|
1.光伏發(fā)展的必要性1.1 節(jié)能減排已成全球共識(shí)，我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整成果初顯全球逐步達(dá)成節(jié)能減排共識(shí)。為應(yīng)對(duì)全球氣候變暖以及傳統(tǒng)發(fā)電手段帶來的資源損耗，全球各個(gè)國家逐步將發(fā)電手段轉(zhuǎn)向可再生能源發(fā)電，其中風(fēng)能、太陽能以其受地域限制較小的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)成為各國發(fā)展重點(diǎn)。我國非化石能源裝機(jī)規(guī)模首次超過煤電裝機(jī)規(guī)模。根據(jù)國家
設(shè)備需求上，相比于BSF電池產(chǎn)線，PERC 電池產(chǎn)線只需增加鈍化膜沉積設(shè)備和激光開槽設(shè)備。根據(jù)《背鈍化膜特性對(duì) PERC 單晶硅太陽電池的影響研究》，與BSF電池正面鈍化不同，由于氮化硅膜內(nèi)含有的固定正電荷密度較高，導(dǎo)致其下方的p型硅片的電性能出現(xiàn)了反轉(zhuǎn)層，這一反轉(zhuǎn)層會(huì)與基底中金屬接觸區(qū)的耦合產(chǎn)生寄生電容效應(yīng)，從而導(dǎo)致短路電流與填充因子出現(xiàn)一定程度的降低，因此 PERC 電池的背面鈍化不能以氮化硅膜直接作為鈍化材料，業(yè)界普遍采用氧化鋁膜和氮 化硅膜的疊層結(jié)構(gòu)作為PERC 電池的背面鈍化材料。對(duì)應(yīng)設(shè)備為PECVD和 ALD 設(shè)備。 TOPCon、異質(zhì)結(jié)、IBC 技術(shù)是光電轉(zhuǎn)換效率突破 24%的三種技術(shù)路線。根據(jù)德國 哈梅林太陽能研究所（ISFH）的測(cè)算，TOPCon 具有更高的效率極限(28.7%)，高 于異質(zhì)結(jié)的 27.5%極限效率，同時(shí)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于 PERC 電池(24.5%)，最接近晶體硅 太陽能電池理論極限效率(29.43%)，效率提升潛力巨大。 TOPCon 僅需在現(xiàn)有 PERC 產(chǎn)線上升級(jí)就可實(shí)現(xiàn)。TOPCon 電池概念由德國弗勞恩霍 夫太陽能系統(tǒng)研究所于 2013 年提出，TOPCon 技術(shù)與 PERC 電池在產(chǎn)線上設(shè)備兼容 性較高，在現(xiàn)有 PERC 產(chǎn)線基礎(chǔ)上增加低壓力化學(xué)氣相沉積設(shè)備（LPCVD）、硼擴(kuò)設(shè) 備以及鍍膜設(shè)備即可，2022 年 TOPCon 電池線設(shè)備投資成本約為 19 萬元/MW，其 技術(shù)升級(jí)難度、運(yùn)營成本相比異質(zhì)結(jié)路線具備一定優(yōu)勢(shì)。 異質(zhì)結(jié)現(xiàn)階段成本較高，未來降本空間較大。雖然異質(zhì)結(jié)工藝步驟相對(duì)簡單，僅 包括制絨清洗、非晶硅薄膜沉積、TCO 制備、電極制備四大步驟，且在制絨和絲 網(wǎng)印刷階段與 PERC 技術(shù)相差不大，但異質(zhì)結(jié)技術(shù)單工藝步驟難度較大，設(shè)備投資 額和設(shè)備價(jià)值量較現(xiàn)有產(chǎn)線大幅增加，成本主要體現(xiàn)在 PECVD、PVD 設(shè)備，占整條 產(chǎn)線價(jià)值 70%以上。根據(jù)中國光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，目前異質(zhì)結(jié)電池片產(chǎn)線設(shè)備 投資額約 36.4 萬元/MW，未來仍有較大的成本下降空間，異質(zhì)結(jié)技術(shù)有望憑借其 低溫工藝可保障硅片成片率的優(yōu)勢(shì)成為未來發(fā)展的主要方向。 國產(chǎn)設(shè)備廠商積極布局，國產(chǎn)化率提升值得期待。