HJT靶材行業(yè)降低銦耗量分析

1、HJT靶材行業(yè)降低銦耗量分析異質結靶材行業(yè)成長性靶材具備多樣化的特點。根據不同的形狀，靶材分為長靶、方靶、圓靶、管靶，而根據不同的組成成分，靶材主要分為金屬、合金、陶瓷靶材。不同構成的靶材其性質大不相同，因此根據不同領域的不同需求，也衍生出多樣化的靶材。TCO（TransparentConductiveOxide）薄膜具備透明陷光和收集載流子雙重作用。TCO薄膜能夠在380-780nm范圍內具有高透率，同時氧化物具備優(yōu)良的導電性而廣泛應用于傳感器、平板顯示器、半導體等領域。Badeker最早在1907年報道了氧化鎘（CdO）薄膜，是最早關于TCO薄膜的研究。異質結輔材HJT電池不斷刷新轉換效率

2、記錄。2022年6月隆基綠能經德國哈梅林太陽能研究所(ISFH)測試M6全尺寸電池轉換效率達26.50%，創(chuàng)造了大尺寸單結晶硅光伏電池效率新世界紀錄。而在今年3、4月隆基和邁為股份分別在無銦、低銦異質結電池上創(chuàng)造25.40%、25.62%的轉換效率。即使小規(guī)模甚至是不使用稀有金屬銦，異質結電池仍然能夠維持較高的轉換效率，異質結電池距離大規(guī)模量產更進一步。HJT降本路徑清晰，發(fā)展?jié)摿^大。今年以來異質結在銀包銅、網版、靶材、薄硅片、210尺寸半片、設備投資額等各環(huán)節(jié)均有降本突破，單線產能已經升至600MW。異質結具備工藝流程短、天然適應薄硅片的優(yōu)勢，因此產業(yè)鏈仍未完全定型，將來仍有較大的提升空間

3、。不僅如此，HJT電池具備低溫度系數(shù)、高轉換效率、高雙面率、低衰減、低碳足跡等各方面優(yōu)點，同時低溫工藝完美適配鈣鈦礦疊層工藝，發(fā)展天花板進一步提升。異質結大規(guī)模量產線即將落地。據不完全統(tǒng)計，截至2022年6月，正在運行的異質結中試線、量產線總產能約為9GW，其中國內的安徽華晟、金剛玻璃、東方日升、愛康科技均有著明確的擴產計劃，2022年底和2023年初，HJT產能第一批大規(guī)模GW級量產線將集中落地。HJT產能的快速釋放將帶動靶材需求快速提升。根據PVInfolink的統(tǒng)計，預計2022-24年HJT電池產能將分別達到14、38、70GW，未來三年CAGR達127%。TOPCon電池正面單晶硅的

4、P+型發(fā)射極與背面的N+型摻雜多晶硅均具有良好的載流子傳輸能力以及導電性能，因此無需TCO膜，而對于HJT電池來說TCO薄膜是必須的，HJT產能的快速釋放將帶動相應靶材需求快速提升。目前HJT電池技術本身的發(fā)展已經漸趨成熟，各廠商量產效率達到了24.5%左右的水平，其中華晟新能源、愛康科技、東方日升、金剛玻璃以高量產轉換效率和大規(guī)模擴張產能成為異質結行業(yè)的領軍企業(yè)。降低銦耗量銦價和銦金屬的稀有性限制ITO靶材大規(guī)模應用。銦主要是鋅礦的伴生金屬，無法形成具有工業(yè)價值的獨立礦床，全球約有95%的銦來自于鋅礦生產。根據中國銦資源動態(tài)物質流研究表明，2017年我國查明銦儲量為18016噸，2019年中

5、國原生銦產量占比39%。從消費端來看，全球銦消費量從2000年的371噸增長至2019年的1760噸，2019年我國銦靶材制造消耗銦133噸，占國內總消費量的70%。目前我國銦價在1500元/kg左右浮動。復合TCO膜結構可以通過材料間功函數(shù)的匹配程度降低TCO薄膜與非晶硅、金屬電極兩種界面之間的接觸電阻。半導體-半導體界面（TCO薄膜-非晶硅界面）：TCO薄膜可視為半導體，功函數(shù)低的一端電子會向功函數(shù)高的一端遷移，在N型非晶硅層上需選擇高功函數(shù)的TCO材料以利于電子向TCO膜層遷移，同時P型非晶硅層上需選擇低功函數(shù)的TCO材料以利于電子向P型非晶硅層遷移。TCO-II應兼具優(yōu)良的導電、透光性

6、，優(yōu)選IZO、IZrO、ITO（99:197:3），氧化錫含量越少，功函數(shù)越高。金屬-半導體界面（TCO薄膜-非晶硅界面）：TCO薄膜應選取低功函數(shù)的材料以利于電子向金屬電極遷移。TCO-I錫含量越多，功函數(shù)越低，但透光率越差，因此膜厚度控制在5-20nm。靶材制造工藝壁壘靶材的核心需求是高密度、高純度、高均勻性。進風溫度、燒結升溫速率、成型壓力、粘結劑、分散劑、穩(wěn)定劑含量等均會影響靶材的性能。不同應用領域對靶材材料的選擇和性能要求存在差異，其中半導體靶材的技術和純度要求高，平板顯示器靶材的材料面積和均勻度要求高。目前對濺射靶材的研究朝著多元化、高純度、大型化、高濺射速率、高利用率等方向進行。

7、ITO靶材本質屬于陶瓷，內部晶體結構需要工藝技術搭配出來，對透光率、導電率、硬度、平整度、純度都有要求，比金屬靶材的工藝更為復雜，技術壁壘較高。作為平板顯示器制造中的核心材料，氧化銦錫（ITO）靶材主要用于透明導電膜，是靶材中技術難度較大的產品。ITO靶材本質屬于陶瓷，內部晶體結構需要工藝技術搭配出來，制造過程中ITO的透光率、導電率、硬度、平整度、純度都有要求，比金屬靶材的工藝更為復雜，技術壁壘較高。HJT量產前提非晶硅鈍化是異質結鈍化結構的核心。硅錠切割產生硅片，其表面晶格受損而產生大量的懸浮鍵，這些擁有大量固有缺陷的切片進入電池生產流程的時候，會使載流子復合概率增大。異質結通過晶硅和非晶硅形成PN結，而非晶硅鈍化能夠使晶硅表面缺陷處于不活躍狀態(tài)，從而提高成品電池片的轉換效率。HJT2.0總體結構由正面至背面分別是復合TCO薄膜、N型摻雜非晶硅薄膜（微晶化）、本征非晶硅薄膜、N型晶硅、復合本征非晶硅薄膜、P型非晶硅、TCO薄膜。完成鈍化接觸的非晶硅幾乎不具備橫向導電性，因此引入了同時具備優(yōu)異光、電性能的TCO薄膜。目前異質結TCO薄膜制備方法一般有物理氣相沉積（PVD）和反應等離子體沉積（RPD）兩種方法，PVD應用更加廣泛，其原理是電子在電場的作用下，與氬原子發(fā)生碰撞，激發(fā)出二次電子和Ar+，而后Ar+在電場作用下被加速，以高能量轟擊靶材而發(fā)生能