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1、 電氣設備電氣設備|證券研究報告證券研究報告行業深度行業深度 2020 年年 8 月月 14 日日 強于大市強于大市 公司名稱公司名稱 股票代碼股票代碼 股價股價 (人民幣人民幣) 評級評級 邁為股份 300751.SZ 329.9 買入 捷佳偉創 300724.SZ 83.22 買入 金辰股份 603396.SH 35.05 未有評級 資料來源:萬得,中銀證券 以2020年8月13日當地貨幣收市價為標準 相關研究報告相關研究報告 光伏異質結電池系列報告之一:光伏異質結電池系列報告之一:HJT:有望:有望 開啟光伏新一輪技術革命開啟光伏新一輪技術革命2020.02.04 光伏異質結電池系列報告
2、之二:光伏異質結電池系列報告之二:HJT:產業:產業 化大幕即將開啟化大幕即將開啟2020.05.19 中銀國際證券股份有限公司中銀國際證券股份有限公司 具備證券投資咨詢業務資格具備證券投資咨詢業務資格 電氣設備電氣設備 證券分析師:證券分析師:沈成沈成 (8621)20328319 證券投資咨詢業務證書編號:S1300517030001 證券分析師:證券分析師:李可倫李可倫 (8621)20328524 證券投資咨詢業務證書編號:S1300518070001 證券分析師:證券分析師:楊紹輝楊紹輝 (8621)20328569 證券投資咨詢業務證書編號:S1300514080001 光伏異質結
3、電池系列報告光伏異質結電池系列報告 之三之三 HJT:國產設備降本助推產業化提速 Table_Summary HJT 設備國產化帶來的降本有望推動產線投資回收期快速下降設備國產化帶來的降本有望推動產線投資回收期快速下降,加速,加速 HJT 電池的產業化進度。電池的產業化進度。2020-2025 年年 HJT 設備需求空間有望設備需求空間有望超過超過 600 億元,億元, 率先布局的設備企業有望享受產業化初期較高的訂單彈性。率先布局的設備企業有望享受產業化初期較高的訂單彈性。 支撐評級的要點支撐評級的要點 HJT 電池兼具高轉換效率與短工藝流程:電池兼具高轉換效率與短工藝流程:簡潔獨特的非晶硅膜
4、鈍化結構 一方面使得 HJT電池具備高轉換效率,另一方面使得僅需 4步主工藝即 可完成 HJT電池的生產,在一定程度上降低了 HJT電池工藝控制的復雜 程度和產業化的難度。 PECVD:提效與降本之匙:提效與降本之匙:PECVD 作為支撐 HJT 電池關鍵工藝非晶硅薄 膜沉積的設備,其質量與 HJT電池轉換效率緊密相關。同時,PECVD在 HJT 產線中 50%-60%的價值量占比也決定了其在 HJT 設備降本中的關鍵 地位。當前 PECVD環節國產化熱情高漲,已有部分國內企業取得階段性 積極成果。預計國內企業有望取得產能、性能、價格之間的平衡,國產 PECVD 設備的價格水平有望在單臺 15
5、0-250MW 產能的基礎上降低至 3億 元/GW左右,進而有望將整條生產線的設備投資降低至 5億元/GW以下。 其他主設備:國內企業積極入局,國產化全面推進:其他主設備:國內企業積極入局,國產化全面推進:在非晶硅鍍膜之外, TCO 鍍膜、清洗制絨、絲網印刷等其他主工藝設備亦呈現國內企業積極 入局、設備國產化全面推進的良好局面,在清洗制絨環節部分企業已推 出具備性價比優勢的產品。 設備設備降降本或打響產業化提速“發令槍”:本或打響產業化提速“發令槍”:預計 HJT電池后續主要通過效 率提升、銀耗降低、設備降價、硅片減薄等途徑實現降本,其中設備降 價不僅可直接降低折舊成本, 還有望推動 HJT產
