日前,天津市人民政府公布了2023年度天津市科学技术奖评审结果!TCL中环科研项目“12英寸太阳能硅片制造关键技术研究及应用”在众多评审项目中脱颖而出,获评科学技术进步一等奖。
“天津市科学技术奖”是由天津市人民政府设立的省部级科技奖项,旨在奖励做出重大科学发现、做出重大技术发明、完成和应用推广创新性科技成果,在推动科技进步和经济社会发展方面具有突出贡献的个人和组织。
太阳能硅片是太阳能电池生产最重要和最主要的基础材料之一,对产业链成本的降低起着核心作用。2019年8月,TCL中环推出12英寸太阳能单晶硅片独特设计,打破了光伏行业近十年泛8寸硅片尺寸局限,率先提出600W及700W+高功率高效率组件,通过产品创新、技术创新、制造方式创新,推动行业变革和产业升级,引领光伏行业加速进入6.0、7.0及N型高效时代。
创新点一:突破原有尺寸局限,显著降低成本
在TCL中环大尺寸硅片发布前,光伏硅片的尺寸局限于泛8英寸,TCL中环立足光伏产业发展,关注终端客户需求,以客户为中心,以市场为导向,秉承“否定现有产品、否定现有技术、否定现有自我”的理念,进行自我变革和技术革新,首次提出了12英寸太阳能单晶硅片独特设计,实现光电转化效率提升1.08%,生产制造效率增益80.5%,度电成本降低6.8%。同时开发了成套制造技术,解决了大尺寸硅片易碎、组件留白、难以产业化等难题,在全球首次实现大规模生产和应用。
创新点二:细线化、薄片化智能化切割
随着硅片尺寸的变大、厚度变薄,易碎、切割难、传递难、良率低等问题随之而来。TCL中环自2008年展开金刚线切割技术的研发,2012年将金刚线切割技术率先大规模应用于太阳能硅片制造,提升单晶硅材料利用率,单位千克出片数提高25%,同时联合产业链伙伴,积极推进硅片“大尺寸、薄片化”进程。TCL中环基于成熟的技术积淀和Know-how积累,建立了硅片表面粗糙度、裂纹深度、断裂强度等数值仿真模型,实现产品的“细线化、薄片化、大尺寸”的高精度切割,有效提升原料利用率,推动光伏行业度电成本的降低。
创新点三:智能化晶体生长技术
大尺寸单晶制备面临着尺寸大、拉晶时间长、含氧量难控制等挑战。我们将数字价值全面赋能生产与管理,通过与合作伙伴共同研发的全自动生长单晶炉,优化七大控制模块,精准把控品质与效率,实现了大尺寸晶体超低氧含量高速生长和拉晶。同时,采用联合作业、大团队作业模式,通过数字孪生的大数据智能分析系统,人与机器的协同作业,单人远程操控炉台数达384台,实现生产制造效率、柔性制造能力不断提升,单炉月产能力持续提高,硅料使用效率与成本、开炉成本等方面的全面领先。
习近平总书记在考察内蒙古中环产业园时强调:“现在,我们要靠高水平科技自立自强、构建新发展格局来攻克科技难关。”身处新能源产业关键赛道,肩负全球能源变革使命,TCL中环将继续坚持创新引领,以推动行业和社会高质量可持续发展为己任,秉承“集约创新、集成创新、协同创新、联合创新”的理念,协同产业链上下游,探索光伏产业高质量发展新路径,为全球清洁能源转型、实现“双碳”目标提供强劲动力。