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HJT設(shè)備有哪些革新 空間多大?

核心提示:HJT設(shè)備有哪些革新 空間多大?
   HJT電池的一大優(yōu)勢是工藝簡單,僅包括制絨、非晶硅沉積、TCO沉積、絲網(wǎng)印刷四步,而PERC電池為了達(dá)到較高的轉(zhuǎn)換效率,除了傳統(tǒng)工藝流程外還要增加退火等工藝,復(fù)雜的工藝不僅帶來了額外的設(shè)備投資要求,還對生產(chǎn)電池片的良率和生產(chǎn)效率造成一定程度的影響。
  
  HJT電池優(yōu)于PERC電池的之處在于非晶硅薄膜的沉積,故也導(dǎo)致了兩者制備工藝上最大的不同。雖然PECVD作為沉積鍍膜的核心方法,但是在PERC電池和HJT電池制備工藝中卻對應(yīng)著截然不同的PECVD設(shè)備(前者為場鈍化、后者為化學(xué)鈍化),這也是HJT電池制備與PERC電池生產(chǎn)線不相容的根本原因。印刷和制絨相對來說變動(dòng)較小,制絨這一塊比PERC要求更高純凈度的清洗,表面不能有一些金屬離子;印刷主要是漿料需要使用低溫銀漿。
  
  制絨清洗設(shè)備:清洗制絨設(shè)備主要包括捷佳偉創(chuàng)、北方華創(chuàng)、YAC。HJT通常采用N型單晶硅做為襯底,且在切割加工過程中會(huì)在表面層產(chǎn)生損傷層,通常使用堿性腐蝕液進(jìn)行各向異性腐蝕,利用不同Si晶面的腐蝕速度差異,在硅片表面形成3-6的金字塔結(jié)構(gòu),襯底表面的制絨效果直接影響電池的最終特性,故在制絨過程中必須控制制絨速率和金字塔表面均勻度,這對制絨設(shè)備和制絨工提出了更高的要求。目前工藝溫度、溶液均勻性、產(chǎn)能等都是衡量制絨設(shè)備效果技術(shù)指標(biāo),目前主要設(shè)備生產(chǎn)廠家為日本YAC和中國捷佳偉創(chuàng)。
  
  捷佳偉創(chuàng)比YAC性能更優(yōu)。日本YAC的制絨設(shè)備可制備的絨面紋理大小為2~10,并且可處理硅基版類型多,單晶制絨反射率在11.1%和11.4%之間。與之相比,國內(nèi)捷佳偉創(chuàng)制絨可使反射率低于11%,其研制的全自動(dòng)制絨清洗綜合設(shè)備采用最新全自動(dòng)配液、高精度補(bǔ)液術(shù)以及硅片表面預(yù)脫水技術(shù),結(jié)合實(shí)籃監(jiān)測系統(tǒng)和分組制絨技術(shù),表明其在制絨設(shè)備上已處于領(lǐng)先水平。目前公司研制的超高產(chǎn)能HJT單晶制絨清洗設(shè)備已經(jīng)處于檢驗(yàn)階段(通威200MW產(chǎn)線)。
  
  非晶硅薄膜沉淀設(shè)備:HWCVD設(shè)備主要廠商為ULVAC;PECVD設(shè)備主要供應(yīng)廠商為梅耶博格、應(yīng)用材料、理想萬里暉、鈞石。邁為股份和捷佳偉創(chuàng)已有CVD產(chǎn)品儲備,仍在試驗(yàn)中。國內(nèi)的理想萬里暉率先研發(fā)出用于HJT的PECVD設(shè)備,打破了長期以來國外廠商的壟斷,并且在2019年成功競標(biāo)某標(biāo)志性百兆瓦級HJT項(xiàng)目的PECVD設(shè)備供應(yīng),并陸續(xù)升級PECVD推出配套工藝。邁為股份、捷佳偉創(chuàng)也陸續(xù)推出CVD新產(chǎn)品,現(xiàn)階段仍在試驗(yàn)中。
  
  TCO鍍膜設(shè)備:RPD設(shè)備商包括日本住友、臺灣精耀,PVD設(shè)備商包括梅耶博格、應(yīng)用材料、馮阿登納、國內(nèi)鈞石等。
  
  現(xiàn)階段采用PVD方式成膜的企業(yè)較多,主要是PVD設(shè)備較為成熟,價(jià)格便宜,同時(shí)設(shè)備較為穩(wěn)定,產(chǎn)能完全可以做到6000pcs以上,德國馮阿登納公司今年已經(jīng)推出產(chǎn)能8000pcs設(shè)備,主要采用直流磁控濺射工藝,部分廠家引入了射頻磁控濺射工藝。同時(shí)PVD所使用的的靶材生產(chǎn)企業(yè)較多,基本不受專利限制,主要是ITIO受制于日本住友專利。但是缺點(diǎn)也較為明顯,效率偏低,和PERC沒有拉開明顯的效率差異,總的來說短時(shí)間看來PVD為HJT電池的量產(chǎn)方向。
  
