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1、HIT電池知識(shí)大全HIT效率提升潛力高+降本空間大,是未來最有前景的太陽(yáng)能電池技術(shù)。1HIT(異質(zhì)結(jié)電池):PERC之后最有前景的太陽(yáng)能電池技術(shù)當(dāng)前晶體硅太陽(yáng)能電池技術(shù)基本上是以表面的鈍化為主線發(fā)展的。相對(duì)于傳統(tǒng)晶硅技術(shù),由于非晶硅薄膜的引入,硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池的晶硅襯底前后表面實(shí)現(xiàn)了良好的鈍化,因而其表面鈍化更趨完善。且非晶硅薄膜隔絕了金屬電極與硅材料的直接接觸,其載流子復(fù)合損失進(jìn)一步降低,可以提升轉(zhuǎn)換效率。HIT技術(shù)較為先進(jìn),將成為高效光伏電池技術(shù)的領(lǐng)跑者,帶領(lǐng)光伏電池在效率提升的路上更進(jìn)一步。圖1:HIT太陽(yáng)能電池基本結(jié)構(gòu)MetallineTCOpa-Sii-a-5in-c-Si圖2:HI
2、T太陽(yáng)能電池產(chǎn)品特性圖3:HIT太陽(yáng)能電池生產(chǎn)流程思耳治總亠一歸枷心4忠壯盤磁舷一低MPECflMtUk丸耳身用邸務(wù)也斗FI-v渕&、FECV口樁立前塔炭向善品軋&黃后如負(fù)生卜恨電蟻4帀屜七K1.1.HIT歷史:效率提升顯著,未來前景可期HIT電池最早由日本的三洋公司研發(fā),1991年三洋首次在硅異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池中應(yīng)用本征非晶硅薄膜,降低了界面缺陷態(tài)密度,使載流子復(fù)合降低,實(shí)現(xiàn)了異質(zhì)結(jié)界面鈍化作用,得到本征薄膜異質(zhì)結(jié)電池,其轉(zhuǎn)換效率高達(dá)18.1%。此后HIT電池的轉(zhuǎn)換效率不斷提高,在2003年,三洋通過優(yōu)化異質(zhì)結(jié)、減少光學(xué)損失、增大有效電池面積等方法,使得HIT太陽(yáng)能電池的
3、實(shí)驗(yàn)室效率達(dá)到了21.3%。2013年,松下(已收購(gòu)三洋)研制了厚度僅有98um的HIT電池,效率達(dá)24.7%。2014年,松下采用IBC技術(shù),將HIT電池的轉(zhuǎn)換效率提升到25.6%。2016年,日本Kaneka公司將IBC-HIT太陽(yáng)電池的效率提升到26.63%。量產(chǎn)效率方面,根據(jù)鈞石能源的CTO,2019年鈞石能源的HIT產(chǎn)線平均效率23%,在建的新產(chǎn)線效率將超過25%。圖4:HIT電池發(fā)展歷程(截止到2009年)初護(hù)芨展階ftBn*濟(jì)出中祈勺注構(gòu)屮nS牛刑fl"m.i-z<nji<fiEiis:fliTtinaffB":HJtq甩葩專9臺(tái)于規(guī)IT社畀力L&
4、#165;辟>>¥M說*上*晶琳嘛.毗占尹榕卻訃是呻轟址刈卜具殲T耳豪甘郵實(shí):辭M*囁桃*甲誦4怦卅菲JUMIL叱椚上皿單«irt.挖址竽址MIL陰亭諧丁料乙知寸小上AdLjJ舸U材斤4皿j4#E亠4出站b*卄述±<i.a姑齊m也抽艮todilhilniftmMHB=二*曲或LMbJiLi叩"4lnuJut.KiHlM-F-啊丈申心I魯MWTit劇人詛2l:.J<jLT0fTL>ir-KI>1S51跡3QGI圖5:HIT電池發(fā)展歷程(2009年到2018年)fH*很上Ig.3JLItJIjl人込葩*1.4盤從-虬繪&g
5、t;J*ftiLionrnJLa-WftBG-HII鼻宦址屮4tH駁1wJt-o*!a7fl*.4*-11逍L也tM,楫LF*E-_匸西口史i孚電!.»Hf5.B!圍金噸圖屢輯聲良鴉liJMf片上iKEKL_F.見電出蔓縣20»旺塞f肚片%珂靜#gf去時(shí)一申臉4比=T4.MAfHlfliHIT業(yè)工恵NTH冶*R壽苕欄.就曝尢遽莎予札衛(wèi)十沖iflUIT赳罪己徑逸啤|*虛總棄憶科丸蘋齡并注-國(guó)再為壯T柚崗總酒趙*ar*«t1Tftii-.H廿近珥訐參鼓趾正虛進(jìn)昨睛1L包就果HJ4焙&臉才苛研*干2015年后,松下對(duì)于HIT電池的專利已經(jīng)過期,技術(shù)壁壘消除,是我
6、國(guó)大力發(fā)展并推廣HIT技術(shù)的良好時(shí)機(jī)。但HIT電池的技術(shù)門檻高,且長(zhǎng)期掌握在以松下和Kaneka為代表的日本企業(yè)手中,我國(guó)關(guān)于HIT技術(shù)的研究明顯落后與日本。但是國(guó)內(nèi)企業(yè)在專利過期后,均投入研發(fā)力量投入HIT研發(fā)。2017年,晉能公司開始試生產(chǎn)HIT電池,2018年實(shí)際產(chǎn)能已經(jīng)達(dá)到50MW,2019年3月,晉能HIT電池量產(chǎn)平均效率突破23.79%。2019年5月,鈞石能源收購(gòu)了松下馬來西亞異質(zhì)結(jié)電池工廠,鈞石能源控股占比達(dá)90%,完善了鈞石能源在HIT電池領(lǐng)域的布局。2019年7月,鈞石能源與山煤國(guó)際能源集團(tuán)簽訂了合作協(xié)議,根據(jù)該協(xié)議,雙方將共建高達(dá)10GW的異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池(HIT)生產(chǎn)基
7、地。此次合作開啟了中國(guó)內(nèi)地異質(zhì)結(jié)電池的最大規(guī)模的投產(chǎn),市場(chǎng)關(guān)注度極高。圖6:太陽(yáng)能電池效率不斷提升吿dirit此IVI(mi?'hji5卜1M-E-HM1.2.效率提升潛力高+降本空間大,HIT技術(shù)將成下一個(gè)風(fēng)口相比于傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池,利用非晶硅薄膜與單晶硅襯底異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的HIT電池結(jié)合了單晶硅與非晶硅電池的優(yōu)點(diǎn),主要表現(xiàn)在:1)效率提升潛力高。HIT電池采用的N型硅片具有較高的少子壽命,非晶硅鈍化的對(duì)稱結(jié)構(gòu)也可以獲得較低的表面復(fù)合速率,因而硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池的開路電壓遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)單晶硅太陽(yáng)電池,其效率潛力比當(dāng)前使用P型硅片的PERC電池要高1.5%-2%。當(dāng)前P型單晶PERC電池的轉(zhuǎn)換記
