編者按:隨著光伏行業(yè)不斷的技術(shù)進步和政策推動,繼PERC電池成為行業(yè)熱點后,N型電池受到越來越多的關(guān)注。在N型電池中,優(yōu)勢突出的是HIT電池(Heterojunction with Intrinsic Thin-layer, 帶本征薄層異質(zhì)結(jié)太陽電池)。
本文具體內(nèi)容綜合現(xiàn)有量產(chǎn)廠家與原材料產(chǎn)業(yè)鏈成本,數(shù)據(jù)真實可靠,希望通過本文的介紹能促進HIT電池行業(yè)的發(fā)展,并且通過大批量產(chǎn)業(yè)化爭取早日平價上網(wǎng)。
本文具體內(nèi)容綜合現(xiàn)有量產(chǎn)廠家與原材料產(chǎn)業(yè)鏈成本,數(shù)據(jù)真實可靠,希望通過本文的介紹能促進HIT電池行業(yè)的發(fā)展,并且通過大批量產(chǎn)業(yè)化爭取早日平價上網(wǎng)。
(一)HIT電池工藝流程
(1)制絨清洗
①工藝介紹
②量產(chǎn)信息匯總
臭氧+雙氧水工藝在大批量生產(chǎn)驗證后清洗效果較為穩(wěn)定,并且在去除氨氮工藝后污水處理與化學品成本大大降低,是現(xiàn)在最佳的清洗工藝,其總體化學品成本已經(jīng)貼近PERC電池清洗成本。
(2)非晶硅沉積
①工藝介紹
②量產(chǎn)信息匯總
非晶硅沉積主要考慮為薄膜均勻性、氫含量、光敏性。
成膜均勻性(舉例)
RF由于駐波效應不明顯并且硅烷離化率較低,所以總的來說均勻性較好,普遍可以控制在5%以內(nèi),鈍化I層部分結(jié)構(gòu)要考慮防止外延沉積速率快(2-5A/s)均勻性略差,但是通過工藝參數(shù)優(yōu)化也可控制在5%。
VHF由于駐波效應較為明顯同時硅烷離化率較高所以均勻性差于RF,PN層的均與性可控在7%,鈍化I層部分結(jié)構(gòu)要考慮防止外延沉積速率較快(>7A/s)均勻性略差,但是可控制在10%以內(nèi)。
熱絲CVD采用高溫裂解均勻性普遍較差,預計在12%左右,隨著量產(chǎn)的進行要不斷的修改工藝。
(3)TCO膜制備
①工藝匯總
②量產(chǎn)信息匯總
現(xiàn)階段TCO制備工藝主要為PVD直流磁控濺射工藝與RPD(反應等離子體沉積)工藝。
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,價格便宜,同時設(shè)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(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HIT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(shè)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。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(shè)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(guān)使用于HIT的高效靶材,靶材成本大幅下降。
總的來說短期之內(nèi)HIT電池擴產(chǎn)技術(shù)主要以PVD為主,在RPD設(shè)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,未來將有可能成為HIT電池量產(chǎn)的主流方向。
(4)絲網(wǎng)印刷
電池效率與成本上SWCT優(yōu)勢較為明顯,MBB技術(shù)在克服拉力問題后在效率和成本上相對于優(yōu)勢5BB較為明顯,現(xiàn)階段MBB技術(shù)在國內(nèi)已經(jīng)量產(chǎn)驗證可靠性較高,SWCT技術(shù)在國內(nèi)未經(jīng)過量產(chǎn)具體組件功率為設(shè)備廠家公布數(shù)據(jù)。(以上效率基于PVD直流磁控濺射非RPD)
(二)HIT電池與PERC電池成本對比
HIT電池具有較少的工藝流程與低溫制程工藝,并且制絨清洗工藝升級后無氨氮廢水產(chǎn)生,在人力成本與制造成本上優(yōu)勢較為明顯,同時由于組件功率達到335-340W,組件材料單瓦成本降低0.05元,具體HIT成本(MBB技術(shù))和PERC成本可壓縮到0.15元/瓦內(nèi)。
結(jié)論
總的來說HIT要做到低成本在考慮高效率技術(shù)路線同時要匹配產(chǎn)業(yè)鏈的低成本方案,以便在獲得較高效率同時做到低電池成本。
本文作者:愛康研究院電池技術(shù)總監(jiān)易治凱
原標題:干貨 | 揭秘異質(zhì)結(jié)電池量產(chǎn)真實成本!