機遇與挑戰：

• 太陽能電池產能提升
• 使用機器人成為一種必然

市場數據：

• 太陽能發電裝機容量2012年將達100到150億瓦

伴隨太陽能光伏發電產業的不斷升溫，機器人供應商終於看到了發展的契機和光明的未來。

Kuka機器人公司的Marioni說：“太陽能光伏市場的迅速升溫，對我來說是個莫大的刺激，我想：“哇，這是個多酷的商機啊，不知道其他商家是否也有同樣的預感。””果然不出Marioni的料想
，各大頂級太陽能製造商為了提高生產率、增加靈活性、降低成本
，不約而同的都選擇了機器人製造技術，也因而成為了Marioni西部各州的重要客戶。Marioni不無驕傲的說：“現如今，我們銷售額的大多部分都來自太陽能行業。”

沒mei有you任ren何he人ren預yu想xiang到dao太tai陽yang能neng行xing業ye機ji器qi人ren的de需xu求qiu量liang能neng與yu汽qi車che行xing業ye機ji器qi人ren的de需xu要yao量liang相xiang抗kang衡heng。長chang久jiu以yi來lai
，汽qi車che行xing業ye一yi直zhi處chu於yu機ji器qi人ren產chan業ye發fa展zhan的de核he心xin地di位wei
，即ji便bian是shi在zai當dang前qian經jing濟ji衰shuai退tui的de情qing況kuang下xia，汽qi車che行xing業ye的de機ji器qi人ren訂ding單dan仍reng然ran占zhan有you整zheng個ge機ji器qi人ren產chan業ye訂ding單dan的de一yi半ban以yi上shang。但dan是shi，隨sui著zhe太tai陽yang能neng光guang伏fu市shi場chang的de不bu斷duan成cheng熟shu和he壯zhuang大da，機ji器qi人ren供gong應ying商shang的de注zhu意yi力li無wu不bu向xiang光guang伏fu行xing業ye傾qing斜xie。

美國加州利弗莫爾市（Livermore）的輕型視覺引導機器人供應商Adept科技公司（AdeptTechnology,Inc），專門為太陽能電池晶圓的處理和檢測，設計、推出了一款名為AdeptSolaris的高速自動化組裝生產線。關於機器人技術在太陽能行業的發展，Adept科技的總裁兼首席執行官JohnDulchinos談到：“預計在未來的兩
、三年內，我們收入的四分之一到三分之一都將來自太陽能行業。”

觀望
隨著太陽能行業的迅猛發展，業界眾多有識之士，無不堅信機器人產業也必將迎來發展的春天。美國加州,LAKEFOREST的Fanuc機器人美國公司西部辦事處總經理RushLaSelle就指出：“太陽能行業對機器人技術需求的增長速度著實令人興奮。而且，其迅猛的增長態勢是在醫療、製藥等其他眾多行業中都難得一見的。”

xianzai，rouxingzidonghuajiqirenjishudeshiyongyijingguanchuanyuzhenggetaiyangnengguangfuchanyedeshengchanzhizaoguochengzhong。congzuichudeduojingguizhuding

，daojingyuandekuaisuchuli
，yijidaozuihoudedianchiban、電(dian)池(chi)模(mo)組(zu)的(de)組(zu)裝(zhuang)，整(zheng)個(ge)工(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng)中(zhong)無(wu)處(chu)不(bu)見(jian)柔(rou)性(xing)自(zi)動(dong)化(hua)機(ji)器(qi)人(ren)技(ji)術(shu)的(de)身(shen)影(ying)。而(er)對(dui)於(yu)許(xu)多(duo)剛(gang)剛(gang)起(qi)步(bu)的(de)太(tai)陽(yang)能(neng)製(zhi)造(zao)企(qi)業(ye)來(lai)說(shuo)，機(ji)器(qi)人(ren)供(gong)應(ying)商(shang)不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)為(wei)其(qi)提(ti)供(gong)優(you)良(liang)的(de)生(sheng)產(chan)設(she)備(bei)