8、錄是由晶科能源創(chuàng)造的23.95%,而HIT電池的轉(zhuǎn)換記錄則是日本Kaneka公司創(chuàng)造的26.63%圖7:HIT、PERC、TOPCon電池平均效率對(duì)比CE(%)26.OS25.0%24.OS2019202020212022202320242025"li-TOPCon"p-PERC數(shù)據(jù)來源:中國(guó)光厭行業(yè)協(xié)會(huì).東吳證蘇研究所圖8:HIT、PERC、TOPCon平均功率對(duì)比3802019202020212022202320242025ModuleM4.1.5°4)CTMJavgpowerfWp400n-HITn-TOPConp-PEf?C就據(jù)棗源:中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì).柔吳
9、證版研究所此外,如果將HIT與其他技術(shù)線路疊加起來,電池效率的提升空間會(huì)進(jìn)一步加大。例如,HBC是利用疊加技術(shù),將HIT電池的高開路電壓和IBC電池的高短路電流的優(yōu)勢(shì)結(jié)合,電池效率可以達(dá)到25%以上;而HIT與鈣鈦礦技術(shù)結(jié)合的疊層電池甚至可以達(dá)到28%以上。圖9:HIT與IBC技術(shù)結(jié)合的HBC電池效率可以達(dá)25%以上圖10:HIT與鈣鈦礦技術(shù)結(jié)合的疊層電池效率可以達(dá)28%以上疊層電池?cái)?shù)據(jù)來源:OFWEEKt東吳證券研究所整理2) HIT電池?fù)碛懈蟮慕党杀究臻g。HIT電池結(jié)合了薄膜太陽(yáng)能電池低溫的制造優(yōu)點(diǎn),避免了傳統(tǒng)的高溫工藝,不僅大大的節(jié)約燃料能源,而且低溫加工環(huán)境有利于實(shí)現(xiàn)HIT電池薄片化
10、,減少硅的使用量,降低硅原料成本。另外,HIT工藝流程相對(duì)簡(jiǎn)化,全部生產(chǎn)流程只需四步即可完成,而P-PERC為了實(shí)現(xiàn)23.9%的轉(zhuǎn)化效率,需要疊加多種技術(shù),工藝步驟多達(dá)8步,由此帶來了更高的成本。圖11:硅片薄片化后成本測(cè)算2113Ik創(chuàng)紐ILIGHg-K.?!Lu>It?_I耐1to3S和iiliJ即SflMJ»l斗緯吃1"111何HPItth(ual-(»*13)*24S21CJL憂赴鮭缶*片*1A曷由h乩3“】-酣疔雷対址暑M.Ld即沖W土耳柑僧養(yǎng)、叫帕弼恂|IW1謝I1XS4.UD加.聞?Z.ai£j?AjIlM«'*Ut
11、ij博T93USS1-4貿(mào)勺套骼泊H屯車!4/11化,岡3呼0*531bl止甘札電i備彷1iia】8D-85Q.7?life>iAl.b/Hi19112;昭JIL?Rl."e-t4"4'1ii=b111$n1訃轉(zhuǎn))2M24L2111為t:*nZ2J.衛(wèi)倫2IJ%冉加劇11rs1沁IBfi展gfu4«>7廿即了110閒D.SWWIXHjL!站-L4TM:*肚爲(wèi)扎*靭盯!)(為ItXf*:SI吐占平EJBlJKbMg*:丄匹池賈1斗*iUHRL也器計(jì)妙以処幅w*-innn”.丄片4f?勺卜.心1,u:電;瓷ppr二廣:m“i丄半才山占_-ti-;.
12、n?-4巧;“4右上3)具有更高的雙面率。HIT的雙面對(duì)稱結(jié)構(gòu),正面和背面基本無顏色差異,有利于制造雙面電池,封裝制備成雙面電池組件之后,可以獲得10%以上的年發(fā)電量增益。而且其雙面率(指電池背面效率與正面效率之比)已經(jīng)達(dá)到85%,未來有望增長(zhǎng)到98%,更加有效的降低裝配過程中正反面安裝失誤產(chǎn)生的功率損失。相比之下,P-PERC雙面率目前為82%,但是由于其背面開槽、缺少對(duì)稱性的形狀特點(diǎn),未來提高雙面率的難度系數(shù)非常大。圖12:由于HIT的雙面對(duì)稱結(jié)構(gòu),具有更高的雙面率rr-a找據(jù)來菲:樺耶博軸-耒臭證H発斷FERCTOPCOMn護(hù)亡亡型->:H'>1-lTiIRi4)低溫
13、度系數(shù),穩(wěn)定性高,可有效降低熱損失。太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率一般是在25°C的條件下測(cè)試的,但實(shí)際使用時(shí),由于日照原因工作溫度顯然會(huì)高出,高溫下的性能表現(xiàn)尤為重要。HIT組件的溫度系數(shù)(-0.258%)小于常規(guī)P型電池的溫度系數(shù)(-0.46%),從而HIT電池組件功率損失明顯小于常規(guī)組件。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,在82度的外部環(huán)境下,HIT電池的效率最高會(huì)比傳統(tǒng)組件高出13%。HIT電池結(jié)合了薄膜太陽(yáng)能電池的低溫(250°C)制造優(yōu)勢(shì),整個(gè)工藝環(huán)節(jié)的溫度一般在200C左右,而傳統(tǒng)的高溫?cái)U(kuò)散工藝形成p-n結(jié)的溫度在900C以上。這種低溫工藝不僅可以節(jié)省能源,也能有效地降低高溫對(duì)硅片
14、的熱損傷。5) 具有更低的光致衰減。P型組件通常會(huì)發(fā)生光致衰減現(xiàn)象,主要是由于以“硼”為主要參雜元素的P型硅片會(huì)出現(xiàn)硼氧復(fù)合體,降低電池少子壽命,產(chǎn)生光致衰減的困擾。而HIT電池的N型硅片以“磷”為主要參雜元素,不存在硼氧復(fù)合因子,根除了初始光衰的可能性,衰減速度非常慢。根據(jù)松下HIT組件戶外衰減數(shù)據(jù)顯示,HIT電池10年衰減小于3%,25年發(fā)電量的下降僅為8%。6) 制備工藝流程相對(duì)于其他光伏電池大為簡(jiǎn)化,只有制絨清洗、非晶硅薄膜的沉積制備、TCO薄膜的沉積制備以及電極的制備(通常使用絲網(wǎng)印刷)四個(gè)步驟°HIT電池比傳統(tǒng)光伏電池少了擴(kuò)散和刻蝕2個(gè)步驟,比當(dāng)前最流行的PERCH藝少了
15、4個(gè)步驟。而TOPcon電池則還需在PERC電池上增加4步,工藝更多。圖13:HIT、TOPCon、PERC主要電池參數(shù)對(duì)比HITPEKCN型吐片P空呈片U型環(huán)片工L,歌哥丁藝曲鳳v?Q0C羽畦電也,S.-Lt缶逹電總,離區(qū)工藝丸電曲程詠豐A倉(cāng)亠加誠(chéng)總亦23勺;#界目阿雖昂可追?&.如HIT荀1帕招夸憎W盤】i亍堵-申血世聲就率:nivn?stA:22疵弋一藥蒂品PERL-0.WVC-0.陽(yáng)皤弋B550fc配伸ft城無楚袁減(LID).電仕謝找屣減(PID)弒耳壯失耒孔(LL7ID)出山曽半益応史阿.瞄,10年氐劊命臨左京補(bǔ)農(nóng)PIEL孤舊。希城:督年知晦,箭年巨敗=1州狡S腮上占足改袁
