2024光伏行業(yè)深度研究

材料供應 材料供應 材料供應

切 割 機

光伏發(fā)電的基本原理是利用半導體的光生伏特效應（PhotovoltaicEffect），在太陽能電池內(nèi)部PN由于半導體內(nèi)載流子濃度的差異，在PN結(jié)會形成一個由N指向P的內(nèi)電場。當太陽光照射在半導體表面，PN結(jié)附近的電子吸收能量變?yōu)橐苿拥淖杂呻娮樱瑫r在原來的位置形成空穴。自由電子受到內(nèi)電場的作用會向N區(qū)漂移，同時對應空穴向P區(qū)漂移。當連接電池正負極形成閉合回路時，自由電子受到內(nèi)電場的力從P圖：太陽能電池發(fā)電原 多晶硅片首先需要在多晶爐里形成硅鑄錠，之多晶硅片首先需要在多晶爐里形成硅鑄錠，之進一步加工，在單晶爐里形成單晶拉棒，在經(jīng)硅 硅礦 三氧化

拉 單 截斷切 分選檢單晶生長 開方 170萬140機160120160 26816接，將旋轉(zhuǎn)的籽晶下降與熔體浸潤接觸，逐步圖：單晶生長爐示意接，將旋轉(zhuǎn)的籽晶下降與熔體浸潤接觸，逐步圖：硅片機（奧特維截斷機主要用于切除單晶硅棒的頭部、尾部及超出客戶規(guī)格的部分，將單晶硅棒分段成切片設備圖：高測股份截斷 型電池原材料為P型電池主要是BSF電池和PERC電池。N型電池目前投入比較多的主流技術(shù)為HJT電池和TOPCon。P型電池傳統(tǒng)單晶和多晶電池主要技術(shù)路線為鋁背場技術(shù)（AI-BSF），目前主流的P型單晶電池技術(shù)N型電池，隨著P型電池逐漸接近其轉(zhuǎn)換效率極限，N型將成為下一代電池技術(shù)的發(fā)展方向。N型電池圖：電池片技術(shù)路 硅片在經(jīng)過一系列的加工程序之后需要進行清洗清洗的目的是要消除吸附在硅片表面的各類污染物，并制做能夠減少表面太陽光反射的絨面結(jié)構(gòu)（制絨），且清洗的潔凈程度直接影響著電池片的成品率和可靠率。制絨是制造晶硅電池的第一道工藝，又稱“表面織構(gòu)化”。有效的絨面結(jié)構(gòu)使得入射光在硅片表面多次反射和折射，增加了光的吸收，降低了反射率，有助于提高電池的性POCl3液態(tài)分子在N2載氣的攜帶下進入POCl3+O2→P2O5+P2O5+Si→SiO2+去除硅片表面氧化層及擴散時形成的磷硅玻璃備，PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition；制作減少硅片表面反射的SiN（～80nm）；用絲網(wǎng)印刷的方法，完成背場、背電極、正柵線烘干金屬漿料，并將其中的添加料揮發(fā)（前3個區(qū)）；在背面形成鋁硅合金和銀鋁合金，以制作良好的背接觸（中間個區(qū)）；P需加熱到鋁硅共熔點（℃）以上。經(jīng)過合金化后，隨著溫度的下降，液相中的硅將重N在正面形成銀硅合金，形成良好的接觸和遮光率；Ag漿料中的玻璃添加料在高溫度）下燒穿SiN膜，使得Ag金屬接觸硅片表面，在銀硅共熔點（760度）PlasmaPSGScreenTestingand

生產(chǎn)涉及到設備眾多。生產(chǎn)涉及到設備眾多。主設備有清洗機、制絨機、擴散爐、刻蝕機、PEVD、絲網(wǎng)印刷設備等。根據(jù)工藝升級，會導致設備升級早該或更替。隨著傳統(tǒng)BSFSchmidRenaSchmidRenaPNTempressSystemsCentrothermPhotovoltaicsAG公SchmidRenaSiNxCentrotherPhotovoltaicsRoth&Rau 電池均采用PERC技術(shù)，平均轉(zhuǎn)換效率達到22.8%，同比提高0.5個百分點；采用PERC技術(shù)的多晶黑硅

BOM,23.5%23.5%22.6%22.7% 隧穿氧化層鈍化接觸（tunneloxidepassivatedcontact，TOPCon）太陽能電池，是2013年在第隧穿氧化層鈍化接觸（tunneloxidepassivatedcontact，TOPCon）太陽能電池，是2013年在第圖：TOPCon（a）、TOPCon35—超薄隧穿氧化層（1.2PERC電池到TOPCon主流主流TPCn電池采用N型硅片，需要在PEC產(chǎn)線上增加硼擴散設備，背面的Si2隧穿層和摻雜多晶硅層，分別采用原位熱氧和原位摻雜的方式在LPD（低壓化學氣相沉積）中沉積，因此還需要在PE產(chǎn)線上增加LPD單W6TOPCon設備中，擴散設備，PECVD，印刷設備占產(chǎn)線價值量是33%、17%、15%工 工 設

