首页 资讯信息 研究咨询 服务应用 展会会议 视频图片 期刊专栏 新媒体
关闭
关闭

狂奔的设备,进击的异质结

发表于:2021-05-12 17:14:28     作者:王可 来源:索比光伏网

一 设备是异质结行业降本增效的关键

作为一名机械行业的研究员,被问的最多的问题是:对于光伏电池行业,工艺和设备孰轻孰重?我以为,对于像异质结这类的新技术而言,应为工艺引领,设备助推产业化。没有工艺端的摸索,新技术就不会被提出;没有设备端的发展,新技术就难以落地。异质结作为一种已经存在超过30年的技术,近几年来设备的持续降本是其开始广受关注的核心原因。

异质结设备主要分为四类:制绒设备、非晶硅沉积设备、TCO设备和丝网印刷设备,早期进口异质结设备单GW投资额超15亿元。2018年以来随着进口设备的产能提升和核心设备的国产化,2020年异质结设备单GW投资额降至4-4.5亿元。站在当前时点进行展望,异质结设备的国产玩家越来越多,设备的腔体越做越大,预计2021年单GW投资额有望降至3.5亿元以下;同时随着IINP、RPD、光注入设备的推广,异质结量产转换效率亦有望持续提升。

二 PECVD:异质结降本的关键

目前非晶硅沉积设备的主流方案是静态链式PECVD。当前静态路线和动态路线之争已有结论,各家基本采用静态PECVD方案,其他方案如HWCVD、管式PECVD、团簇式PECVD等均处于设备优化阶段。

衡量PECVD设备竞争力的核心参数是镀膜均匀性、开机率和设备产能。其中前两个指标很容易理解,镀膜均匀性直接决定了PECVD应用的门槛,开机率上目前国产设备与进口设备仍存在较大差距。市场理解存在误区的主要是设备产能,理论上讲设备产能越大,单GW需要的设备台数越低,从而单GW投资额更低。但其实,衡量设备产能的核心指标不是生产节拍,即XX片/h,而是单个腔体的大小,即载板容纳硅片的数量。这是因为设备的生产节拍由两个部分构成,即单个腔体容纳硅片的数量*腔体的数量,大腔体和多腔体均能提高生产节拍,但是多腔体易于复制,而腔体做大受驻波效应、对数奇点效应、电极边缘效应更体现设备能力。目前国内各家PECVD企业中,钧石在PECVD大腔体上的布局处于领先态势,其主流设备载板容量为12片*12片,并已推出13片*13片;其余企业分别为应材:9片*11片为主;理想:7片*8片,两层方案;迈为:8片*8片;捷佳:10片*10片。

从成本构成来看,非晶硅沉积设备占异质结设备总投资额的半壁江山。近年来,随着国产设备的不断努力,PECVD的单腔产能持续增加,单GW投资额相较于进口方案降低了一半以上。可以说,PECVD的国产化是异质结技术得以推广的前提。但从竞争格局来看,PECVD是兵家必争之地,参与的设备企业数量较多,预计随着国产化进程的推进以及大腔体方案的持续推出,PECVD降本潜力将持续挖掘,这也是我认为2021年异质结设备单GW投资额降至3.5亿元以下的重要原因。

三 RPD:异质结提效的关键

效率将成为异质结制造企业竞争的关键指标,TCO设备重要性逐步提升。TCO设备的两种路径中,RPD的转换效率较PVD高0.6%以上(工艺原理决定),这一转换效率差将导致HJT制造企业竞争力的巨大差距。如果说PECVD是异质结设备竞争的门票,那么TCO设备有望成为HJT设备竞争的关键。

RPD此前为何未大范围推广?早在90年代日本三洋建全球第一条GW级HJT产线时,便选择了PRD设备进行TCO镀膜,但此时RPD具备两个问题:一是成本过高;二是实际量产时转换效率差距并不明显。但目前这两个问题均已解决。

从设备降本来看,RPD因为工艺方式是升华,因此只能自下往上镀膜,从而导致RPD镀膜需要采用2台主设备+1台翻片机。而进口RPD设备节拍率只有2500片/H,对比同时期的PVD5000片/H以上的产能,因此早期1台PVD可以顶4台RPD。但是随着捷佳伟创实现RPD国产化后并将设备产能提升至5500片/H,同时采用PAR一体机方式将2台RPD整合为1台,RPD设备成本大幅降低。从材料成本来看,ITO和IWO的靶材已实现国产化,其中IWO靶材基本可以实现与ITO靶材的平价。

市场对RPD的质疑源自晋能的转换效率对比,但这恰好是RPD转换效率优势最好的证明。根据晋能2020年测试的PRD与PVD转换效率差,PRD较PVD仅具备0.08%的转换效率优势,优势并不明显。但是,晋能对比的两台设备分别是2016年款精曜的RPD和2019年款新格拉斯的PVD,而捷佳伟创在RPD国产化的进程中做了三点重要改进:一是采取了工艺腔加热的方式,能够在原有设备基础上提高0.25%的效率增益;二是通过托盘的改进可以带来0.35%的效率增益;三是可以选择增加氢或水气工艺气,预计也可以带来效率增益。

四 2021年HJT扩产有望超20GW

在过去一段时间,我们系统地调研了整个异质结供应链,其中不仅有上市龙头,更有一大批优质非上市公司引人注目,如专注异质结自动化和丝网印刷的深圳创一,率先实现靶材国产化的长沙壹纳等。正因为一批批异质结人的前赴后继,我们才能看到行业的各项指标不断刷新,产业关注度持续增加,新的玩家陆续涌入,根据我们测算,2021年HJT的扩产有望超过20GW,2022年或将达到30-50GW。是历史造就英雄?还是英雄成就历史?设备的重要性对于异质结而言,或许是英雄与时代的共舞。

责任编辑:韩钰

相关阅读

光伏行业最新动态,请关注索比光伏网微信公众号:solarbe2005

投稿与新闻线索联系:010-68027865 刘小姐:news@solarbe.com

扫码关注

阳光电源
最新活动 更多 >
光伏建材行业“碳达峰、碳中和”技术研讨会

2021年5月8日

北京西国贸大酒店

超高功率产业链创新技术研讨会

2021年4月20日

中国国际展览中心(静安庄馆)2号厅

第八届广东省光伏论坛

2021年3月31日

广州阳光宾馆

推荐专题 更多 >
投稿与新闻线索联系:010-68027865 刘小姐 news@solarbe.com 商务合作联系:010-68000822 media@solarbe.com 紧急或投诉:13811582057, 13811958157
京ICP备10028102号-1 电信与信息服务业务许可证:京ICP证120154号
地址:北京市大兴区亦庄经济开发区经海三路天通泰科技金融谷 C座 16层 邮编:102600