来用的是砂浆线,就在两三年前已经普及了金钢线切割工艺。砂浆线切割是用碳化硅粉末与切削液混合形成砂浆,在钢线和硅棒压力作用下对硅棒产生切割作用。金钢线稍有不同,它是将金钢石粉末直接固定在钢线基体上而制成固结磨料锯丝。用这种锯丝去切割硅棒。 我们很自然地会认为这种高科技的生产工艺太先进了。但是,当我2019年4月21日去参观仰慕已久的杭州良渚博物馆时,却了解到一个让我目瞪口呆的史实:中国5千年前的良渚文明生产玉器时,居然主要使用的也是线切割,并且与切割硅棒的砂浆线切割工艺原理几乎完全一样,只不过它用的是解玉砂与水混合成的砂浆。解玉砂只是一个通称。具体材料有刚玉砂矿和石榴石砂矿等。成语“他山之石,可以攻玉”中的“石”,就是指解玉砂。更奇妙的是,良渚时期使用的解玉砂具体材料,居然就是石英砂——生产硅棒的原材料。这些紧密的联系不能不让人浮想联翩。

中国如何领导世界?——以太阳能为引爆点的西部大开发

上图是随着切割细线化和薄片化发展,单晶硅片厚度变化的趋势预测。实际发展结果可能会有差异,但它说明了仅仅通过切割细线化和硅片薄片化的技术发展,太阳能还有成倍降成本的空间。

5. 工程成本

建设太阳能发电站的材料运输、土建、人工、土地、贷款利息等等,都会构成工程成本。如果就地生产,就地施工,也会有利降低工程成本。

6. 电价

降低用电成本除了减少各个生产环节的耗电量之外,降低电价也是一种更为有效的降成本途径。

7.非晶硅太阳能电池技术可能的降成本潜力

太阳能除了目前的晶硅太阳能技术外,还在同步发展其他很多太阳能技术。如砷化镓(GaAs)电池、铜铟镓硒(CIGS)电池、钙钛矿(Perovskite)电池和有机(Organic)电池等,另外还有光热发电技术等。未来是否有其他太阳能电池经济性能超过晶硅太阳能电池,我们只能拭目以待。

8. 其他

在太阳能生产的整个产业链上进行改进,都会有助于降低成本。例如回收硅棒切割中的废料,可以回收高纯硅提升效益等。 增大硅片尺寸,可以使单位晶硅电池表面平摊的其他成本下降。 让太阳能生产企业可以自建电厂,可以省去供电的电网中间环节,从而大幅度减少电价成本。

六、太阳能成本分析总结

总结一下,从上面影响太阳能成本的各因素可看出,太阳能降成本的有些途径的空间已经不大(如提升晶硅电池的转换效率),但还是有不少途径降成本的空间很大(如薄片化等)。尤其通过降电价来降成本的途径,有极大的空间。目前太阳能通过其他各个降成本途径的发展,已经具备与传统火电竞争的成本优势,未来通过大幅度降电价,可以使太阳能成本接近于零,形成压倒性的价格优势。 从目前发电技术来看,水电的成本是最低的,它与风电、太阳能等都具有能量来源是零成本的特点。在水电站所在的大坝处,电价只有几分钱人民币,近乎于零电价。但是水电往往都建在高山峡谷的河流处,因此当地难以直接大规模发展用电的生产企业。