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   要闻动态

光伏设备行业深度报告

  

 

  1)PERC 电池:

  “PERC+”打开转换效率优化空间:太阳能光伏电池已步入“PERC+”时代,SE、MWT、双面以及各类镀膜技术的引入(P-TOPCon),使得“PERC+电池”在终端降本提效的趋势下依然保持着生命力。产业界研究及实践经验表 明,通过提升硅片性能、改善背面钝化层(如:调整与钝化层匹配的热处理工艺、优化背面钝化层减少表面缺陷态 密度、P 区超薄氧化硅钝化层制备及遂穿控制、P 区非晶硅或多晶硅层制备等)、优化反射膜层、改善正面钝化层、 优化发射极、采用先进的金属化方案(MBB 优化设计、浆料升级、印刷方式革新)等方式,“PERC+电池”转换效 率仍有进一步提升空间。据隆基股份预测,未来 PERC 电池转换效率有望实现从 22.92%向 24%以上的提升。

  

 

  210 硅片摊薄电池端非硅成本,深挖 PERC 成本下降潜力:硅片尺寸扩大可摊薄电池端非硅成本,使得电池片单瓦 成本进一步下降。以 G12 为例,面积相比 M2 增加 80.5%,设备投资成本降低 30%,意味着单瓦折旧成本有望降低 60%左右,可有效摊薄非硅成本,进一步提升 PERC 电池性价比。

  2)TOPCon:

  TOPCon 电池已实现 GW 级量产,部分主流厂商规划尝试 TOPCon 量产可行性。相比 PERC,TOPCon 电池生产工 艺的改变主要在于:增加了隧穿氧化物沉积、多晶硅沉积、硼扩工序,同时需增加湿法刻蚀步骤来应对非晶硅的绕 镀问题。理论上,TOPCon 技术仅需在现有产线基础上增加薄膜沉积设备、硼扩散炉和湿法刻蚀设备即可实现产线 升级。目前 LG、天合光能、REC、中来已实现 TOPCon 量产,其中中来拥有 2.4GW 产能。

  TOPCon 各环节工艺及国产设备发展已较为成熟:

  隧穿氧化物的制备:主要以热氧工艺为主,基本可集成在 LPCVD 机台中实现;

  多晶硅沉积:可分为两种方式,一种是先进行非晶硅层生长,而后通过扩散炉晶化并通入磷源进行掺杂,另一 种是通入磷源实现原位掺杂,而后退火晶化。实际工业生产中,非晶硅沉积主要利用 LPCVD 设备实现,缺点 在于沉积过程中存在绕镀现象。

  湿法刻蚀:由于非晶硅沉积存在绕镀,实际量产中采用湿法刻蚀工艺对绕镀的非晶硅进行刻蚀。

  硼扩是 TOPCon 生产的另一关键点,用于在 N 型硅片上形成发射极:相比于磷扩散炉,硼扩散炉需要做更多的 改进和优化,硼扩所需温度高,周期长使得产能较低,同时对扩散均匀性的控制难度加大。在前驱体的选择上, Tempress 和 Centrotherm 主要采用三溴化硼,由此产生的硼硅玻璃易使石英件粘黏,减少设备的正常运行时间, 通过减少前驱体的消耗量可以得到较好的解决。Semco、拉普拉斯将气体形式的三氯化硼作为前驱体,产生的 BSG 更易去除,可降低设备的运营成本和维护成本,但容易形成腐蚀性和安全问题。目前硼扩散技术已经较为成熟,SEMCO 、CT、捷佳伟创、Tempress、拉普拉斯均可提供低压扩散炉。