，還(hai)可(ke)以(yi)為(wei)其(qi)帶(dai)來(lai)豐(feng)富(fu)的(de)生(sheng)產(chan)實(shi)踐(jian)經(jing)驗(yan)和(he)知(zhi)識(shi)。美(mei)國(guo)莫(mo)托(tuo)曼(man)（MotomanInc.）機器人有限公司市場研究部經理DanShumaker談到：“我們已經在眾多平板製造領域（例如，TV麵板）積累了豐富的實踐經驗
，這對於成功指導太陽能電池板的製造必將是非常有益的。”

機ji器qi人ren製zhi造zao商shang已yi經jing為wei爭zheng奪duo太tai陽yang能neng市shi場chang的de做zuo好hao了le充chong分fen的de準zhun備bei，每mei個ge人ren都dou虎hu視shi眈dan眈dan的de盯ding緊jin著zhe這zhe塊kuai極ji具ju發fa展zhan潛qian力li的de大da蛋dan糕gao。在zai當dang前qian經jing濟ji低di迷mi和he信xin貸dai緊jin縮suo的de大da環huan境jing下xia，太tai陽yang能neng產chan業ye也ye免mian不bu了le受shou到dao一yi些xie影ying響xiang，甚shen至zhi一yi些xie太tai陽yang能neng製zhi造zao企qi業ye
，在zai日ri前qian還hai宣xuan布bu了le裁cai員yuan計ji劃hua。據ju行xing業ye觀guan察cha員yuan統tong計ji

，雖sui然ran，太tai陽yang能neng電dian池chi安an裝zhuang數shu量liang一yi直zhi呈cheng上shang升sheng趨qu勢shi，但dan最zui近jin太tai陽yang能neng行xing業ye已yi經jing明ming顯xian出chu現xian供gong大da於yu求qiu的de狀zhuang況kuang
，太tai陽yang能neng價jia格ge的de下xia行xing壓ya力li加jia大da。但dan是shi
，不bu論lun目mu前qian狀zhuang況kuang如ru何he，多duo數shu人ren仍reng然ran對dui太tai陽yang能neng製zhi造zao業ye的de長chang期qi發fa展zhan前qian景jing持chi樂le觀guan態tai度du。根gen據ju位wei於yu舊jiu金jin山shan的deSolarbuzz太陽能研究谘詢公司（SunEdisonLLC—北美著名的太陽能服務提供商）的統計顯示：2007年世界太陽能光伏發電裝機容量又創曆史新高，達到28億瓦，比2006年增長了62％。
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而且據某些行業觀察員預計
，世界太陽能發電裝機容量在2012年將驟升到100到150億瓦。
太陽能產業的發展目標是“電網平價（gridparity）”
，即在不需要補貼的前提下
，太陽能發電的成本能下降到與傳統發電成本相當甚至更低的程度。業界專家認為，想要實現“電網平價”還需要數年的時間。其中，美國前總統布什就曾預計，美國將在2015年實現太陽能的“電網平價”，其他國家也有類似或早或晚的預計。雖然現在暫時未能實現“電網平價”的目標，但是，這並不會減緩太陽能產業擴張和太陽能技術發展的步伐。

美國博世力士樂（BoschRexroth）公司多晶矽/太陽能行業銷售經理KevinSteele說：“從長遠來看，太陽能電網平價的目標必將實現。而一旦實現了“電網平價”的de格ge局ju，太tai陽yang能neng產chan業ye的de發fa展zhan將jiang勢shi不bu可ke擋dang。有you鑒jian於yu此ci
，越yue來lai越yue多duo的de投tou資zi者zhe蜂feng擁yong湧yong入ru太tai陽yang能neng市shi場chang
，而er且qie都dou希xi望wang能neng盡jin快kuai的de贏ying得de更geng多duo的de市shi場chang份fen額e。”

