作者：Finlay Colville

目前，太陽能產(chǎn)業(yè)的市場前景與2008年相比差別很大。人們很容易快速地把這個現(xiàn)象與大規(guī)模的經(jīng)濟不景氣聯(lián)系到一起。但是，結論別下得太快！的確，今年的設備供應出現(xiàn)了急速下降，但是這主要是由于自2007年起生產(chǎn)線供應商的產(chǎn)能過剩引起的；當時由于燃料擴張的刺激（特別是西班牙），需求遠大于供給。由于供需循環(huán)在市場的作用，供需轉換點早就被預估出來。在2009年初，人們就預計：供給將在一定程度上超過需求。對于一些生產(chǎn)商來說，這限制了其擴大生產(chǎn)和優(yōu)化利用率的進度。

由于c-Si面板占了太陽能電池生產(chǎn)的85%-90%，因此，對這些設備供應商的影響是非常迅速的。但是，對于基于激光的設備，并未受到大的影響，而且它的前景相當樂觀。對于薄膜設備來說，激光加工方式快速出擊；而且該方式在該產(chǎn)業(yè)中的利用率較低。

產(chǎn)能過剩恰巧趕上了2008年底的經(jīng)濟蕭條，導致了業(yè)界小范圍的恐慌。整體地看，雙重打擊給生產(chǎn)商帶來了巨大的打擊，因為他們需要資金來購買新的設備或者引進新技術；對薄膜設備的影響與對消費電子的影響相當類似。這明顯給那些傳統(tǒng)上依賴薄膜擴張的激光供應商帶來巨大的打擊，也給激光機在該領域的應用帶來契機。與此相反，c-Si板的主要生產(chǎn)商停止了產(chǎn)量的擴張，這有利于激光機供應商的發(fā)展。最終，新的太陽能生產(chǎn)技術（“高效率”概念）就在隨后的擴張中占據(jù)了優(yōu)勢。好消息是，激光技術集成于其它幾乎所有的高效率設備中。

增長較緩，但仍保持兩位數(shù)

盡管產(chǎn)量降低，但是前景仍然可觀。唯一的不同是，生產(chǎn)率不會在近兩年內穩(wěn)定在40%-50%。但是該產(chǎn)業(yè)仍然是激光設備供應商的首選，原因包括：

1）2009年設備的增長潛力預計仍為近兩位數(shù)；
2）“綠色能源”的新舉措（尤其在北美）提供了長期的需求量；
3）效率的提高以及降低固定/可變的生產(chǎn)成本依然保持優(yōu)先。

最后一點給激光機帶來巨大的機會——因為激光機不僅是“綠色”工具并能避免不必要的損失，而且功能強大。

圖1證實了激光設備的收入（從試驗生產(chǎn)到全面生產(chǎn)）與太陽能電池產(chǎn)量的擴張同步，它的增長率為其他工業(yè)激光部門所羨慕。從絕對的數(shù)字來講，與微電子部門中激光設備的收入相比，總是突出太陽能產(chǎn)業(yè)的前景可觀。

具有很高利用率的成熟工業(yè)可以通過產(chǎn)量來預計加工需求；然而，激光設備在太陽能產(chǎn)業(yè)的需求仍然處在“建立產(chǎn)能”階段，而不管產(chǎn)品是否真的被生產(chǎn)出來。因此，圖1中的收入值有許多是來自試點，特別是薄膜太陽能工業(yè)。要想對激光設備的需求準確預計，就必須對采用c-Si和薄膜技術所得的太陽能電池產(chǎn)量有相當?shù)牧私狻?

圖1、激光設備在太陽能產(chǎn)業(yè)的收益表明，該設備產(chǎn)量與制造商生產(chǎn)容量的擴張齊頭并進。

歷史性技術的驅動力

從1980年代初到1990年代末，在c-Si面板制造中，幾乎所有激光設備都以BP-Solar公司為目標地；該公司作為激光器的首批使用者，利用了激光進行邊緣分割；此外，它是高效率太陽能電池的倡導者。早期采用激光技術是可行的，這歸功于New South Wales大學、Sandia實驗室以及歐盟資助項目（“低熱太陽能電池”、“淺打印式太陽能電池”）的研究。該研究討論了激光技術在高效率生產(chǎn)中幾乎所有的應用。自2000年以來，激光技術在c-Si生產(chǎn)中的研究已幾乎遍布整個歐洲。

薄膜激光加工的引進過程則較為順利，因為激光器非常適合于薄膜的圖案繪制。當薄膜生產(chǎn)達到頂峰時，激光設備的采用取決于如下幾個因素：

● First Solar、Kaneka和Unisolar等公司的生產(chǎn)容量擴張計劃；
● 統(tǒng)包式設備制造商的出現(xiàn)，他們傾向于FPD類的生產(chǎn)線；
● 由風投資助的研發(fā)和導向型基礎設備投資，或者是，主要的c-Si生產(chǎn)商為減少損失而轉向薄膜。