16、減(110)、電電瀟域i<(FIQ)開禮死眛耗減ILETID)枷請(qǐng)澤袁城丸薊匚帝鉛100寥;亂舉孔商時(shí);氏纖較商1?期;匣牟罰虬報(bào)低2HIT電池降本提效進(jìn)行中,市場(chǎng)空間潛力大HIT需要高昂的生產(chǎn)原材料和設(shè)備投入成為了制約其快速發(fā)展的重要因素之一。未來,降低成本、增加效率成為HIT電池行業(yè)的主要發(fā)展方向。圖14:HIT電池降本提效路線誹:厲就廉蔵裁LIccm忙麻CVDCVD一FVD羌站誼孤的直廣化奄奮也祖優(yōu)也;尺盧嘆強(qiáng)紅円申武址b無菲.$XAi'.SRanwire吐片丸薄;|WJ-1阿目需的屯曲I術(shù)笳就扭屯妙張#r嶇.從生產(chǎn)原材料構(gòu)成角度來說,截止至2018年底,HIT電池生產(chǎn)成本
17、約為1.22元/W,其中硅片成本和漿料成本占比最高,分別為47.13%和24.34%。圖15:HIT電池成本構(gòu)成(單位:元)為了實(shí)現(xiàn)降本的目標(biāo),HIT電池生產(chǎn)企業(yè)主要可以從1)降低硅片厚度、減少硅使用量;2)控制銀漿消耗量、實(shí)現(xiàn)低溫銀漿國(guó)產(chǎn)化和本土化;3)提高設(shè)備單產(chǎn)效率和規(guī)模化;4)生產(chǎn)設(shè)備從進(jìn)口為主轉(zhuǎn)向依靠國(guó)產(chǎn)自足等途徑實(shí)現(xiàn)。目前設(shè)備折舊約占電池成本的15%,未來有望通過設(shè)備國(guó)產(chǎn)化和設(shè)備效率的提升,將設(shè)備折舊降低到7-8%。圖16:HIT電池成本下降實(shí)現(xiàn)方法預(yù)計(jì)到202M-HITA軋醤豬爲(wèi)少呻心¥從材料角度出發(fā):1)降低硅片厚度,減少硅原材料的使用量是控制成本的有效途徑°
18、;HIT電池采用較低溫度(240°C)的加工技術(shù),能夠確保N型單晶硅片在薄片化后不會(huì)影響到硅片的電性能,仍保持較高的發(fā)電效率。相比之下,P-PERC加熱溫度高達(dá)800-900C,如果降低P型硅片厚度,容易出現(xiàn)翹邊問題;此外,由于P-PERC背部的鋁背場(chǎng)溫度系數(shù)和硅片溫度系數(shù)存在差異,過薄的P型硅片容易出現(xiàn)隱裂。所以,相比之下,HIT可以在保證電池效率的同時(shí),降低N型硅片的厚度,節(jié)約硅原料成本。目前HIT硅片厚度為180um,隨著技術(shù)的不斷提升,有望降低到100um。2)HIT低溫銀漿消耗量有望減少,國(guó)產(chǎn)自足成為控本新突破。HIT電池正面電極通常在200度的低溫狀態(tài)下燒結(jié),因此必須使用
19、低溫電極漿料。而相較于高溫?zé)Y(jié)型銀漿料,低溫銀漿生產(chǎn)工藝要求更高,且運(yùn)輸過程必須采用冷鏈物流,采購(gòu)成本價(jià)格更高,大約是普通銀漿的1.1-1.2倍。隨著無主柵電池和組件封裝技術(shù)的推廣和應(yīng)用,HIT的低溫銀漿消耗量有望降低2/3。根據(jù)目前的方案,HIT電池片的正反面共需低溫銀漿280-300mg/片,合計(jì)成本1.8元/片;梅耶博格最新推出SmartWire智能網(wǎng)柵連接技術(shù),正反面銀漿用量將降低到90-100mg/片,成本將大幅降至0.6元/片。此外,與過往只能依靠?jī)r(jià)格高昂的進(jìn)口漿料不同,如果低溫銀漿實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)自足,成本將會(huì)下降到與傳統(tǒng)P型電池常規(guī)銀漿同一水平線上。截止目前,低溫銀漿國(guó)產(chǎn)化以及本地化
20、進(jìn)程不斷加快,中國(guó)企業(yè)紛紛布局,現(xiàn)已有中國(guó)的合資企業(yè)、民企具備了生產(chǎn)低溫銀漿的能力。圖17:低溫銀漿國(guó)產(chǎn)化+用量減少是大勢(shì)所趨從工序設(shè)備角度來看,相較于PERC的8道工序,HIT雖然只有4步工藝,但是需要在高真空設(shè)備中進(jìn)行,技術(shù)難度系數(shù)非常高,比肩半導(dǎo)體生產(chǎn)要求。例如,CVD設(shè)備對(duì)于鍍膜厚度要求非常嚴(yán)苛(10nm層),PVD設(shè)備要求確保高真空環(huán)境,制絨表面不能存在金屬離子,清洗技術(shù)要求更高。因此,HIT生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的成本也隨著更加高級(jí)的技術(shù)設(shè)備規(guī)格而增加。目前,控制設(shè)備投資成本主要依靠規(guī)?;蛧?guó)產(chǎn)化兩種途徑。3)提高單機(jī)產(chǎn)能效率,實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。HIT電池生產(chǎn)線包括制絨、PECVD、PVD、印
21、刷四道工藝,其中第一、三、四道工藝基本上已經(jīng)達(dá)到每臺(tái)200MW的產(chǎn)能,約合6000片電池。但是第二道工藝PECVD目前只能實(shí)現(xiàn)每臺(tái)100MW(約合3000片)的產(chǎn)能。如果要充分發(fā)揮產(chǎn)線所有設(shè)備的生產(chǎn)能力,就必須突破PECVD單機(jī)產(chǎn)能低的瓶頸,從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的規(guī)?;?,降低單位產(chǎn)能的投資成本。正如VonArdenne新推出的PVD設(shè)備價(jià)格提高了12.5%,但是產(chǎn)能提升了56.3%,單位投資額降低了26.4%,PECVD作為HIT工藝中價(jià)值量占比最高的設(shè)備,其產(chǎn)能的提升有望為投資成本的降低帶來更大彈性。4)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化有利于降低成本。HIT生產(chǎn)設(shè)備目前仍主要依靠國(guó)外進(jìn)口,整線設(shè)備投資高達(dá)10億元/GW左