taiyangnengshichangdejudafazhan，yejidadedaidonglezidonghuashichang。weilezaiyueyanyuliedejingzhengzhongzhengdeyixizhidi，suoyoutaiyangnengzhizaoshangdoubuduandezhuiqiuzhechengbendejiangdi、規模經濟（economyofscale）的實現
，獨有技術優勢的形成。對此，Marion談到：“許xu多duo太tai陽yang能neng製zhi造zao企qi業ye連lian廠chang房fang都dou未wei建jian成cheng
，就jiu已yi經jing獲huo得de了le幾ji年nian的de生sheng產chan訂ding單dan。也ye正zheng是shi這zhe種zhong太tai陽yang能neng產chan業ye獨du特te的de發fa展zhan模mo式shi，迫po使shi太tai陽yang能neng製zhi造zao企qi業ye不bu論lun是shi廠chang房fang建jian設she

、自動化投入、還是產品生產都需要爭分奪秒。”

在政府的慷慨補貼和政策的大力扶持下，德國形成了世界上最發達的太陽能市場，西班牙、日本和美國緊隨其後（加利福尼亞州是美國各項太陽能扶持政策的試點州）。現在所有的人都將目光聚焦在美國新任總統奧巴馬身上，期望其能在新推出的聯邦財政計劃中，加大對可替代能源（包括太陽能）技術的投入。

ABB機器人有限公司太陽能行業全球銷售經理CarstenBusch認為：“據我的了解

，對於太陽能發電的利用，美國遲早將成為世界的領頭羊。而具體實現的時間很大程度上要取決於政府的政策。”Busch認為2009年太陽能市場的增速將放緩，從前幾年的年增長30％—40％，減緩到15％。雖然增勢放緩例如
，但是，太陽能市場發展的勢頭依然迅猛。

三
、四年前
，大部分太陽能電池製造企業的年生產能力都隻有10—20MW（兆瓦）/年。短短幾年時間裏，許多太陽能電池製造企業已經由原來的小規模試驗、中規模試製，逐漸向大規模批量生產轉變，其年生產能力可以達到50—200MW/年。Busch強調說：“如果企業下一步想繼續提高產能，則必須加大生產規模、提高生產線上的自動化水平。”

提升產能
太陽能電池產能的大幅提升，與新技術
、新工藝的采用有著非常大的關係。美國EvergreenSolar公司工藝總監DanWelch專門闡述了EvergreenSolar公司的發展曆程來佐證此觀點。

美國EvergreenSolar公司成立於1994年，其開發了著名的低成本矽片生產技術——StringRibbon技術（由麻省理工學院的學者艾曼紐爾?薩克斯發明），該技術的應用使得太陽能電池生產的產能得到了大幅度的提高。

EvergreenSolar曾在Marlboro設立了一個前沿研發中心，多年來，其年生產能力一直維持在15MW/年的水平上。大約四年前，隨著新任首席執行官大刀闊斧的改革
，新技術、新工藝的不斷商業化
，太陽能電池的產能再一次得到了大幅的提升。

近年，為了發展的需要EvergreenSolar與德國Q-CellsAG和挪威REC（RenewableEnergyCorpASA）兩個世界頂級太陽能產品製造商的形成了三方合作關係，共同合資建立了EverQ公司。EverQ合資公司建於德國Thalheim，2006年第一條生產線正是投入使用，可實現晶圓
、電池的生產以及電池板的組裝
，年產量達30MW/年。隨後的2007年第二條年產量達60MW/年的生產線投入使用。目前
，第三條年產量達80MW/年的生產線也正在建設中，預計今年年內投入使用。

而且
，與此同時
，EvergreenSolar還在美國本土馬薩諸塞州的Devens設立了獨資工廠。該獨資工廠設計產能為160MW

，一期工程產能為80MW，預計一季度末實現滿負荷生產；二期也為80MW，預計二季度末實現滿負荷生產。

大多數太陽能製造企業僅僅涉足太陽能電池生產中晶圓生長（wafergrowth）、晶片製造和模組封裝三大生產環節之一。而EvergreenSolar公司不僅能實現三大環節的全集成製造，還在三大生產環節中全麵采用了機器人製造技術。