工工 設備廠家參擴散爐（改造擴散爐（改造PECVDPECVD/ALDBSG

瑞納/JJCJJC

JJCJJC鍍 紅太陽鍍 紅太陽 電注電注 時測試分 1.2PERC電池到TOPCon

動力,5%其他材料, 其他,

1.2異質(zhì)結(jié)電池（T）：由兩種不同的材料組成，即在晶硅和非晶硅薄膜之間形成PN結(jié)，即在N型晶體硅片正反兩面依次沉積厚度為5~0m的本征和摻雜的非晶硅薄膜以及透明導電氧化物（TO）薄膜 工 設PVD/RPDPECVD1.2BOM,目前，單W制造成本0.93-0.98設備：單GW投資額由之前15億元有望降雙面ITOITO→SiNx/ITO

350mg/pcs→200mg/pcs→350mg/pcs→200mg/pcs5BB→9BB→12BB→SMBB→0BB22.5%→23%→23.5%→24.0%1.225.26%25.26%24.73%1.2HJT設備競爭格局：國內(nèi)廠商捷佳偉創(chuàng)、邁為股HJT設備競爭格局：國內(nèi)廠商捷佳偉創(chuàng)、邁為股份、金辰股份等國內(nèi)廠商已經(jīng)實現(xiàn)部分或全部設下游電池片產(chǎn)能：目前國內(nèi)產(chǎn)能已建產(chǎn)能約2950MW，未來待建產(chǎn)能約52GW。其中愛康、鈞石、華晟等產(chǎn)能處于領(lǐng)先地位，新玩家如山煤TOC鈞石能源、股份、 1.2PERC/TOPcom/HJT業(yè)預計2024-25年HIT單位投資額或達到2.5億元左右。靜態(tài)看，TOPCon比PERC高0.08元/W，HIT比PERC高0.2-0.3元/W；動態(tài)看，TOPCon可以基于現(xiàn)有PERC產(chǎn)線升級，有了規(guī)模效應，TOPCon將有望進一步降低成本和提升性能；長期看，包括SMBB、納米晶硅等技術(shù)都可適用TOPCon；從良率來看：目前PERC的良率大致為98%-99%，TOPCon在94%左右（隆基大約96%）HIT良率

1.2指狀集成在電池的背面。電池前表面收集的載流子要穿過襯底遠距離擴散至背面電極，所以指狀集成在電池的背面。電池前表面收集的載流子要穿過襯底遠距離擴散至背面電極，所以一般采用少子壽命更高的N型單晶硅襯底。這種結(jié)構(gòu)避免了金屬柵線電極對光線的遮擋，結(jié)合前背表面均采用金字塔結(jié)構(gòu)和抗反射層，最大程度地利用入射光具有更高的短路電流，有實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。IBC電池在當前各電池技術(shù) 工 設 工 設 資料來源：梅耶博格，華西證券研究所整理注：紅色字體為新加設1.2C電池：將T非晶硅鈍化技術(shù)與C相結(jié)合，開發(fā)出C電池。對比BC，采用氫化非晶硅層作為雙面鈍化層，背部形成局部異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)或側(cè)高開路電壓。對比，前表面無電極遮擋，采用OOC電池：將TPCn鈍化接觸技術(shù)與C相結(jié)合，研發(fā)出PL-C（C）電池。多晶硅氧化物（PLSi2背面Si2鈍化薄層形成局部微孔，通過微孔和隧穿特性實現(xiàn)電流的導通，能在不損失電流的基礎(chǔ)圖：HBC電 C電池目前有少部分國內(nèi)外公司進行布局，例如SunPer公司、G、FuuraSn、天合光能等。從目前研發(fā)和量產(chǎn)進展看，美國SnPer最早實現(xiàn)C電池量產(chǎn)，014年其第三代C太陽電池的最高效率達25.2，SunPoer量產(chǎn)效率達25，L量產(chǎn)效率達245，2182250從轉(zhuǎn)換效率的角度看，HBC和POLO-IBC兩種電池效率都要比IBC電池效率要高很多。近年來，雙/多結(jié)疊層電池（雙/多結(jié)疊層電池（Tanlijion）：將帶隙不同的兩個或多個子電池按帶隙大小依次串率。PEC、T等均為單結(jié)電池，理論極限效率僅為2943%，而由鈣鈦礦（Perskite）和晶體硅尤其是T25%，是未來太陽能電池效率大幅提升的重要技關(guān)于太陽電池組件封裝的TPT至少應該有三層結(jié)構(gòu)：外層Tedlar（PVF）+中間層PET+Tedlar（PVF），PVF脂薄膜具有良好的絕緣性能，內(nèi)層PVF需經(jīng)表面處理和EVA具有良好的粘接性能。EVA電池片、玻璃、TPT產(chǎn)生粘接，成為太陽電池板。1）2）鋁合金結(jié)合硅膠打邊加強了組件的密封性能；3）大大提高了組件整體的機械強度；4）便于組件的安裝，運輸。組件電池的正，負極從TPT長范圍內(nèi)(320-1100nm)91%1200nm本下降驅(qū)動以及標桿電價政策正式推出等因素推動下，我國也逐步成為全球重要的光伏市場之一。 170170 22521010210612030.23238.4