22、右。如果將工藝材料(靶材、低溫銀漿等)轉(zhuǎn)為依靠國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的情況下,HIT國(guó)產(chǎn)設(shè)備的整線投資額能夠降低到5-6億元/GW,這將會(huì)推動(dòng)國(guó)內(nèi)電池片廠商積極進(jìn)入HIT設(shè)備國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程中,降低HIT生產(chǎn)設(shè)備成本,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能規(guī)?;D壳敖菁褌?chuàng)、理想、邁為、均石紛紛在HIT的不同工序布局。但HIT國(guó)產(chǎn)設(shè)備相較于PERC2-3億元/GW的設(shè)備投資額,成本仍然非常高。我們預(yù)測(cè),隨著HIT設(shè)備投資額能降至5億元/GW以下的水平,憑借HIT電池穩(wěn)定產(chǎn)出、良率高的優(yōu)質(zhì)性能,有望對(duì)PERC產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)大規(guī)模替代,HIT電池的市場(chǎng)空間非常大。3HIT技術(shù)路線設(shè)備數(shù)量少但難度高,鍍膜設(shè)備是核心設(shè)備3.1.HIT電池制備工藝較PER
23、C顯著減少,鍍膜設(shè)備地位提升HIT電池的生產(chǎn)工藝相對(duì)簡(jiǎn)單,只需要4大類設(shè)備:分別是制絨清洗設(shè)備(投資占比10%)、非晶硅沉積設(shè)備(投資占比50%)、透明導(dǎo)電薄膜設(shè)備(投資占比25%)和印刷設(shè)備(投資占比15%)。相比于PERC電池少了擴(kuò)散、激光和刻蝕步驟。但是這四步工藝的難度相對(duì)較大,而且HIT生產(chǎn)設(shè)備和PERC電池生產(chǎn)所需的設(shè)備的工藝重合度較小。通過下圖,我們可以更直觀的看到目前主要三類電池制備工藝的對(duì)比。主流的PREC工藝需要8道工藝,TOPCON電池需要10道工藝,而HIT電池只需要4道工藝。這不僅減少了生產(chǎn)時(shí)所需設(shè)備的數(shù)量,還可以降低電池的不良率、人工成本和維護(hù)成本。圖18:HIT工藝
24、步驟最少,只有4步tt耶riUFdNTH£RAEL曙玖誨衍靑圭怦投SiGUiri甘鮭mAmpuceIlli高耐徵弼間在HITDD-I卻!fit1Reul尬的IFar-il,331.1I-5l和mdk1口治山|也卜.春iiTpwJ'-rHirHHdIU1I!*«:«IMSLJni1-曲町心陽(yáng)tMI.cr14-u.ifS5:S0%l<g<s<E0Hlfrf-r悅jSI-N4釋耶毗匕半皿1JSO-lSffllV.1Iriuu!1En-TiDUTEiiil»®-:wr-c洋xwimm卻曲:a-Wnjin其中,第一步和第四步設(shè)備
25、,制絨清洗設(shè)備和絲網(wǎng)印刷設(shè)備,國(guó)內(nèi)的捷佳偉創(chuàng)和邁為股份已經(jīng)可以進(jìn)行國(guó)產(chǎn)替代。而最關(guān)鍵的鍍膜設(shè)備,PVD和CVD,則很大程度上依賴于進(jìn)口設(shè)備廠商,如梅耶博格、Singulus。優(yōu)秀的國(guó)內(nèi)廠商,如邁為股份、捷佳偉創(chuàng)和理想能源已經(jīng)開始了鍍膜設(shè)備的研制開發(fā)且小批量出貨,關(guān)鍵的CVD設(shè)備也開始進(jìn)入主流電池片廠商的產(chǎn)品認(rèn)證過程中。圖19:HIT4類設(shè)備的廠商布局TOHCON工序數(shù):料步窕©步靈PEKCHIT步驟©圖20:精曜科技整線圖在TCO鍍膜環(huán)節(jié)使用RPD圖21:梅耶博格整線圖在TCO環(huán)節(jié)使用PVD,其余和精曜科技布局一樣(1)制絨清洗設(shè)備主要是利用化學(xué)制劑對(duì)硅片進(jìn)行清洗和表面結(jié)構(gòu)
26、化。該工藝涉及到的設(shè)備是濕式化學(xué)清洗設(shè)備,雖然HIT電池和PERC電池的制絨清洗設(shè)備功能相近,但是比PREC電池要求更高。此外,這個(gè)環(huán)節(jié)中絨面質(zhì)量和化學(xué)試劑密切相關(guān),制絨液中的乙醇或異丙醇、NaOH、硅酸納三者濃度比例決定著溶液的腐蝕速率和角錐體形成情況。主要廠商有日本YAC、Singulus和捷佳偉創(chuàng)。(2)非晶硅沉積設(shè)備主要用CVD(化學(xué)沉積)的方式來鍍本征非晶硅層、P型非晶硅層、N型非晶硅層,該步驟取代了傳統(tǒng)PERCH藝中的擴(kuò)散工藝,是構(gòu)造異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵,難度較高。主要設(shè)備包括PECVD、Cat-CVD等,相比于平面鍍膜工藝的PECVD具備自動(dòng)化設(shè)備用量少、鍍膜均勻、生產(chǎn)節(jié)奏快等明顯優(yōu)
27、點(diǎn),縱向?qū)盈B式工藝的CAT-CVD設(shè)備雖然的薄膜質(zhì)量高、系統(tǒng)簡(jiǎn)單,但是對(duì)自動(dòng)化要求高,且設(shè)備復(fù)雜成本高,不容易做大規(guī)模。在供應(yīng)商方面,主要以進(jìn)口設(shè)備為主。PECVD的供應(yīng)商有MeyerBurger(梅耶博格)、AMAT(應(yīng)用材料)等,國(guó)內(nèi)邁為股份和理想能源也研發(fā)了PECVD設(shè)備;CAT-CVD的供應(yīng)商有ULVAC(日本真空)和捷佳偉創(chuàng)(和日本真空合作)。(3)透明導(dǎo)電薄膜設(shè)備主要設(shè)備有RPD和PVD,目前主流技術(shù)路線是用PVD(物理氣相沉淀)的方式制備前后表面的TCO膜。相較于PVD,RPD的效率和質(zhì)量更高,但是受制于日本住友公司對(duì)設(shè)備和靶材的壟斷,有著成本高等缺點(diǎn)。RPD的設(shè)備供應(yīng)商有Sum
28、itomo(日本住友,專利所有者)和捷佳偉創(chuàng)(獲得專利授權(quán));PVD的設(shè)備供應(yīng)商有MeyerBurger(梅耶博格)、VonArdenne(馮阿登納)、Singulus等。(4)印刷設(shè)備主要是在硅片的兩面制造精細(xì)的電路,將電極金屬化。有絲網(wǎng)印刷(包括絲網(wǎng)印刷機(jī),燒結(jié)爐,分選機(jī))和電鍍銅電極兩種技術(shù)路線。相較于絲網(wǎng)印刷,電鍍銅電極更便宜,但是也有工序較多、工藝復(fù)雜、廢水處理等問題,而且電鍍銅電極的環(huán)評(píng)存在風(fēng)險(xiǎn)。電鍍銅電極工藝不是主流,供應(yīng)商只有鈞石能源一家。絲網(wǎng)印刷設(shè)備主要供應(yīng)商有Baccini(AMAT的子公司)、邁為股份、捷佳偉創(chuàng),其中以絲網(wǎng)印刷機(jī)起家的邁為股份具備較為明顯的優(yōu)勢(shì)。圖22:H
