我国光伏产业半导体薄膜核心设备与工艺技术研究

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1、我国光伏产业半导体薄膜核心设备与工艺技术研究摘要：在中国成为世界光伏产业制造大国的同时，光伏产业高端半导体薄膜设备与工艺技术经历了引进，消化吸收，仿制与改进等阶段以后，已经开始进入全面创新阶段。中国成为光伏核心设备技术与制造大国的时代为期已经不远。一．背景：2007年，本文作者应邀在中科院能源所主办的新能源杂志发表了题为“努力推动光伏产业核心设备和核心工艺的国产化进程，提升我国光伏产业的科技水平”的署名文章[1]。该文结合在中国推动光伏产业核心半导体设备与工艺技术国产化的实践经验，分析了推动这一事业的有利

2、因素和展望。本文将对两年来该领域的进展作一个基于事实的回顾，总结，并对未来发展作出新的展望。二．中国成为光伏设备国产化的进程回顾随着新世纪全世界光伏产业的高速发展，中国继续发挥制造业的传统优势，光伏组件制造业获得了高速发展，一跃成为世界光伏组件的制造大国。由高层次归国留学人员为技术核心，中国的光伏产业装备业随之也得到了长足的发展,经历了几个重要的发展阶段：（1）光伏制造配套设备：配套设备，如封装，测试，热处理炉，清洗，玻璃加工等设备，由于技术含量较低，在上世界末中国光伏产业起步的1990－2000年约10

3、年的时间就通过对国外设备的引进消化而实现了整机国产化。由于这类设备的大部分另部件技术含量也不高，所有另部件的国产化程度非常高，导致国产设备的售价仅为进口同类设备的25％上下，这类设备的国产化给中国刚起步的光伏组件制造业带来了巨大的经济效益，成为2000年以后中国光伏组件制造业的竞争力的一个重要因素。可以说中国的光伏组件生产线，由于对配套设备制造技术的迅速掌握，中国目前的各种规模的晶体硅组件生产线，基本上都不是全盘引进的，国产设备的踪影随处可见。（2）厂方专用设备设施。与配套设备国产化同时完成的光伏设备国产

4、化的另外一个重要领域是包括无尘间，纯净水制备等厂房专用设备设施，得益于外商的传统半导体产业在中国的投资设厂，这类设备设施也被中国企业迅速消耗吸收，随之发展的光伏制造业在实际上在技术上是与传统半导体产业一脉相承的，因此，光伏产业厂房专用设备设施的国产化程度基本上早于产业发展。当前，厂房专用设备设施在2000年已经基本上实现了国产化。这同样成为近年中国光伏组件制造业的竞争力的一个重要因素。（3）光伏核心研发设备众所周知，一个高技术产业，其设备与工艺的技术水平，全盘引进虽然是最快速缩短与国际先进技术的差距，但最

5、顶尖的设备与工艺技术往往是买不到的，而且在先进的技术，也只代表当时的技术水准。另外对于光伏技术这样的环保技术，虽然在国际上属于最开放的技术，但目前属于顶尖的薄膜光伏技术，如美国的柔性非晶硅技术，日本的薄膜微晶硅技术，照样属于非销售技术。不言而喻，我国的光伏事业，一定要从我国其他产业的发展历程中吸取正反两方面的经验，要加强基础研发。我国光伏技术基础研发的前驱者已经在这个领域从基础研究和人才培养两个方面作出了重要贡献，但是国家支持的研究平台大多投到了高校的研发机构，而且没有在装备上给予实质性支持。这就造成这类

6、研究平台装备技术水平不高，严重影响研发项目成果的质量。高端光伏研发设备同样面临国产化的重大课题。事实上由思博露公司主持设计建造的6室ClusterPECVD－PVD薄膜光伏材料与器件制备系统在南开大学建成后，很快就使我国研发领域非晶硅－微晶硅的小面积器件的基础研究水平达到了国际水平。最近天威薄膜太阳能等对国产高端研发设备的兴趣和关注在增加，事实上我国在硅基薄膜的研发设备的设计制造和工艺保证能力已经与达到国际水准。我们已经制定了进一步加强对这类设备的持续开发和市场开发，对薄膜光伏的基础研发提供优质价廉的装备

7、保障。光伏核心生产设备（4）光伏核心设备关键另部件制造能力。随着核心设备与配套设备整机国产化的进程，另部件的国产化也在稳步发展。作者在2007年的著名文章中指出，与其他先进装备国产化的进程一样，高端光伏设备国产化的进程应该先实现设备整机与工艺技术国产化，后逐步实现关键另部件国产化。这几年的实践进一步证明这个发展方针是可行并且已经获得成功。在这方面，中科院沈科仪开发的中型干泵，中科院北科仪开发成功的中小型普通用途涡轮分子泵，已经可以满足高端薄膜光伏设备一般要求。但是大功率射频电源，高温CVD工艺干泵，CVD

8、工艺分子泵，大型精密高真空阀门等关键部件还有待开发，先进材料，如高密度高纯碳纤维版材，高温高强度可加工增强氟塑料还没有开发成功。随着整机产业的规模发展，有理由期待这些关键零部件和关键高端材料的国产化进程会加快。我国光伏产业核心半导体设备与工艺技术成功地完成了对绝大部分核心设备与配套设备整机水平的模仿与改进制造。从2007年开始，我国的光伏高端薄膜半导体设备与工艺技术的国产化的引进，销化，吸收，以及对设备的包含改进的设计制造。到