異質(zhì)結(jié)電池制造流程中的四大 步驟對(duì)應(yīng)設(shè)備分別為清洗設(shè)備、PECVD 設(shè)備、PVD 設(shè)備以及絲網(wǎng)印刷設(shè)備。經(jīng)過多 年發(fā)展，國內(nèi)市場(chǎng)已由初期進(jìn)口設(shè)備遙遙領(lǐng)先的局面轉(zhuǎn)向國產(chǎn)設(shè)備占主流的市場(chǎng) 格局，以絲網(wǎng)印刷設(shè)備為例，邁為股份太陽能電池絲網(wǎng)印刷生產(chǎn)線成套設(shè)備的性 能和技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)可以和進(jìn)口品牌相媲美，實(shí)現(xiàn)了絲網(wǎng)印刷設(shè)備的國產(chǎn)化替代， 在國內(nèi)太陽能電池絲網(wǎng)印刷設(shè)備領(lǐng)域的增量市場(chǎng)份額連續(xù)多年居于首位。 薄膜沉積設(shè)備 2020 年全球半導(dǎo)體薄膜沉積設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模約 172 億美元。根據(jù) Maximize Market Research 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017-2019 年全球半導(dǎo)體薄膜沉積設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模 分別為 125 億美元、145 億美元和 155 億美元，2020 年擴(kuò)大至約 172 億美元， 年復(fù)合增長率為 11.2%。根據(jù) Maximize Market Research 的預(yù)計(jì)，全球半導(dǎo) 體薄膜沉積設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模在 2025 年達(dá)到 340 億美元，保持年復(fù)合 13.3%的增長 速度。從設(shè)備投資占比角度來看，薄膜沉積設(shè)備作為晶圓制造的三大主設(shè)備之一，其投資規(guī)模占晶圓制造設(shè)備總投資的 25%。根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，薄膜沉積設(shè)備 可分為 PECVD、濺射 PVD、ALD、LPCVD 等不同的設(shè)備。其中，PECVD 是薄 膜設(shè)備中占比最高的設(shè)備類型，占整體薄膜沉積設(shè)備市場(chǎng)的 33%。  相比傳統(tǒng)CVD設(shè)備，PECVD 設(shè)備薄膜沉積速度更快。PECVD 是等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法的簡稱，借助微波或射頻等使含有薄膜組成原子的氣體電離，在局部形成等離子體，而等離子體化學(xué)活性很強(qiáng)，很容易發(fā)生反應(yīng)，在基片上沉積出所期望的薄膜。PECVD 設(shè)備是芯片制造的核心設(shè)備之一，主要功能是在將硅 片控制到預(yù)定溫度后，使用射頻電磁波作為能量源在硅片上方形成低溫等離子體， 通入適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)氣體，在等離子體的激活下，經(jīng)一系列化學(xué)反應(yīng)在硅片表面形成 固態(tài)薄膜。相比傳統(tǒng)的 CVD 設(shè)備，PECVD 設(shè)備在相對(duì)較低的反應(yīng)溫度下形成高 致密度、高性能薄膜，不破壞已有薄膜和已形成的底層電路，能實(shí)現(xiàn)更快的薄膜 沉積速度。 PVD 是物理氣相沉積的簡稱。異質(zhì)結(jié)電池生產(chǎn)第三道工序主要采用鏈?zhǔn)蕉嗲?PVD 真空鍍膜設(shè)備，通過 Magnetic Sputtering（磁控濺射）技術(shù)或 RPD（離子 反應(yīng)鍍膜）技術(shù)，在非晶硅鈍化異質(zhì)結(jié)電池正背面沉積 TCO 透明金屬氧化物導(dǎo) 電膜，主要為 75-80nm 厚的 ITO 氧化銦錫膜，用于縱向收集載流子并向電極橫 向傳輸，同時(shí)減少入射光學(xué)反射。 |