EvergreenSolar公司的資深技工PeterKane介紹了生產線上機器人技術的使用情況。在整個生產流程中，EvergreenSolar公司選用了的大量標準的商業化工業機器人，以及針對特殊工藝流程的專屬機器人。例如

；使用專利StringRibbon技術的晶圓生長工藝：首先，用兩根高溫絲直插於矽熔液中；然後，經過一定時間，熔化的矽在兩根絲之間凝固，從而形成80mm（毫米）寬、190微米厚的帶狀晶圓；當帶狀晶圓的生長到150mm長時
，機器人會依據預先設定的程序，將其切斷，並放入運輸帶中。此操作過程中

，選用的就是專屬自定義機械手。
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柔性製造
Kane分別闡述了在太陽能電池製造各個工藝流程中使用機器人的優勢。

zaitaiyangnengjingpianzhizaoguochengzhong，xuyaoduijingyuanjinxingyixiliedehuaxuechuli。erhuaxuechuligongyichengbaideguanjianzaiyushifounengshixianjingyuanzaishutaishebeijiandelinghuochuansong。cigongyiruomeiyougaosujiqirendexiezhushibukenengwancheng。Welch說：“我們在Devens的工廠年產量為160MW/年
，每周晶圓的產量為2百萬片。如果生產中我們用人工操作代替機器人，則根本不可能達到現有的產能，也不可能保證生產的連續性。”

Welch還說：“如果晶片生產中，真的使用人工處理的方法，那生產情況將不能想象。”極ji薄bo的de太tai陽yang能neng晶jing圓yuan非fei常chang脆cui弱ruo，極ji易yi損sun壞huai。如ru果guo真zhen的de采cai用yong人ren工gong方fang法fa處chu理li，則ze破po損sun率lv將jiang相xiang當dang的de高gao。選xuan用yong柔rou性xing機ji器qi人ren技ji術shu就jiu可ke以yi很hen好hao的de解jie決jue這zhe個ge難nan題ti。包bao括kuoABB,Adept在內的多家機器人製造商的柔性機器人技術，選用的都是伯努利（Bernoulli）夾鉗技術。伯努利夾鉗技術依據的是伯努利（Bernoulli）效應，即利用高速氣流將晶圓懸浮於夾鉗之上

，從而形成非接觸式的晶圓加工模式。

在太陽能電池片製造工藝中，EvergreenSolar大量選用了ABB公司和德國曼茲自動化科技股份有限公司(ManzAutomationAG)提供的高速、Delta-style（三角洲風格）的並聯機器人，並且，其中使用最多的是ABB的靈手（Flexpickers）機器人。Kane介紹說：“EverQ和Devens兩工廠中
，我們使用了將近100個並聯機器人。”生產線上，四軸、三臂的並聯機器人被架空安裝，它們每分鍾能處理150片晶圓。而且
，在視覺技術的幫助下，係統不僅實現了視覺引導
，還同時實現了對產品質量的實時監測。用Kane的話說就是：“我們可輕鬆實現了對裂紋、缺口等質量問題的隨時檢測。”

在電池板組裝工藝中，EvergreenSolar的Devens工廠大量選用了德國Kuka（庫卡）工業機器人
；而EverQ工廠則大量選用了德國REIS(萊斯)工業機器人。Kane介紹道：“電池板組裝工藝中使用的機器人，多半都是大型、6軸重載機器人。在Devens，我們就有28個6軸機器人。”電池板組裝工藝中之所以選擇重載機器人是因為通常電池板本身就重達30—35磅bang
，而er實shi際ji生sheng產chan中zhong又you會hui受shou末mo端duan效xiao應ying的de影ying響xiang
，重zhong量liang還hai要yao大da大da增zeng加jia，因yin此ci，電dian池chi板ban組zu裝zhuang工gong藝yi中zhong必bi須xu選xuan用yong重zhong載zai型xing機ji器qi人ren。由you於yu電dian池chi板ban組zu裝zhuang生sheng產chan線xian的de工gong序xu複fu雜za，因yin此ci
，通tong常chang會hui有you多duo款kuan機ji器qi人ren協xie同tong工gong作zuo
，如ru有you些xie機ji器qi人ren用yong於yu電dian池chi板ban的de封feng裝zhuang、固定；有些用於玻璃與電池板的裝配，不同目的，使用不同類型的機器人。

