英利集團:“數字化+智能化”,讓光伏研發更高效!

3月11日,英利集團研發工程師蔣京娜穿梭於實驗室與車間之間,她要以最新的表徵數據來驗證通過計算機仿真軟件得到的理論模型的正確率。復工以來,英利集團的科研人員迅速投入工作,為進一步完善“熊貓”N型高效雙面發電晶體硅太陽能組件做新的探索。

英利集團:“數字化+智能化”,讓光伏研發更高效!

在英利生產車間,技術人員正在為硅片測試隱裂數據

採用計算機仿真軟件,以模擬的方式進行參數模型的構建,成為英利近幾年來在前期研究階段採用的重要方式之一。

英利技術中心總經理史金超告訴記者,研發人員在原有理論基礎上,通過模擬軟件從光、電、力、熱等多個方面設計參數並進行模擬仿真,從而大大節省了研發人員做實驗的次數,提升了產品模型構建的效率。此外,由於在模擬軟件上,任意參數的微小變動都會帶來結果的改變,這也為研發人員在技術攻關中提供了更多思路和想法。

去年,英利經過多次改進的高效雙面發電晶體硅太陽能組件關鍵技術研究及應用榮獲2019年度河北省數字經濟(大智移雲)創新成果獎。該技術在前期研究階段便使用了計算機模擬仿真技術。

近年來,光伏行業進入“技術為王”的時代,提檔升級迫在眉睫。技術為王,首先要在光電轉換率上為王。在光伏領域,光電轉換效率哪怕提升0.1個百分點,都被視為重大的技術突破。而高效雙面發電晶體硅太陽能組件關鍵技術,便致力於不斷提升光電轉化率。

根據模擬軟件得到的最優化結構參數,研發人員在對N型晶硅太陽能電池離子注入製備工藝研究的基礎上,創新提出先高溫後低溫的低氧沉積製備方法,高效雙面發電晶體硅太陽能組件關鍵技術將光電轉換率提升為22.43%,並將雙面太陽能組件單瓦成本降低了0.1元/瓦。

如今,高效雙面發電晶體硅太陽能組件已經在英利的光伏組件智能車間實現大規模生產,智能設備讓生產更為精細,質量更為穩定。

在這個智能車間內,從上料到串焊、疊層、檢測、層壓,再到最後的模擬測試環節,每道工序都有“電子眼”相伴。史金超介紹,這些“電子眼”是實時採集數據的在線測試單元。以EL設備為例,每片電池內部的細小隱裂、焊接不良等問題,都會被檢測出來並通過網絡上傳到數據中心。“可別小看這些數據,一串串數字都是我們未來改進工藝、提升產品品質的關鍵要素。”

英利集團:“數字化+智能化”,讓光伏研發更高效!

在模擬測試環節,技術人員正在檢查電池內部的細小隱裂、焊接不良等問題(攝於2019年夏)

對於智能車間,史金超還有更多期待。目前,由智能生產設備收集的數據能夠做到與產品同步生產,但是仍以基礎數據為主,數據量和數據種類還不夠豐富。數據分析以基礎的統計列表為主,在自動學習、問題預判等方面還未能實現更細緻、更智能的分析。“我們也以此為方向,不斷改進數據收集系統,使其更好地為研發和產品升級提供數據支撐。”

從大學畢業便來到英利工作的史金超,已經成長為一名技術團隊的帶頭人。十多年來,他始終折服於科研的魅力:“科研之路是曲折的。有時候,團隊加班加點做出來的模型,測試結果卻不理想。大家在低落的情緒中繼續改進、探索,成功後的喜悅反而會更強烈。”現在,史金超和他的團隊仍然致力於提升雙面發電晶體硅太陽能組件的綜合轉換率,而“數字+智能”技術的廣泛應用,也讓他們的研發更加高效。


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