29、IT電池生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,只需要4大類設(shè)備HIT路線的大規(guī)模應(yīng)用受限于成本,我們認(rèn)為設(shè)備是降本增效的關(guān)鍵。HIT降成本主要體現(xiàn)在設(shè)備、銀漿、靶材、N型硅片四個(gè)環(huán)節(jié),目前這些環(huán)節(jié)均有不同程度的下降。在這四個(gè)環(huán)節(jié)中,我們認(rèn)為設(shè)備是降本增效的關(guān)鍵:以前HIT的設(shè)備投資是10億/GW,隨著梅耶博格、邁為股份、捷佳偉創(chuàng)等公司的介入,我們預(yù)計(jì)到2019年年底設(shè)備成本很快會(huì)降到6億/GW以下,但跟PERC電池2.5億/GW的投資還有一定差距。非晶硅沉淀環(huán)節(jié)仍面臨100MW的產(chǎn)能瓶頸。目前對(duì)外資公司而言(梅耶博格等),250MW產(chǎn)能的產(chǎn)線是最經(jīng)濟(jì)的,價(jià)格為2-2.5億元。在HIT的四道工藝?yán)?,其他三道工藝都可以達(dá)
30、到250MW的產(chǎn)能。只有第二道工藝,非晶硅沉淀,仍然面臨100MW的產(chǎn)能瓶頸。就國(guó)內(nèi)廠商而言,邁為現(xiàn)在可以做出價(jià)格在1.5億元的250MW的產(chǎn)線。其整條線都由一臺(tái)套設(shè)備完成,即為1臺(tái)清洗制絨設(shè)備,1套PECVD設(shè)備(1臺(tái)做P型非晶硅沉積,一臺(tái)做N型非晶硅沉積),1臺(tái)PVD和1臺(tái)絲網(wǎng)印刷機(jī)。表1:邁為股份報(bào)價(jià)最低,為5-6億/GW廠商梅耶博幡料石能源我佳偉創(chuàng)邃為鷹份供舷產(chǎn)線REC山壩裊團(tuán)適戎疵挪通威合肥沒春投諭單價(jià)1億心'GW'5-10107-B5-6整條線忻拮(憶元J2.52.51.51.5單找產(chǎn)能<MW)100250250250圖23:目前各個(gè)設(shè)備公司在HIT各個(gè)環(huán)節(jié)的
31、布局情況(部分為已經(jīng)供應(yīng),部分為正在布局)壞節(jié)巴布為矗司制帕frifML自冊(cè)裂:撓專占兄1M劊魏諭洗諄備IALSiiigiiluRgfUv黃哇件創(chuàng)PECVDMe'erlluriorH站郎件榕、,5訃刊5$,理蚪能皈,邁肖股鞘.鐘石忙理ca'I'-lvIj防北1.口*直空就徒偉創(chuàng)PVDVofitrdrnrirt闿背登訥】-yl'rpurseri梅耶噢韓j.$ln£Lili4rcc帝缶克R.PIISum1Wm3札住止)Afi:her<I嗎唯共技)、雄建仟空?qǐng)盖?印沖,:n;i廟.'偲斛亍心Ji,蚯拘3.2. 制絨清洗設(shè)備:YAC具有絕對(duì)的競(jìng)爭(zhēng)
32、力HIT的制絨清洗工藝涉及到的設(shè)備是化學(xué)清洗設(shè)備,主要是利用強(qiáng)腐蝕性的化學(xué)制劑對(duì)硅片進(jìn)行清洗和表面結(jié)構(gòu)化,從而在表面制得金字塔狀的突起。制得的絨面結(jié)構(gòu)增加了入射光在硅片表面反射和折射的次數(shù),增加了光的吸收,有助于提高電池的性能。目前,制絨清洗設(shè)備已可以進(jìn)行國(guó)產(chǎn)設(shè)備替代。主要廠商有,捷佳偉創(chuàng)、日本YAC和Singulus。其中YAC的制絨清洗設(shè)備有非常強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。首先,YAC的制絨清洗設(shè)備可以在較寬的Si濃度下(0%-4%)進(jìn)行穩(wěn)定的制絨(2-lOum)。與其他產(chǎn)品相比,YAC的制絨劑TK81有著粘度低,易于制備和供應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。這樣制絨劑的腐蝕反應(yīng)速率不會(huì)很快,硅片表面金字塔結(jié)構(gòu)更加均勻,對(duì)光的吸
33、收更好。此外,高純度的化學(xué)試劑也幫助YAC制作出質(zhì)量更高的絨面,因?yàn)榍逑措s質(zhì)的效果會(huì)影響后續(xù)工藝的制備效果。因?yàn)镠IT電池制備是在低溫下完成的,無法通過后續(xù)的高溫工藝除去雜質(zhì)。所以如果在制絨清洗環(huán)節(jié)中,如果沒有把雜質(zhì)清洗干凈,這將對(duì)后續(xù)工藝造成很大的影響。圖24:制絨清洗設(shè)備對(duì)比LTp;HjrPhjfaEwfi1帥tHW矚暹鬱的輒g如/"止垃沿2梟擔(dān)能.社*:寂址豐.札4#奇耳WIP*_-.j“t,$th.電LWftiiENMitJlca:HmiNl二53(54弋壬*E刪F,LP-¥ur-i-lib',(.ifc:r£3注電花::?*肚心工芯梅連作也SC-
34、C5ZT-T0DE.-2J1F-刊誦<f.i)氓CDHFf/h心丫肥.guRF忙和暫W-?'m濃-畫些A怕協(xié)X.屋*奴晉呂血幸右X卷電竝尊忙昜求孕圄訝斗'.'艮晟刃広-吠II.t冷n片斶卜耳十特令a,>«時(shí)+iJt.4山|胡m-¥M:.5店護(hù).怦41f4l1.EH4aiECTeCfiOHn.hT«<JtE誤JI喪疝尿應(yīng)聲圭戶事昵時(shí)1書切F呱出土忙比龍扌"睪轉(zhuǎn)召比袪刖此4is4耳盍井險(xiǎn)血宴M匚*玨耳時(shí)椅耳.駁丸釘理甚mE蘭/<<:-世吐和吐護(hù)序密他工占低溫工藝導(dǎo)致HIT比PREC電池對(duì)清潔的要求更高。在
35、常規(guī)PERC電池生產(chǎn)過程中,由小金屬顆粒引起的任何污染都可以通過后續(xù)高溫工藝吸雜,從而去除這些雜質(zhì)的影響。而HIT由于生產(chǎn)工藝在低溫下完成,故在硅片制絨之后,需要進(jìn)行若干特定的表面清潔步驟以去除有機(jī)物和金屬雜質(zhì),因?yàn)楣杵砻娴臐崈舫潭仁菦Q定后續(xù)HIT電池沉積效果以及最終的鈍化效果的關(guān)鍵因素。日本設(shè)備商在采購(gòu)化學(xué)制劑方面有顯著優(yōu)勢(shì)。圖25:在制絨清洗環(huán)節(jié),HIT比PERC多了制絨前后的氧化清洗環(huán)節(jié)因此,這個(gè)環(huán)節(jié)中硅片的質(zhì)量和化學(xué)試劑密切相關(guān),制絨液中的乙醇或異丙醇、NaOH、硅酸納三者濃度比例決定著溶液的腐蝕速率和角錐體形成情況。但是目前HIT電池制絨添加劑成本還是較高,主要原因還是在于依靠從日