因此，薄膜激光設備的功能性變得有些“規(guī)范”，而不是新一代技術。

對效率和產(chǎn)能的要求促使設備更新?lián)Q代

產(chǎn)能擴張的減緩，以及新技術的利用率、提高轉化效率以及生產(chǎn)線產(chǎn)能，這些為激光設備帶來新的需求。

除了BP-Solar公司的LGBC太陽能電池外，激光設備主要被用于c-Si生產(chǎn)的邊緣分割。激光設備可以防止損失而非提高效率，理所當然地進入了供應鏈，大量的激光機在該領域內連續(xù)24小時工作。生產(chǎn)線大部分是依靠測試加工的流水線，得到效率在13%-16%的太陽能電池，遠遠低于高效率的概念（>20%）。要達到高效率（>17%）的效果，就要求有不同的電池建構，不同的加工步驟，最重要的是，還要有新的生產(chǎn)設備。雖然，不同的途徑都可以實現(xiàn)高效率（如：背向接觸、背向連接、選擇性發(fā)射極、無電式鍍法、優(yōu)化鈍化處理），但是，共同的主題都是需要基于激光的設備。圖2給出了基于文獻數(shù)據(jù)所得到的高效率電池的預計增長。

圖2、據(jù)預估，從2010年起，高效率單晶硅太陽能電池（效率>17%）的生產(chǎn)將迅速提高，
這就要求業(yè)內出現(xiàn)新一代的生產(chǎn)線工藝和加工工具。

用于薄膜加工的激光設備最近被歸類成薄膜技術的一部分，該情況對于激光技術進入供應鏈相當不利。吸收材料的不同，TCO層的不同，面板的厚度、大小，基底材料的不同，以及生產(chǎn)能力的不同，使得人們對該技術的認識更加模糊不清。是否會有一種設備可以滿足每一種a:Si、“非微晶堆疊連接”、CdTe和CIGS材料參數(shù)呢？此外薄膜和c-Si材料之間還有一個影響因素，即統(tǒng)包的供應商在其間所扮演的角色。

因此，通過對激光加工薄膜的設備進行初略分析，讓我們看到各種不同的設備類型，每一種都針對一些特定的需要。與c-Si類似的是，基于激光的設備正在經(jīng)歷一次轉型，而這個轉型并非由于技術的更新?lián)Q代。相反的，這個轉型是2005-2007年間薄膜工業(yè)生產(chǎn)過剩以及基本設備資本投入的直接后果；2008年有超過100家薄膜面板生產(chǎn)商。2008年底，薄膜生產(chǎn)線的利用率降至史上最低，總的工業(yè)指數(shù)在30%（如圖3）。激光工具在薄膜工業(yè)應用的前景預測存在著許多不定因素，所以要確定該工業(yè)的前景如何，現(xiàn)在還為時太早。比較安全的推測是：現(xiàn)有的加工步驟（玻璃切割或者邊緣去除過程），在各類薄膜加工中都相同，傳統(tǒng)上是由非激光工具來完成的。這里，現(xiàn)有生產(chǎn)容量提供了一個正常的市場范圍，免除了資本性支出所帶來的影響。圖3顯示，還需要一段相當?shù)臅r間，利用率才能達到90%，到那時，薄膜工業(yè)才會有更穩(wěn)定的增長。

圖3、2005-2008年間薄膜生產(chǎn)容量的擴張和基本設備投資的出現(xiàn)，導致了激光刻劃設備的大量增長。柱狀圖的下半部分表示該年的生產(chǎn)量。上面的數(shù)字給出了當年的薄膜生產(chǎn)商的數(shù)目。利用率的提高會降低新刻劃設備的數(shù)目，因為已有的生產(chǎn)線將被完全優(yōu)化。

結論

盡管在過去12個月中，有不同事件的沖擊，但是在太陽能工業(yè)中，激光設備仍有相當?shù)陌l(fā)展?jié)摿�。不過，在當前，投資收益有更多的關卡，使得很少部分資本可以用于產(chǎn)能擴張。對于c-Si生產(chǎn)來說，這可能預示著新的激光加工設備將用于高效率的太陽能電池的生產(chǎn)。在薄膜工業(yè)領域，設備供應鏈的短期預估不容樂觀，這就要求激光設備供應商采取更謹慎的態(tài)度，并且，在可能的情況下，與薄膜工業(yè)中倡導技術更新的企業(yè)結盟。