HJT設(shè)備變化

在現(xiàn)在的生活中，太陽(yáng)能產(chǎn)品處處可見(jiàn)，人們用太陽(yáng)能煮飯，還有太陽(yáng)能熱水器等等，無(wú)處不見(jiàn)太陽(yáng)能產(chǎn)品，當(dāng)然，最重要的還是太陽(yáng)能發(fā)電，但是目前的技術(shù)并不能讓人們很好利用太陽(yáng)能發(fā)電。HJT電池的一大優(yōu)勢(shì)是工藝簡(jiǎn)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(lái)了額外的設(shè)備投資要求，還對(duì)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(duì)應(yīng)著截然不同的PECVD設(shè)備(前者為場(chǎng)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(duì)來(lái)說(shuō)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(guò)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(guò)程中必須控制制絨速率和金字塔表面均勻度，這對(duì)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(guó)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(lèi)型多，單晶制絨反射率在11.1%和11.4%之間。與之相比，國(guó)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(cè)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(wàn)里暉、鈞石。邁為股份和捷佳偉創(chuàng)已有CVD產(chǎn)品儲(chǔ)備，仍在試驗(yàn)中。國(guó)內(nèi)的理想萬(wàn)里暉率先研發(fā)出用于HJT的PECVD設(shè)備，打破了長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)外廠商的壟斷，并且在2019年成功競(jìng)標(biāo)某標(biāo)志性百兆瓦級(jí)HJT項(xiàng)目的PECVD設(shè)備供應(yīng)，并陸續(xù)升級(jí)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(tái)灣精耀，PVD設(shè)備商包括梅耶博格、應(yīng)用材料、馮阿登納、國(guó)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(guó)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(zhuān)利限制，主要是ITIO受制于日本住友專(zhuān)利。但是缺點(diǎn)也較為明顯，效率偏低，和PERC沒(méi)有拉開(kāi)明顯的效率差異，總的來(lái)說(shuō)短時(shí)間看來(lái)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(shì)在0.4%左右，可以通過(guò)托盤(pán)優(yōu)化將差異拉開(kāi)至0.6%以上，并且可以通過(guò)使用其他更高效的靶材進(jìn)一步拉開(kāi)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(zhuān)利問(wèn)題銷(xiāo)售限制性較大，并且成本過(guò)于高昂。

總的來(lái)說(shuō)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(guó)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(tái)灣精曜已經(jīng)開(kāi)始開(kāi)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(guó)內(nèi)靶材公司已經(jīng)開(kāi)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(guó)產(chǎn)化與產(chǎn)能放大化，再匹配國(guó)產(chǎn)蒸鍍靶材后RPD將會(huì)顯現(xiàn)出一定的優(yōu)勢(shì)，未來(lái)仍會(huì)存在PVD與RPD之爭(zhēng)。

絲網(wǎng)印刷：國(guó)際主流的廠商有Baccini、ASYS、DEK，國(guó)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(guó)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(wàn)美元/100MW之間，其余設(shè)備(入料管控、自動(dòng)化、印刷、燒結(jié)、測(cè)試和篩選等)則在300-500萬(wàn)美元之間。以REC新加坡600MW產(chǎn)線為例，PECVD要6臺(tái)，PVD單機(jī)產(chǎn)能大一些，要5臺(tái)。100MW 設(shè)備投資1億人民幣，一臺(tái)PECVD+PVD要7000萬(wàn)。

未來(lái)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(guò);

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(guò)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(lái)HJT設(shè)備增量空間在60-80億。目前太陽(yáng)能還未能更好被人類(lèi)利用，需要科研人員不斷努力，研究出更高效地產(chǎn)品，這樣才能保證我們?nèi)祟?lèi)的能源夠人類(lèi)發(fā)展所需。