36、本進(jìn)口添加劑,因此YAC作為日本公司具備天然的優(yōu)勢(shì)。但添加劑本身的成本非常低,目前國(guó)內(nèi)相關(guān)廠家也在研究制絨添加劑并已有所突破,所以相信這部分成本會(huì)很快降下來。3.3. CVD鍍膜設(shè)備:占整線投資額比例最高的核心設(shè)備第二步非晶硅薄膜沉積為核心工藝,需要CVD鍍膜設(shè)備來完成。該工藝涉及本征和摻雜非晶硅薄膜的多層堆疊,并在納米尺度上對(duì)其進(jìn)行控制。因?yàn)閜-n異質(zhì)結(jié)是在n型晶硅襯底表面形成,并且沉積層決定鈍化的效果,因此這一步驟是決定HIT電池性能好壞的關(guān)鍵。CVD鍍膜設(shè)備占整線設(shè)備投資額的50%,最為關(guān)鍵。在國(guó)產(chǎn)化的背景之下,如果按照1GW=4條線計(jì)算,每條線250MW需要1套PECVD鍍膜設(shè)備(即兩
37、臺(tái)設(shè)備,一臺(tái)鍍正面P型非晶硅膜,一臺(tái)鍍背面n型非晶硅膜,鍍p膜和n膜之前兩臺(tái)設(shè)備分別鍍兩面的本征非晶硅膜),我們預(yù)估單臺(tái)設(shè)備的投資額是2500-3000萬元,因此每條線所需的PECVD鍍膜設(shè)備投資額為5000-6000萬元,貝91GW對(duì)應(yīng)的該設(shè)備投資額約為3000*2*4=2.4億元,在HIT電池生產(chǎn)過程中投資額最高,也最為關(guān)鍵。CVD設(shè)備中,PECVD是主流,具備自動(dòng)化設(shè)備用量少、鍍膜均勻、生產(chǎn)節(jié)奏快等明顯優(yōu)點(diǎn)。PECVD設(shè)備的供應(yīng)商包括瑞士的MeyerBurger、瑞士的INDEOtec、中國(guó)臺(tái)灣的精耀科技、中國(guó)理想能源公司和中國(guó)邁為股份。1)MeyerBurger的PECVD設(shè)備HELi
38、APECVD,采用直接RF等離子體平行板反應(yīng)器設(shè)計(jì),已獲得專利認(rèn)證,并大規(guī)模用于生產(chǎn)。公司專門為其開發(fā)了S-Cube等離子體技術(shù),盒中盒式的設(shè)計(jì)有助于實(shí)現(xiàn)極低的污染和均勻的沉積。該設(shè)備支持每小時(shí)2400片硅片的生產(chǎn)量,在區(qū)熔單晶硅片(FZ)型上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了超過10ms的有效少子壽命,在直拉硅片(CZ)上實(shí)現(xiàn)了超過2ms的有效少子壽命。2)臺(tái)灣精耀科技已經(jīng)開發(fā)了基于平行線等離子體的PECVD設(shè)備,并已申請(qǐng)專利授權(quán)。該技術(shù)能提供均勻的薄膜沉積和清潔處理環(huán)境,將有效減少污染。該設(shè)備每小時(shí)的額定生產(chǎn)量為2520片硅片。目前晉能和臺(tái)灣NSP等光伏制造商正在使用其生產(chǎn)的PECVD設(shè)備。3)瑞士INDEOte
39、c公司的核心技術(shù)可在沉積過程中避免破壞真空,有效解決了污染本征非晶硅薄膜的問題。HIT電池生產(chǎn)過程中需要沉積本征非晶硅膜和摻雜非晶硅薄膜,當(dāng)在同一腔室中進(jìn)行沉積時(shí),存在來自先前沉積步驟的摻雜劑污染本征非晶硅薄膜的風(fēng)險(xiǎn)。瑞士INDEOtec公司開發(fā)了抗交叉污染處理(ACCT)特殊技術(shù),盡管該技術(shù)能有效降低污染風(fēng)險(xiǎn),但是也存在降低效率的局限性:基于n型單晶硅片標(biāo)準(zhǔn)工藝流程的無主柵HIT電池效率為23.14%,而此方法的效率為23.04%。4)鈞石能源也已進(jìn)入HIT電池生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域,憑借其薄膜光伏設(shè)備的背景以及建立600MW硅片廠中所獲得的經(jīng)驗(yàn),開始為HIT電池提供包括PECVD在內(nèi)的關(guān)鍵沉積設(shè)備,
40、該設(shè)備在托盤內(nèi)可實(shí)現(xiàn)+/-5°C的溫度均勻性,每小時(shí)額定生產(chǎn)量為3,000片硅片,正常運(yùn)行時(shí)間達(dá)到90%。5)Singulus公司正處于開發(fā)PECVD技術(shù)的初始階段。6)理想能源公司的沉積系統(tǒng)正在被漢能使用。7)邁為僅需驗(yàn)證CVD設(shè)備,即可在HIT整線領(lǐng)域取得突破性成績(jī)。邁為的一套PECVD設(shè)備僅需2臺(tái)(一臺(tái)i和P層(正面),一臺(tái)i和N層(背面),和其它設(shè)備供應(yīng)商相比在非晶硅薄膜沉積環(huán)節(jié)所需設(shè)備數(shù)量較少,2臺(tái)設(shè)備產(chǎn)能互相匹配,每小時(shí)的生產(chǎn)量為6000片硅片。公司的清洗制絨和PVD設(shè)備分別采購(gòu)自日本和德國(guó),印刷使用自主研發(fā)的設(shè)備,因此,未來只需驗(yàn)證PECVD設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性,邁為的
41、整線設(shè)備即可在HIT設(shè)備領(lǐng)域具備顯著的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。圖26:PECVD鍍膜設(shè)備對(duì)比EzidvilGEirOCTOftjS('n:TTI.比械心葩求PECVIIMlrrnrrt勒則強(qiáng)狛農(nóng)誠(chéng)8我克代覽克抽亡樂用怖件此下.E兀實(shí)W即靭吐扎菲國(guó)M電他礙tw址占.忖兄包存4:*既&*第El如社.INLtnlnob(tut-L-5)S-JnuEuiUMBKMLS耳GFJ|£龍宅12.乞耳嚇i-r!-3O.4<耳冬屯:土龜¥址赴車已曲*din-舊;出雋知iiimr臺(tái)齊嶺曲氐無樋甜博件44fl汁.fr+<n*£ir:.<.(;wKA,-間時(shí)£
42、;J-嗎壯sh"M-帶*mil電海*椰;1,?“iiA遼記蘭T-<-rl鼻出已電詫環(huán):*.wMistingarK£i4il也蟲匸*艮円;澤*杲7創(chuàng)1ZI?1*(fl/#)4+USJDTBuggerHELiA壬注AiMikL.i硒i*頰iCj!JJ99二靈城奄坳卻.出鼻丸;Eif釣飩匕&"fT:.*/VT+.-,:忙町Jt!l£:.“<匕二.;".*Itr.4>iilF3?i<ff.-:i<S.£-S<X.+匕疋甲,一工J.,-r-7fv'i-'ir/d3;f-:rii4-f.