6、線投資回收期快速下降。 我們測算 HJT設備初始投資額在降至 5億元/GW時, HJT產線投資回收期 將快速下降至 4 年左右,有望顯示出充分的投資吸引力,從而擴大 HJT 產能規模并逐步顯現規模效應以加速效率提升和材料降本的進程,形成 良性循環后有望進一步加快 HJT電池的產業化進度。 投資建議投資建議 在設備國產化的基礎上, HJT設備初始投資額在降至 5億元/GW以下的過 程中有望推動 HJT產線投資回收期快速下降,進而加速 HJT電池的產業 化進度并加速對現有技術路線的替代。 我們測算 2020-2025年新增設備需 求空間有望超過 600 億元,產能投放高峰年份空間有望超過 200
7、億元, 較早布局的設備企業有望享受產業化初期較高的訂單彈性。推薦 HJT設 備國產化先鋒邁為股份、捷佳偉創,建議關注金辰股份,此外建議關注 非上市公司理想萬里暉、鈞石能源等。 評級面臨的主要風險評級面臨的主要風險 HJT電池效率進步與降本速度不達預期; 設備與輔材降本進度不達預期; 單晶 PERC電池效率競爭力超預期;光伏政策風險;疫情影響超預期。 2020年 8月 14日 光伏異質結電池系列報告之三 2 目錄目錄 HJT 電池兼具高轉換效率與短工藝流程電池兼具高轉換效率與短工藝流程 . 5 PECVD:提效與降本之匙:提效與降本之匙 . 8 HJT 核心工藝:非晶硅薄膜沉積 . 8 PECV
8、D:HJT 設備降本的關鍵 . 9 其他主設備:國內企業積極入局,國產化全面推進其他主設備:國內企業積極入局,國產化全面推進 . 14 TCO 薄膜沉積:PVD 磁控濺射為主流工藝 . 14 清洗制絨:國產設備具備性價比 . 16 金屬化:低溫銀漿是降本核心 . 17 設備降本或打響產業化提速“發令槍”設備降本或打響產業化提速“發令槍” . 19 HJT 電池降本路徑明確 . 19 設備降成本是 HJT 產業化提速的關鍵 . 20 HJT 設備 6 年市場空間或超過 600 億元 . 22 投資建議投資建議 . 24 風險提示風險提示 . 25 mNnOmRtOmOpOsOmRyQxOoN9P
9、bP6MmOnNnPnNjMrRxPfQpOpQaQrQnNvPoPwOMYoMsQ 2020年 8月 14日 光伏異質結電池系列報告之三 3 圖表圖表目錄目錄 圖表圖表 1. 異質結電池實驗室最高轉換效率異質結電池實驗室最高轉換效率 . 5 圖表圖表 2. NREL晶硅光伏電池轉換效率圖(實心圓點為異質結電池)晶硅光伏電池轉換效率圖(實心圓點為異質結電池) . 5 圖表圖表 3. 異質結電池的基本結構異質結電池的基本結構 . 6 圖表圖表 4. 異質結電池生產工藝流程異質結電池生產工藝流程 . 6 圖表圖表 5. 各電池技術路線工藝流程對比各電池技術路線工藝流程對比 . 7 圖表圖表 6.
10、近年近年 Sanyo/松下松下 HJT電池轉換效率與參數電池轉換效率與參數 . 8 圖表圖表 7. 工作中的工作中的 HWCVD反應腔反應腔 . 8 圖表圖表 8. HWCVD 與與 PECVD部分特性對比部分特性對比 . 9 圖表圖表 9. 板式板式 RF-PECVD基本結構基本結構 . 9 圖表圖表 10. 梅耶博格梅耶博格 PECVD 設備工藝流程設備工藝流程 . 10 圖表圖表 11. 梅耶博格梅耶博格 PECVD設備部分技術指標設備部分技術指標 . 10 圖表圖表 12. 應用材料應用材料 PECVD 設備外觀設備外觀 . 10 圖表圖表 13. 應用材料應用材料 PECVD 腔體結
