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高轉(zhuǎn)化效率TOPCon、HJT、IBC等電池技術(shù)不斷從實(shí)驗(yàn)室邁向產(chǎn)業(yè)鏈
日期:2022-05-20   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:sy_zhuzelin 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
 一,事件背景

近期相關(guān)會議指出,在前期支持基礎(chǔ)上,再向中央發(fā)電企業(yè)撥付500億元可再生能源補(bǔ)貼。本次補(bǔ)貼的下發(fā)對于我國可再生能源的發(fā)展是一個積極的信號,這將提高國內(nèi)新能源裝機(jī)積極性,風(fēng)電光伏產(chǎn)業(yè)鏈均有望受益。下面來具體聊聊光伏電池的行業(yè)的具體情況。

二,認(rèn)識光伏電池

光伏電池是一種利用太陽光直接發(fā)電的光電半導(dǎo)體薄片,它只要被滿足一定照度條件的光照到,瞬間就可輸出電壓及在有回路的情況下產(chǎn)生電流。

根據(jù)半導(dǎo)體材料的不同,可以將太陽能電池分為晶硅太陽能電池和薄膜太陽能電池。晶硅電池可分為單晶硅電池和多晶硅電池,其中單晶硅電池又分為P型電池和N型電池。目前應(yīng)用最為廣泛的單晶PERC電池即為P型單晶硅電池,而TOPCon、異質(zhì)結(jié)、IBC等新型太陽能電池技術(shù)主要是指N型單晶硅電池。

三,細(xì)分賽道

1.TOPCon電池

TOPCon 電池技術(shù),即隧穿氧化層鈍化接觸技術(shù),其電池結(jié)構(gòu)為 N 型硅襯底電池,在電池背面制備一層超薄氧化硅,然后再沉積一層摻雜硅薄層,二者共同形成了鈍化接觸結(jié)構(gòu),有效降低表面復(fù)合和金屬接觸復(fù)合,提升了電池的開路電壓和短路電流,提高電池效率。

1)LPCVD是目前TOPCon 生產(chǎn)的主流工藝

目前 TOPCon 電池有 4 種不同的工業(yè)化工藝流程,分別為:LPCVD 制備多晶硅膜結(jié)合傳統(tǒng)的全擴(kuò)散工藝;LPCVD 制備多晶硅膜結(jié)合擴(kuò)硼及離子注入磷工藝;PECVD 制備多晶硅膜并原位摻雜工藝;PVD 制備多晶硅膜并原位摻雜工藝其中 LPCVD 技術(shù)工藝成熟且已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),并且設(shè)備國產(chǎn)化完善,但繞鍍、成膜速度慢等仍為目前工藝主要問題。

LPCVD 技術(shù)路線全稱為低壓化學(xué)氣相沉積法,該技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是工藝成熟、集成度高,成膜質(zhì)量好,裝備產(chǎn)能大,控制簡單容易;但難于鍍膜速度慢,成膜率低,同時存在二次摻雜、繞鍍、石英件沉積嚴(yán)重等問題。LPCVD 技術(shù)是各技術(shù)路線中被最廣為接受,也是唯一規(guī)模商業(yè)化的技術(shù)。


2)各廠商加速TOPCon產(chǎn)能規(guī)劃,產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程推進(jìn)。國內(nèi)企業(yè)近兩年來PERC新建產(chǎn)線基本預(yù)留TOPCon改造空間,以備后續(xù)升級。諸多一線大廠PERC產(chǎn)能已經(jīng)逐漸停止,目前擴(kuò)產(chǎn)計劃也紛紛轉(zhuǎn)向N型技術(shù)產(chǎn)線建設(shè)。進(jìn)入二季度,包括晶科在內(nèi)的多家廠商TOPCon產(chǎn)能開始釋放,有望享受技術(shù)溢價。


2.HJT電池

HJT 電池利用晶體硅(c Si )和非晶體硅(αSi )薄膜制成,結(jié)合了晶硅太陽能電池片和薄膜技術(shù)的雙重優(yōu)勢,由于薄膜具備光吸收強(qiáng)、鈍化性能優(yōu)的特點(diǎn)。HJT 發(fā)展至今已有 47 年時間,伴隨著技術(shù)的迭代、轉(zhuǎn)換效率的提升,HJT電池已經(jīng)進(jìn)入國產(chǎn)商業(yè)化階段。

HJT電池的優(yōu)點(diǎn)在于工藝流程短,轉(zhuǎn)換效率高。HJT電池工藝主要包括4個環(huán)節(jié),遠(yuǎn)少于PERC(10個)和TOPCON(12-13個);此外HJT未來疊加IBC和鈣鈦礦轉(zhuǎn)換效率或可提升至30%以上。

HJT降本路線清晰,22年HJT成本有望低于PERC。HJT電池成本較 PERC每瓦高 0.18 元,94%的成本增加在非硅成本上,未來HJT降本主要依靠硅耗減少、銀漿降本、靶材國產(chǎn)化、設(shè)備降本來實(shí)現(xiàn)。


3.IBC電池

IBC是指交叉指式背接觸電池技術(shù),將P/N結(jié)、基底與發(fā)射區(qū)的接觸電極以交指形狀做在電池背面。IBC電池?fù)碛懈咿D(zhuǎn)換效率,外觀上也更加美觀,尤其適用于光伏建筑一體化,具有較好的商業(yè)化前景。雖然IBC電池優(yōu)勢突出,但是IBC電池制程工藝復(fù)雜,多次使用掩膜、光刻等半導(dǎo)體技術(shù),成本幾乎為常規(guī)電池的兩倍。

由于IBC電池結(jié)構(gòu)具有良好的兼容性,逐漸形成了三大工藝路線:1)以SunPower為代表的經(jīng)典IBC電池工藝;2)以ISFH為代表的POLO-IBC(TBC)電池工藝;3)以Kaneka為代表的HBC電池工藝(IBC-SHJ)。根據(jù)2017年Kaneka實(shí)驗(yàn)結(jié)果,目前IBC-SHJ(HJT)電池的轉(zhuǎn)換效率最高可達(dá)到26.7%,高于TOPCon和HJT電池的實(shí)驗(yàn)效率。

IBC屬于儲備技術(shù)路線,研發(fā)試產(chǎn)布局啟動。目前IBC/HBC電池制造工藝復(fù)雜,技術(shù)門檻高、制造成本高,屬于研發(fā)儲備中的技術(shù)路線。國際上IBC技術(shù)最成熟的量產(chǎn)企業(yè)是SunPower和LG。


四,小結(jié)及相關(guān)上市公司

小結(jié):進(jìn)入2022年,光伏電池片的技術(shù)迭代正式迎來了新的時代,TOPCon、HJT、IBC等轉(zhuǎn)換效率更高的電池技術(shù)將從實(shí)驗(yàn)室邁向產(chǎn)業(yè)鏈,在形成投產(chǎn)-規(guī)模化效應(yīng)降本-持續(xù)擴(kuò)產(chǎn)的良性循環(huán)過程中,享受技術(shù)紅利的企業(yè)有望迎來市占率提升+享受技術(shù)溢價的雙重優(yōu)勢。

原標(biāo)題:高轉(zhuǎn)化效率TOPCon、HJT、IBC等電池技術(shù)不斷從實(shí)驗(yàn)室邁向產(chǎn)業(yè)鏈
 
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來源:全球光伏
 
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