而且在電池板組裝工藝中
，Evergreen還充分利用了機器人技術的靈活性，來實現對生產工藝的及時微調。例如：為了適應太陽能電池組件邊緣墊圈的變化，需要修改機器人的磁頭的時候，隻需對機器人程序進行適當調整便可簡單實現了。

推動發展
機器人柔性製造技術對像太陽能等這類剛剛起步、還待完善的新興產業的發展顯得尤為重要。Fanuc的LaSelle解釋道：“其實，許多技術

、產品在試驗
、kaifajieduankanqilaidoushiwanmeiwubi。keshiyidanjiangqizhenzhengzhuanrudapiliangshengchanzhizaojieduanhou，wentihequexianjiuhuibuduanbaoluchulai。zaizhezhongshihou
，jiqirenzhizaoshanghezishenjiqirenjichengshangjiuchengweileqiyezuiyoulidebangzhuzhe。qizhong，Fanuc對於太陽能等新能源的大力扶持就是最好的證明。”

隨(sui)著(zhe)社(she)會(hui)的(de)發(fa)展(zhan)，機(ji)器(qi)人(ren)不(bu)論(lun)是(shi)用(yong)於(yu)取(qu)代(dai)老(lao)舊(jiu)的(de)生(sheng)產(chan)模(mo)式(shi)
，還(hai)是(shi)用(yong)於(yu)新(xin)興(xing)產(chan)品(pin)線(xian)的(de)生(sheng)產(chan)使(shi)用(yong)，都(dou)已(yi)經(jing)逐(zhu)漸(jian)滲(shen)透(tou)到(dao)了(le)工(gong)業(ye)生(sheng)產(chan)的(de)方(fang)方(fang)麵(mian)麵(mian)。雖(sui)然(ran)，某(mou)些(xie)生(sheng)產(chan)任(ren)務(wu)確(que)實(shi)也(ye)可(ke)以(yi)選(xuan)用(yong)不(bu)使(shi)用(yong)機(ji)器(qi)人(ren)，但(dan)是(shi)，有(you)許(xu)多(duo)生(sheng)產(chan)任(ren)務(wu)卻(que)隻(zhi)能(neng)由(you)機(ji)器(qi)人(ren)來(lai)完(wan)成(cheng)，尤(you)其(qi)是(shi)對(dui)速(su)度(du)
、靈活性等都要求高的生產任務就更離不開機器人的幫助了。

Adept的Dulchinos說：“隨著太陽能技術的不斷進步，太陽能電池已經被製造的越來越薄
，厚度已經從以前的300毫米降至150毫米、甚至更博的程度，而且，由於機器人技術的使用
，實現了人工操作時
，無法實現的零破損率。”ABB的Busch相當認同這一說法，他談到：“許多太陽能製造商正在嚐試利用我們的靈手（Flexpicker）機器人，將電池厚度降至160mm甚至更薄的程度。”太陽能電池製造業的發展趨勢，就是生產過程中使用像靈手（Flexpicker）或Quattros650（Adept的四臂並聯機器人）這樣的機器人成為一種必然。

太陽能製造商對於機器人的投入通常一年
、頂多兩年就可以收回成本。Adept的Dulchinos說：“機器人的使用
，可以使企業在同等生產規模下
，產能翻倍；企業管理費用減半；同時
，還可實現勞動力的節約

，廢品率的降低，產品質量的大幅提高。”