43、tr*X.tt!UI-XN041玄妁河£少遂川*咒Z圖27:理想公司PECVD設(shè)備布局腔室結(jié)構(gòu)雖蜃體55ESi*上=嗎霍E?託哩.唱悴丁吃不凰嚴(yán)"J哪miTEJ3RW.±冃1£尸孫修mm氣嚇加I弘.砂曜ZH:>1REkMjniBmiiJtHaMfl理畑公司的腔室結(jié)構(gòu)auKa*th*<TTrici-phciTf5:5»W?Q3IkIMTF卿Irt滬3.4. TCO鍍膜環(huán)節(jié):PVDvsRPD路線之爭(zhēng),現(xiàn)階段更看好PVD制備方式第三步TCO膜沉積通常應(yīng)用濺射的方法在PVD設(shè)備中完成。制備TCO薄膜也是HIT電池生產(chǎn)工藝中非常重要的一步,須
44、注意保持電池背面的非晶硅薄膜的鈍化特性。TCO薄膜的質(zhì)量將影響橫向電荷收集。此外,TCO的透明度和電阻率也非常重要。TCO鍍膜環(huán)節(jié)可采用PVD和RPD兩種沉積方式。VonArdenne,MeyerBurger,Singulus和鈞石能源是領(lǐng)先的PVD設(shè)備供應(yīng)商。INDEOtec公司的Octopusll沉積系統(tǒng)也可以實(shí)現(xiàn)TCO薄膜的沉積。目前精曜科技和日本住友正在推廣反應(yīng)等離子體沉積(RPD)制備方式,后者的RPD設(shè)備獲得專利授權(quán)。目前捷佳偉創(chuàng)已獲得住友重工(中國(guó)大陸地區(qū))授權(quán)研發(fā)制造RPD設(shè)備。RPD制備與PVD制備相比,屬于HIT電池生產(chǎn)TCO膜的跨越性升級(jí)技術(shù),其可幫助HIT拉大與PERC
45、和Topcon等技術(shù)的效率差距,保持HIT電池在效率上的絕對(duì)領(lǐng)先性。圖28:TCO鍍膜環(huán)節(jié)設(shè)備對(duì)比,日本住友、精耀科技正在推廣RPD設(shè)備雀蠱鼻池甘豪書片A<<fl/MgSIdhiJufAldenn?詁也比lm孔“£弭蜻*砒棲fji夬<?nBrftH方會(huì)譏倉(cāng)-fir/ftF.f葉斟工乞血UHHt韭檢-;礙辻址箱扎Ch4上礙H44H*1T1膜該翼血#L豈是詁需趙舉甫姑*陽(yáng)機(jī)屯較屆TJT燭七觀酣加鼻后和*葛后芯忙島卓l|的*甘.*.丄剛54它屮屯墓占;出顯哥艸.包£覽.養(yǎng)矗電念巴第嶺對(duì)»ii-AsbS-Hrd卄乂肩.町配暮址普如暗t=±H嗎謝
46、町濟(jì)5乎電弓兀世亶翕什工段長(zhǎng)迥M上丄它帆*t弗卅軌RF-35反丘孔菲姜弓ARCH?LSL:|買扯專酗!SttUA配I比怙口I+坨五4*_tf:LMAUni.3LALIPlotIfPlloitUMT馭切匕】.巧;2£Q0XEI.TUI7Arl臺(tái)嬪匚出輒巧那卉劇Is出円DiRSr站眾Pi】。諱尢曲臬才內(nèi)舉M環(huán)桃刊蚩-+«>.左啟*0*電車遇IU-fl:丘加m.'匚邑屮電*衛(wèi)晦卻龍、直出翼卄彷It:;孑藝兀.豈勺JL:弓總.ftSy.于盒H壬.區(qū)農(nóng)虬喪事礙壬和亠士業(yè)河h,曲護(hù)即E逢驊艙常樂.可!*峪典烈氐記雀辺葉m,jHr?:巧瓷準(zhǔn)冉扌H社肖;忌母卻箱甲芍緒鼻咔應(yīng)J
47、_a,時(shí).Ft為j:0HA;部臟監(jiān)苣牝朮F圧電配桿康眞如甩匕井.gnN.也遇唯站0N心闔苦片耳舜厚矍斗耳曰hA也獰r-p-jsrm也性如UEKE1CS1AB££0倍f¥DMflU奩紀(jì)USFVDdttd(I:lift工讀蠶討辺料屯匕只杠卄矣聞船:一提悍壬2也岌牡盯特邑的置躍卄£41*典RPD制備存在如下優(yōu)點(diǎn):(1)電性能方面,RPD設(shè)備效率更高。根據(jù)2018年某國(guó)內(nèi)客戶量產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),排除設(shè)備異常等特殊情況,RPD設(shè)備較PVD設(shè)備提升約0.4%的絕對(duì)值效率;(2)RPD設(shè)備量產(chǎn)穩(wěn)定。精曜科技的RPD設(shè)備量產(chǎn)率穩(wěn)定在98%以上,平均98.5%以上;(3)電池效
48、率方面,RPD設(shè)備(23%)高于PVD設(shè)備(22.5%);(4)組件成本方面,RPD設(shè)備(2.13元/W)低于PVD設(shè)備(2.18元/W);(5)毛利率方面,RPD設(shè)備(17.64%)高于PVD設(shè)備(12.68%);(6)其它優(yōu)點(diǎn):RPD設(shè)備工藝溫度較低,而在Sputtering制備下,工藝溫度約在150度以上;沉積速率較快;對(duì)非晶硅轟擊弱;薄膜結(jié)晶度高,粗糙率低;薄膜透過率高,電阻率低,低自由載子吸收確保有高的長(zhǎng)波和長(zhǎng)穿透率;低離子轟擊,RPD制備下,離子轟擊能量小于30eV,遠(yuǎn)低于PVD,有效確保非晶硅層與TCO接口的高質(zhì)量;優(yōu)異的結(jié)晶特性;優(yōu)異的短路電流,RPD設(shè)備工作電壓在15-20V
49、左右;RPD設(shè)備改善空間大,可進(jìn)一步提高產(chǎn)能,降低生產(chǎn)成本。表2:PVD和RPD相關(guān)參數(shù)對(duì)比工藝規(guī)覽i5rc以上常溫優(yōu)于PVDU.輜左右電池效串22t:sm23.臨紐件成木(JL/wj2,131.13組件功事iv317324低高12+那17*4%電也產(chǎn)能(MV)91,86IG0組仲產(chǎn)能【MW)K9397圖29:RPD與PVD比較RPD與PVD的比較1106詐娜£Us«oalEKlal«MVlIMSStKV)RPD'J腐w 吋口 HFBTSfr4IlfcihHfTHifrinortfyCJirWr0m髯列c<nJRPD制備同樣存在顯著的缺點(diǎn):(1)受制
50、于日本住友專利技術(shù),核心部件依賴進(jìn)口,設(shè)備價(jià)格較高。RPD設(shè)備鍍膜需要鍍正反兩面的膜,原來的純進(jìn)口設(shè)備鍍一面需要270萬美元,一條線需要2臺(tái)設(shè)備,捷佳偉創(chuàng)RPD設(shè)備獲得住友授權(quán)國(guó)產(chǎn)化后,鍍單面的價(jià)格為1500萬元,價(jià)格降低,但依然高于PVD設(shè)備;(2)市場(chǎng)空間小,產(chǎn)能優(yōu)勢(shì)無法充分發(fā)揮。盡管RPD制備較PVD產(chǎn)能大,但目前RPD設(shè)備的耗材、零件供應(yīng)商較少,且設(shè)備供應(yīng)商單一,無法形成有效競(jìng)爭(zhēng),因此產(chǎn)能優(yōu)勢(shì)無法得到充分發(fā)揮。(3)所需設(shè)備較多。RPD制備下需要兩臺(tái)設(shè)備才能完成TCO沉積工藝,PVD制備下僅需一臺(tái)設(shè)備。短期,我們更看好PVD制備方式在HIT電池規(guī)?;a(chǎn)過程中的應(yīng)用。盡管RPD制備下生