11、構腔體結構 . 11 圖表圖表 14. 理想萬里暉理想萬里暉 PECVD 設備腔體示意設備腔體示意 . 11 圖表圖表 15. 理想萬里暉理想萬里暉 PECVD 設備外觀設備外觀 . 12 圖表圖表 16. 捷造光電捷造光電 PECVD 設備部分技術指標設備部分技術指標 . 12 圖表圖表 17. 部分部分 PECVD廠商腔體與產線設計對比廠商腔體與產線設計對比 . 13 圖表圖表 18. 磁控濺射工藝原理示意圖磁控濺射工藝原理示意圖 . 14 圖表圖表 19. RPD工藝原理示意圖工藝原理示意圖 . 14 圖表圖表 20. PVD磁控濺射工藝與磁控濺射工藝與 RPD工藝部分特性對比工藝部分特
12、性對比 . 15 圖表圖表 21. 湖南紅太陽湖南紅太陽 PVD磁控濺射設備部分技術參數磁控濺射設備部分技術參數 . 15 圖表圖表 22. 新格拉斯新格拉斯 PVD設備外觀設備外觀 . 15 圖表圖表 23. 晉能晉能 HJT電池清洗制絨工藝流程電池清洗制絨工藝流程 . 16 圖表圖表 24. RCA與臭氧清洗流程對比與臭氧清洗流程對比 . 16 圖表圖表 25. RCA與臭氧清洗耗材成本對比與臭氧清洗耗材成本對比 . 17 圖表圖表 26. 捷佳偉創清洗制絨設備部分技術參數捷佳偉創清洗制絨設備部分技術參數 . 17 圖表圖表 27. 捷佳偉創清洗制絨設備外觀捷佳偉創清洗制絨設備外觀 . 1
13、7 圖表圖表 28. 絲網印刷原理示意圖絲網印刷原理示意圖 . 18 圖表圖表 29. HJT電池非硅成本拆分及其目標電池非硅成本拆分及其目標 . 19 圖表圖表 30. CPIA對于硅片厚度的預測(對于硅片厚度的預測(m) . 20 圖表圖表 31. 單晶單晶 PERC電池產能擴張歷程電池產能擴張歷程 . 20 圖表圖表 32. 單晶單晶 PERC電池與多晶電池價格走勢電池與多晶電池價格走勢 . 21 圖表圖表 33. HJT電池產能凈現金流預測(無貸款)電池產能凈現金流預測(無貸款) . 21 2020年 8月 14日 光伏異質結電池系列報告之三 4 圖表圖表 34. HJT電池產能投資回
14、收期測算電池產能投資回收期測算 . 22 圖表圖表 35. HJT產能規模與設備市場空間預測產能規模與設備市場空間預測 . 23 附錄圖表附錄圖表 36. 報告中提及上市公司估值表報告中提及上市公司估值表 . 26 2020年 8月 14日 光伏異質結電池系列報告之三 5 HJT 電池兼具高轉換效率與短工藝流程電池兼具高轉換效率與短工藝流程 純異質結電池實驗室轉換效率已超過純異質結電池實驗室轉換效率已超過 25%:目前國內外對異質結電池的研究已大范圍展開,轉換效 率亦逐步攀升?,F在在 M2的標準硅片尺寸下,純異質結結構電池的轉換效率世界紀錄為 25.11%,由 我國漢能成都研發中心創造,且此轉
15、換效率是在使用量產設備和量產工藝的前提下取得的,具備相 當程度的量產可能性。同時,疊加 IBC技術組成的 HBC電池轉換效率已達到 26.7%。 圖表圖表 1. 異質結電池實驗室最高轉換效率異質結電池實驗室最高轉換效率 21.0% 21.5% 22.0% 22.5% 23.0% 23.5% 24.0% 24.5% 25.0% 25.5% 漢能KanekaPanasonic晉能中智上海微系統所 實驗室最高效率 資料來源:中科院電工所,中銀證券 圖表圖表 2. NREL晶硅光伏電池轉換效率晶硅光伏電池轉換效率圖(實心圓點為異質結電池)圖(實心圓點為異質結電池) 資料來源:NREL,中銀證券 202
16、0年 8月 14日 光伏異質結電池系列報告之三 6 高轉換效率得益于電池材料和結構高轉換效率得益于電池材料和結構:HJT 異質結電池以 N 型單晶硅片為襯底,在經過清洗制絨的 N 型硅片正面依次沉積厚度為 5-10nm的本征 a-Si:H薄膜和 P型摻雜 a-Si:H薄膜以形成 p-n異質結,在硅 片背面依次沉積厚度為 5-10nm的本征 a-Si:H薄膜和 N型摻雜 a-Si:H薄膜形成背表面場,在摻雜 a-Si:H 薄膜的兩側再沉積透明導電氧化物薄膜(TCO),最后通過絲網印刷或電鍍技術在電池兩側的頂層 形成金屬集電極。HJT電池中的本征非晶硅薄膜(i-a-Si:H)有效降低了晶硅/非晶硅