300

2.74.5

100

M6市場份額會逐步下降，但下降速度低于單晶硅片的金剛線母線直徑降幅較大，且呈用于多晶硅片的金剛線母線直徑大于單晶硅片，用于多晶硅片的金剛線母線直徑降幅趨單晶硅片的金剛線母線直徑降幅較大，且呈用于多晶硅片的金剛線母線直徑大于單晶硅片，用于多晶硅片的金剛線母線直徑降幅趨

2020年，多晶硅片平均厚度為，P型單晶硅片平均厚度在175μm

PERx和TOPCon

預計到2030年，9目前電池銀漿分為高溫銀漿和低溫銀漿兩種。P目前電池銀漿分為高溫銀漿和低溫銀漿兩種。P型電池和TOPCon電池使用高溫銀漿，銀漿在電池片成本中占比較高，目前通過多主柵技術(shù)以及減小細柵寬度來減少正銀消耗2.22020年，雙面組件市場占比較2020年，雙面組件市場占比較2019年上漲15.729.7目前金屬電極仍以銀電極為主，2020由于銀價格較高，部分企業(yè)及研究機構(gòu)正積目前金屬電極仍以銀電極為主，2020由于銀價格較高，部分企業(yè)及研究機構(gòu)正積鍍銅電極技術(shù)則因工藝繁瑣，使用率相對較

半片組件市場占比反超全片組件，占2.3三一重工（新增中環(huán)股份（新增高測股份（新增資料來源：CPIA，華西證券研究所整理中國新增組件產(chǎn)能市場規(guī)模（億元中國新增組件產(chǎn)能中國組件產(chǎn)能新增市場規(guī)模（億元改造規(guī)模（億元資料來源：CPIA硅片端：當前主流單晶爐熱屏內(nèi)徑在70m左右，2硅片外徑達到2m，需要投資新的長晶設備，大尺寸硅片薄片化過程中碎片率更高，切片機也需要更換。且為了減少成本，單爐投料量也在不多增加；電池片端：擴散、沉積工藝在密封管道中進行，相應尺寸需要擴大，同時制絨、鍍膜等環(huán)節(jié)均勻PERC只需要在原有BSF基礎(chǔ)上增添設備，TOPCon也只需要在PERC基礎(chǔ)上增添設備。而HJT

3.2C主要是增加了VD/LD設備。D鍍膜均勻性優(yōu)于PEVD。目前ALD設備在新增PC產(chǎn)能中占比越來越高，2010PEVD方法區(qū)別于其他D方法的特點在于等離子體中含有大量高能量的電子，可以提供化學氣相沉積過程所需的激活能。????(????3)3+??2??????(????3)3+??2??→????2??3+—工藝氣 —工藝系????(????3)????(????3)3+??2??→????2??3+????2+??2??+Talesun3.2TOPCon主要是進一步增加了LPCVD/PECVD等設備。目前TOPCon方法一：本征+擴磷。VD制備多晶硅膜結(jié)合傳統(tǒng)的全擴散工藝。此工藝成熟且耗時短，生產(chǎn)效率高，已實現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)，但繞鍍和成膜速度慢是目前最大的問題。該技術(shù)為目前TPCn廠商布局的主流路線。方法二：直接摻雜。LPCVD制備多晶硅膜結(jié)合擴硼及離子注入磷工藝。，摻雜離子無需繞度，但擴硼工藝要比擴磷工藝難度大，需要更多的擴散爐和兩倍的LPD，投資成本高、良率更高。摻雜非晶硅沉積（20-晶化退火3.2資料來源：TaiyangNews，華西證券研究所注：√√√Highimpact;medium;√LowxSPECTRUMSPECTRUM3%batch-batch；5%wafertowafer&within3.7%waferto3%batch-batch；5%wafertowafer&within3.2HJT電池與PREC電池生產(chǎn)流程的主要差別在于非晶硅薄膜沉積和TCO（透明氧化物導電薄膜）O沉積包括D（反應等離子體沉積）和D（物理氣象沉積）兩種方法。目前用的較多的是PVD工藝，主要包括真空蒸鍍法和濺射法，T電池主要采用磁控濺射法，其原理是稀薄氣體在異常輝光放用直流磁控濺射制備，其制備的一般是TO薄膜，PD帶來了離子高轟擊，損傷較大。O薄膜的電學性能差于W薄膜。但PVPD技術(shù)主要由日本住友重工掌握，其設備匹配自己生產(chǎn)的WO（氧化銦摻鎢）靶材制備O透明