51、產(chǎn)的HIT電池質(zhì)量更好,但PVD設(shè)備在產(chǎn)能(RPD的2倍,可以做到6000片每小時(shí))、價(jià)格(二分之一左右)、設(shè)備穩(wěn)定、市場(chǎng)空間大等方面更具優(yōu)勢(shì)。因此,就目前來看,RPD設(shè)備的質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)不足以彌補(bǔ)其在上述方面的劣勢(shì),因此我們更看好PVD設(shè)備。但國(guó)內(nèi)的PVD設(shè)備較國(guó)外存在較大差距,德國(guó)的馮阿登納公司優(yōu)勢(shì)明顯,2019年已經(jīng)推出了8000片每小時(shí)的最新產(chǎn)品。下圖將鍍膜設(shè)備大體劃分為5部分,其中高附加值的部分大都依賴進(jìn)口。表3:HIT鍍膜設(shè)備大體分為5部分,附加值高的產(chǎn)品大都依賴進(jìn)口it膜設(shè)備神嵐址備摘述.1冃空形成寶統(tǒng)2 總射肝牝汽枳系純3 兀枳壞覽左屯系汽4監(jiān)理盍紀(jì)檸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)闔內(nèi)技術(shù)力呈較低
52、6;辱管凹內(nèi)有怨力制作熱嵌炭糸毀、但普遽讖用的也于檜幕城盂年依惓依額進(jìn)口“乩空計(jì)相毛似孫掰儀思程城英囚*臭國(guó).德國(guó)*可義壟斷.韭變義純吹決定T坡膜迂備的旗.£產(chǎn)尢拄累疣的可弄桂較是漑范.牡按搞統(tǒng)方面.一耗由昊國(guó)金司生產(chǎn)+至少國(guó)嚴(yán)的主妾聖件(就光歸和光功4計(jì)依熬需要從美團(tuán)進(jìn)口嶄度.近吃年掏內(nèi)已經(jīng)扯入愛產(chǎn)"我們認(rèn)為PVD設(shè)備無法國(guó)產(chǎn)化的根本原因在于技術(shù)人員整合不足。技術(shù)人員很難同時(shí)兼顧自動(dòng)化設(shè)計(jì)、鍍膜和制造三方面,因此我們認(rèn)為這是PVD設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的關(guān)鍵突破點(diǎn)之一,設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化也有利于降低HIT電池生產(chǎn)成本,進(jìn)而推動(dòng)其加快產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。3.5. 電極金屬化環(huán)節(jié):絲網(wǎng)印刷vs電鍍,絲
53、網(wǎng)印刷更優(yōu)且降本空間大絲網(wǎng)印刷和電鍍銅是HIT金屬化的主要方法。由于HIT電池結(jié)構(gòu)與常規(guī)電池完全不同,因此HIT的金屬化工藝也不同。HIT電池采用非晶硅薄膜,將工藝溫度限制在200°C至220。C的低溫環(huán)境下,而其它電池通常在約800°C的較高溫度下進(jìn)行燒結(jié),所以金屬化的主流技術(shù)路線絲網(wǎng)印刷通常使用可在低溫下固化的特殊銀漿。銀漿的使用有一定的局限性,如加工時(shí)間長(zhǎng)和電阻較高,后者導(dǎo)致只有在銀漿沉積量較高的情況下,才能使導(dǎo)電率保持在相同水平,漿料成本也隨之增加。銀漿用量大成本高的缺點(diǎn)促進(jìn)了替代金屬化方法的發(fā)展,例如電鍍。同時(shí)金屬化工藝的選擇與組件生產(chǎn)中的互連技術(shù)密切相關(guān)。因此,
54、在選擇HIT電池的表面金屬化技術(shù)時(shí),必須認(rèn)真考慮電池片互聯(lián)問題。絲網(wǎng)印刷是HIT電池金屬化的主要手段,目前在低溫固化銀漿領(lǐng)域取得進(jìn)展。絲網(wǎng)印刷技術(shù)是光伏制造商普遍采用的工藝,但HIT電池使用的低溫銀漿為印刷增加了一定難度,主要不便之處在于低溫聚合物必須在-40°C下儲(chǔ)存,此外一旦打開容器,聚合物就開始反應(yīng),這意味著必須立刻使用漿料。目前HIT電池在低溫固化銀漿領(lǐng)域已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展,德國(guó)Heraeus和俄羅斯Monocrystal等漿料供應(yīng)商可提供在室溫下存儲(chǔ)和加工的低溫固化漿料。我們認(rèn)為HIT降本的關(guān)鍵在于降低設(shè)備成本和金屬化環(huán)節(jié)成本,后者的主要手段是絲網(wǎng)印刷,主要突破口在銀漿成
55、本。根據(jù)最新的調(diào)研成果,HIT電池中成本占比最大的是銀漿,為27%。絲網(wǎng)印刷的產(chǎn)能,以200MW為例,目前為5000片/小時(shí)(PERC為7000片/小時(shí))。普通的HIT電池正反面的銀漿消耗量在280-300毫克,而低溫銀漿的價(jià)格在6000元/千克左右,由此我們估算每塊電池片銀漿的成本為1.8元。MeyerBurger的SmartWire智能網(wǎng)柵技術(shù)能有效降低絲網(wǎng)印刷成本。該技術(shù)去掉正反面5根主柵,剩下的細(xì)柵直接用金屬絲連接,正常情況下正反面細(xì)柵銀漿耗量為90-100毫克,則我們預(yù)計(jì)每塊電池片可節(jié)省的細(xì)柵銀漿成本(同樣以6000元/千克進(jìn)行估算)為1.2元。同時(shí)去掉5根主柵,可將正反面印刷主柵的印刷頭從4個(gè)減至2個(gè),這樣印刷頭的成本將降低200-300萬,而效率沒有太大區(qū)別。電鍍是可替代絲網(wǎng)印刷的一項(xiàng)技術(shù)。與絲網(wǎng)印刷相同,電鍍也需要進(jìn)行特定的改進(jìn)才能使其適用于HIT電池,主要原因系HIT電池表面存在導(dǎo)電的TCO薄膜。鈞石能源公司使用電鍍方式替代絲網(wǎng)印刷,與普通的印刷使用低溫銀漿對(duì)比,成本大幅下降。具體過程包括六步:PVD做銅種子層、邊緣刻蝕、正反覆蓋干掩膜、電鍍、去掩膜和反刻種子層。綜合來看,我們認(rèn)為絲網(wǎng)印刷未來可實(shí)現(xiàn)降低銀漿成本的目標(biāo),較電鍍具備更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。電鍍的
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