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光伏设备行业深度报告

来源: | 作者: | 发布时间: 2023-12-13 | 499 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:

  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。

  本征非晶硅沉积是 HIT 电池制备的关键:这一步骤的作用在于实现异质结界面的良好钝化,以获得高效率的异质结 电池。本征非晶硅薄膜沉积采用化学气相沉积法,根据所用设备的不同,可分为PECVD和HWCVD两种,目前PECVD 为主流路线。HWCVD 沉积基于热丝对反应气体的热分解,无等离子体对基底的轰击过程,有助于形成高质量、突 变明显的氢化非晶硅/晶体硅界面,HWCVD 能够形成高密度氢原子从而提升钝化效果。此外,HWCVD 气体利用率 高,硅粉尘更少,有利于设备后期的维护和保养。实际生产过程中,通过在热丝两侧设置载板,可实现双侧沉积, 优化设备产能。但 HWCVD 的劣势在于,镀膜均匀性不及 PECVD,另外热丝使用过程中不可避免地老化和损耗问 题,制约了设备的 uptime,增加了设备的运行成本,目前松下的量产技术采用了 HWCVD 法。