HJT設備有哪些革新 空間多大？
光伏產業網訊
發布日期：2020-02-06
核心提示：
HJT設備有哪些革新 空間多大？
HJT電池的一大優勢是工藝簡單，僅包括制絨、非晶硅沉積、TCO沉積、絲網印刷四步，而PERC電池為了達到較高的轉換效率，除了傳統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，還對生產電池片的良率和生產效率造成一定程度的影響。
HJT電池優于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、北方華創、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的金字塔結構，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、產能等都是衡量制絨設備效果技術指標，目前主要設備生產廠家為日本YAC和中國捷佳偉創。
捷佳偉創比YAC性能更優。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，國內捷佳偉創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、高精度補液術以及硅片表面預脫水技術，結合實籃監測系統和分組制絨技術，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能HJT單晶制絨清洗設備已經處于檢驗階段（通威200MW產線）。
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已有CVD產品儲備，仍在試驗中。國內的理想萬里暉率先研發出用于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，并陸續升級PECVD推出配套工藝。邁為股份、捷佳偉創也陸續推出CVD新產品，現階段仍在試驗中。
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、國內鈞石等。
現階段采用PVD方式成膜的企業較多，主要是PVD設備較為成熟，價格便宜，同時設備較為穩定，產能完全可以做到6000pcs以上，德國馮阿登納公司今年已經推出產能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企業較多，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電池的量產方向。
效率上RPD現階段較PVD(ITO)優勢在0.4%左右，可以通過托盤優化將差異拉開至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HJT電池擴產技術主要以PVD為主，主要是PVD設備較為成熟，價格便宜，同時設備較為穩定，產能完全可以做到6000pcs以上，德國馮阿登納公司今年已經推出產能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。但現階段常州捷佳創/臺灣精曜已經開始開發6000pcs以上產能設備，預計2020年推出，在產能翻倍同時成本不會成倍增加。其次國內靶材公司已經開發出住友相關使用于HJT的高效靶材，靶材成本大幅下降。隨著RPD設備國產化與產能放大化，再匹配國產蒸鍍靶材后RPD將會顯現出一定的優勢，未來仍會存在PVD與RPD之爭。
絲網印刷：國際主流的廠商有Baccini、ASYS、DEK，國內廠商有邁為股份、科隆威、捷佳偉創。HJT和PERC電池采用同樣的印刷設備，最大的區別在于HJT印刷原料為低溫銀漿，目前蘇州晶銀生產的新一代正面銀漿已經打破了低溫銀漿被外國企業壟斷的局面。
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、測試和篩選等）則在300-500萬美元之間。以REC新加坡600MW產線為例，PECVD要6臺，PVD單機產能大一些，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提高設備產能，如設備產能提升50%而單價僅上升10%：目前制絨、PVD、印刷三道產能可達8000片/時，主要挑戰在CVD（仍是6000片/時），但后續優化技術難度不算太大，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化，產能就可以翻倍。
?、趦灮に囋O計，縮短周期：除了設備的單純制造產能外，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設計縮短工藝周期。例如，在INDEPtec的技術里，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自動化。
依據廠商HJT產能的規劃數據，目前全球已實現穩定產能約3.14GW，明年規劃投產15GW以上，預計實際投產10GW左右，那么由此帶來HJT設備增量空間在60-80億。