  效率上RPD現(xiàn)階段較PVD(ITO)優(yōu)勢在0.4%左右,可以通過托盤優(yōu)化將差異拉開至0.6%以上,并且可以通過使用其他更高效的靶材進(jìn)一步拉開與PVD的效率差異至0.7%。但是RPD缺點(diǎn)較為明顯,第一:設(shè)備產(chǎn)能較低(百M(fèi)W投資高)導(dǎo)致售價(jià)高 ,第二:RPD主要核心部件為住友把持,成本較高,第三:RPD的靶材受制于住友專利問題銷售限制性較大,并且成本過于高昂。
  
  總的來說短期之內(nèi)HJT電池?cái)U(kuò)產(chǎn)技術(shù)主要以PVD為主,主要是PVD設(shè)備較為成熟,價(jià)格便宜,同時(shí)設(shè)備較為穩(wěn)定,產(chǎn)能完全可以做到6000pcs以上,德國馮阿登納公司今年已經(jīng)推出產(chǎn)能8000pcs設(shè)備,主要采用直流磁控濺射工藝,部分廠家引入了射頻磁控濺射工藝。但現(xiàn)階段常州捷佳創(chuàng)/臺灣精曜已經(jīng)開始開發(fā)6000pcs以上產(chǎn)能設(shè)備,預(yù)計(jì)2020年推出,在產(chǎn)能翻倍同時(shí)成本不會(huì)成倍增加。其次國內(nèi)靶材公司已經(jīng)開發(fā)出住友相關(guān)使用于HJT的高效靶材,靶材成本大幅下降。隨著RPD設(shè)備國產(chǎn)化與產(chǎn)能放大化,再匹配國產(chǎn)蒸鍍靶材后RPD將會(huì)顯現(xiàn)出一定的優(yōu)勢,未來仍會(huì)存在PVD與RPD之爭。
  
  絲網(wǎng)印刷:國際主流的廠商有Baccini、ASYS、DEK,國內(nèi)廠商有邁為股份、科隆威、捷佳偉創(chuàng)。HJT和PERC電池采用同樣的印刷設(shè)備,最大的區(qū)別在于HJT印刷原料為低溫銀漿,目前蘇州晶銀生產(chǎn)的新一代正面銀漿已經(jīng)打破了低溫銀漿被外國企業(yè)壟斷的局面。
  
  設(shè)備增量空間百億
  
  HJT工序中PECVD、PVD價(jià)值可以占70%。目前HJT產(chǎn)線核心設(shè)備(CVD和PVD)總價(jià)值在700-1300萬美元/100MW之間,其余設(shè)備(入料管控、自動(dòng)化、印刷、燒結(jié)、測試和篩選等)則在300-500萬美元之間。以REC新加坡600MW產(chǎn)線為例,PECVD要6臺,PVD單機(jī)產(chǎn)能大一些,要5臺。100MW 設(shè)備投資1億人民幣,一臺PECVD+PVD要7000萬。
  
  未來設(shè)備單GW設(shè)備總價(jià)有望降到5億元或5億以下,主要通過;
  
  ①提高設(shè)備產(chǎn)能,如設(shè)備產(chǎn)能提升50%而單價(jià)僅上升10%:目前制絨、PVD、印刷三道產(chǎn)能可達(dá)8000片/時(shí),主要挑戰(zhàn)在CVD(仍是6000片/時(shí)),但后續(xù)優(yōu)化技術(shù)難度不算太大,CVD設(shè)備沉積腔里都不需要變,只要將一些傳輸設(shè)備及機(jī)械進(jìn)行優(yōu)化,產(chǎn)能就可以翻倍。
  
  ②優(yōu)化工藝設(shè)計(jì),縮短周期:除了設(shè)備的單純制造產(chǎn)能外,降低資本支出的途徑還包括以下幾點(diǎn):工藝反應(yīng)器的平行化、PECVD和PVD的單個(gè)承載工藝、在線工藝和通過合理系統(tǒng)設(shè)計(jì)縮短工藝周期。例如,在INDEPtec的技術(shù)里,單個(gè)空腔承載允許硅片處在同一個(gè)承載上,前表面和背面a-Si:H可以同時(shí)進(jìn)行沉積,即縮小了空間又能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
  
  依據(jù)廠商HJT產(chǎn)能的規(guī)劃數(shù)據(jù),目前全球已實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定產(chǎn)能約3.14GW,明年規(guī)劃投產(chǎn)15GW以上,預(yù)計(jì)實(shí)際投產(chǎn)10GW左右,那么由此帶來HJT設(shè)備增量空間在60-80億。

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