HJT設備變化

在現(xiàn)在的生活中，太陽能產(chǎn)品處處可見，人們用太陽能煮飯，還有太陽能熱水器等等，無處不見太陽能產(chǎn)品，當然，最重要的還是太陽能發(fā)電，但是目前的技術(shù)并不能讓人們很好利用太陽能發(fā)電。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，復雜的工藝不僅帶來了額外的設備投資要求，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著截然不同的PECVD設備(前者為場鈍化、后者為化學鈍化)，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。

制絨清洗設備：清洗制絨設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在表面層產(chǎn)生損傷層，通常使用堿性腐蝕液進行各向異性腐蝕，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備效果技術(shù)指標，目前主要設備生產(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%，其研制的全自動制絨清洗綜合設備采用最新全自動配液、高精度補液術(shù)以及硅片表面預脫水技術(shù)，結(jié)合實籃監(jiān)測系統(tǒng)和分組制絨技術(shù)，表明其在制絨設備上已處于領先水平。目前公司研制的超高產(chǎn)能HJT單晶制絨清洗設備已經(jīng)處于檢驗階段(通威200MW產(chǎn)線)。

非晶硅薄膜沉淀設備：HWCVD設備主要廠商為ULVAC;PECVD設備主要供應廠商為梅耶博格、應用材料、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，仍在試驗中。國內(nèi)的理想萬里暉率先研發(fā)出用于HJT的PECVD設備，打破了長期以來國外廠商的壟斷，并且在2019年成功競標某標志性百兆瓦級HJT項目的PECVD設備供應，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)階段仍在試驗中。

TCO鍍膜設備：RPD設備商包括日本住友、臺灣精耀，PVD設備商包括梅耶博格、應用材料、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設備較為成熟，價格便宜，同時設備較為穩(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一步拉開與PVD的效率差異至0.7%。但是RPD缺點較為明顯，第一：設備產(chǎn)能較低(百MW投資高)導致售價高 ,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電池擴產(chǎn)技術(shù)主要以PVD為主，主要是PVD設備較為成熟，價格便宜，同時設備較為穩(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)能設備，預計2020年推出，在產(chǎn)能翻倍同時成本不會成倍增加。其次國內(nèi)靶材公司已經(jīng)開發(fā)出住友相關使用于HJT的高效靶材，靶材成本大幅下降。隨著RPD設備國產(chǎn)化與產(chǎn)能放大化，再匹配國產(chǎn)蒸鍍靶材后RPD將會顯現(xiàn)出一定的優(yōu)勢，未來仍會存在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。

設備增量空間百億

HJT工序中PECVD、PVD價值可以占70%。目前HJT產(chǎn)線核心設備(CVD和PVD)總價值在700-1300萬美元/100MW之間，其余設備(入料管控、自動化、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單機產(chǎn)能大一些，要5臺。100MW 設備投資1億人民幣，一臺PECVD+PVD要7000萬。

未來設備單GW設備總價有望降到5億元或5億以下，主要通過;

①提高設備產(chǎn)能，如設備產(chǎn)能提升50%而單價僅上升10%：目前制絨、PVD、印刷三道產(chǎn)能可達8000片/時，主要挑戰(zhàn)在CVD(仍是6000片/時)，但后續(xù)優(yōu)化技術(shù)難度不算太大，CVD設備沉積腔里都不需要變，只要將一些傳輸設備及機械進行優(yōu)化，產(chǎn)能就可以翻倍。

②優(yōu)化工藝設計，縮短周期：除了設備的單純制造產(chǎn)能外，降低資本支出的途徑還包括以下幾點：工藝反應器的平行化、PECVD和PVD的單個承載工藝、在線工藝和通過合理系統(tǒng)設計縮短工藝周期。例如，在INDEPtec的技術(shù)里，單個空腔承載允許硅片處在同一個承載上，前表面和背面a-Si:H可以同時進行沉積，即縮小了空間又能實現(xiàn)自動化。

依據(jù)廠商HJT產(chǎn)能的規(guī)劃數(shù)據(jù)，目前全球已實現(xiàn)穩(wěn)定產(chǎn)能約3.14GW，明年規(guī)劃投產(chǎn)15GW以上，預計實際投產(chǎn)10GW左右，那么由此帶來HJT設備增量空間在60-80億。目前太陽能還未能更好被人類利用，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)祟惖哪茉磯蛉祟惏l(fā)展所需。