  薄膜沉积设备逐步突破,提效降本前景可期:在 TOPCon 电池制造工艺中,LPCVD 技术被大量应用于非晶硅沉积的 量产实践中。目前用于 TOPCon 技术的 LPCVD 设备均可以同时生长隧穿氧化物和多晶硅薄膜且不破坏真空,同时 还可以实现多晶硅掺杂,缺点在于沉积过程会产生绕镀,主要生产厂家包括 Centrotherm、捷佳伟创、SEMCO 和 Tempress。新设备进展方面,近期微导研发的全球首台适用于 TOPCon 技术的 ALD 设备正式进入量产阶段,产品 已交客户使用。据公司官方微信显示,该镀膜平台(祝融系列)兼容 PERC 与 TOPCon 两种工艺,在原有 PERC 工 艺上新增一台祝融平台、清洗机以及硼扩设备,即可完成 TOPCon 电池正面氧化铝/氮化硅、背面隧穿氧化层/多晶硅 与氮化硅的钝化,相比于传统 LPCVD 设备沉积技术,可大幅改善 N 型电池正面多晶硅绕镀面积与掺杂多晶硅镀膜 速率降低的影响, 且掺杂钝化效果优于传统磷扩散工艺,具备综合的正背面钝化能力。我们预计,随着设备性能的 优化,TOPCon 技术成本仍有下降潜力。

  TOPCon 工业量产效率再提升,或提振下游尝试积极性,建议关注后续产业化进展:TOPCon 大规模推广的难点在 于:1)主流量产转换效率绝对值较 PERC 高出 1%,但成本较高,性价比优势尚不明显;2)技术路线多样,电池厂 商对于技术路线的选择尚处于观望状态。当前 TOPCon 量产方面已发生一些积极变化:其一,中来 TOPCon 电池量 产效率于今年 3 月突破 23.5%,研发效率方面,宁波材料实验室针对 PECVD 工艺路线开发出了效率 24.27%的 N 型 TOPCon 电池;其二,关键的薄膜沉积国产设备效率取得进一步进展,据 PV Infolink 统计,TOPCon 单 GW 投资在 3~3.5 亿元左右,我们预计随着设备效率提升和价格下降,单 GW 投资金额降低至 3 亿元以下是可以期待的;其三, MBB 技术和无主栅技术的使用有望减少银浆耗量,TOPCon 电池由于需要在两面使用银浆,双面银浆耗量约为 130~150mg/片,相比于 PERC(银浆耗量约 85mg/片)成本劣势比较明显。中来已实现 GW 级以上的量产,经验数 据得以积累,量产效率进一步提升,新的产线已开始建设,或对 TOPCon 未来确定最优技术路线、进一步降本起到 示范作用。我们认为,TOPCon 与现有 PERC 产线兼容性高,若未来技术性价比提升超越 PERC,则有望激发现有产 线改造需求,延长现有产线生命周期,建议积极关注后续产业化进展。

  3)HJT 电池:

  HIT 工艺步骤简单,仅有制绒清洗、非晶硅薄膜沉积、透明导电膜制备和丝网印刷四步,通威、晋能、钧石、中智、 国电投等厂商建立了 MW 级试验线积极探索 HJT 大规模量产途径,经过近年来的工艺实践,HIT 降本路径已逐步 清晰,降本挖潜空间巨大。

  制绒清洗环节,双氧水+臭氧工艺效果更佳,有望成为主流路线:HIT 电池非晶硅/晶硅界面钝化质量高,对硅片品 质和表面清洁度、金字塔形貌控制提出更高要求,大尺寸绒面可以提升钝化效果,增加绒面反射率,需要精确优化 和控制绒面尺寸以最大化电池效率,因此 HIT 对清洗工艺要求也更为严格。针对异质结工艺的硅片清洗主要是 RCA 和臭氧清洗两种,RCA 工艺中所使用的氨水和过氧化氢具有较强的挥发性,在 SC1 和 SC2 工序超过 60℃的温度下 会带来较大的消耗,因而清洗成本更高。臭氧清洗工艺使用臭氧和氢氟酸溶液代替氨水、过氧化氢和硝酸,生产过 程更加环保,且对有机杂质和金属杂质的去除效果更好。此外,臭氧/氢氟酸可实现各向同性的轻微刻蚀,有效地去 除富含晶体缺陷的区域,从而提高界面钝化效果。从目前 HIT 实际生产情况看,双氧水+臭氧工艺清洗效果稳定, 单片清洗成本可降至 0.22~0.3 元,仅为双氧水+氨氮工艺成本的一半左右,而纯臭氧工艺量产厂家还相对较少,但纯 臭氧工艺能够减少过氧化氢的使用,若能克服现有工艺缺点,则能够进一步降低化学品耗量。

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【编辑:叶先生