17、異質結表面的復合 速率,同時補償了本征非晶硅層自身存在的懸掛鍵缺陷,在硅片表面獲得了令人滿意的鈍化效果, 顯著提升了電池的開路電壓和轉換效率。 圖表圖表 3. 異質結電池的基本結構異質結電池的基本結構 資料來源:Green,中銀證券 簡單的電池結構決定了較短的簡單的電池結構決定了較短的生產生產工藝工藝流程流程:從電池結構上看,異質結電池由中心的硅片基底疊加 兩側的數層薄膜組成,整體結構頗為簡單,各層材料之間基本不存在交疊、貫穿等現象。HJT 電池 生產過程的核心即為各層薄膜的沉積,不涉及擴散、注入等工藝,整體而言其工藝流程較短,主工 藝僅有 4步。相對于同屬于 N型電池、但生產工藝需要 10-
18、20步的 IBC和 TOPCon電池,HJT電池較短 的工藝流程在一定程度上降低了工藝控制的復雜程度和產業化的難度。 圖表圖表 4. 異質結電池生產工藝流程異質結電池生產工藝流程 清洗制絨 (10%) 沉積非晶硅膜 (50%-60%) 沉積 TCO 膜 (約約 20%) 制作金屬電極 (約約 10%) 光注入 退火 檢測 資料來源:中科院電工所,中銀證券(注:深紅色為主工藝流程,紅色數字為設備價值量占比) HJT電池設備與現有主流工藝設備不兼容:電池設備與現有主流工藝設備不兼容:HJT電池各步工藝分別對應清洗制絨設備、非晶硅薄膜沉 積設備、TCO 膜沉積設備、金屬化設備等各個主工藝設備,其中非
19、晶硅薄膜沉積設備與 TCO膜沉積 設備不應用于現有主流單晶 PERC電池的生產制造, 而清洗制絨、 金屬化設備與 PERC電池設備類似, 但仍有不同之處。整體而言 HJT電池生產設備與單晶 PERC電池生產不兼容,亦不完全與 TOPCon、 IBC等其他 N型電池設備兼容。 2020年 8月 14日 光伏異質結電池系列報告之三 7 圖表圖表 5. 各電池技術路線工藝流程對比各電池技術路線工藝流程對比 清洗制絨 雙面PECVD鍍a- Si膜(p/i/n) 雙面PVD 鍍TCO膜 雙面Ag絲 印與燒結 光注入 HJT電池電池 清洗制絨 擴散 激光制備 SE 去除PSG 和背結 雙面氧化 前表面 S
20、iNx 背表面 AlOx&SiNx 絲印與 燒結 光再生 測試 清洗制絨 前擴散硼 去除PSG 和背結 激光制備 SE LPCVD背面 氧化 LPCVD沉積 本征多晶硅 離子注入/擴散P 退火 前表面鍍 AlOx&SiNx 背表面鍍 SiNx 雙面Ag絲 印與燒結 光再生 測試 清洗制絨 磷擴散 正面氮化硅掩膜 沉積 油墨清洗 硼擴散 氫氟酸除 氧化層 正面氮化硅/氧 化硅復合膜沉積 背面氧化 鋁沉積 背面氮化硅掩膜 沉積 正面油墨涂覆 (全面) 背面油墨涂覆 (局部) 磷擴散層腐蝕 (無油墨區域) 背面局部油墨涂 覆(擴硼區) 正面全面 油墨涂覆 氧化鋁層腐蝕 (無油墨區) 油墨清洗 背面氮
21、化 硅沉積 激光背面開槽(摻雜區中 間) 光誘導銅 錫電鍍 電極退火 測試 PERC電池電池N-TOPCon電池電池IBC電池電池 測試 資料來源:中科院電工所,中銀證券 2020年 8月 14日 光伏異質結電池系列報告之三 8 PECVD:提效提效與與降本之匙降本之匙 HJT 核心核心工藝:工藝:非晶硅薄膜沉積非晶硅薄膜沉積 HJT電池轉換效率電池轉換效率與與非晶硅薄膜質量直接非晶硅薄膜質量直接相關相關:HJT電池之所以具備較高的光電轉換效率,核心原因 在于其具備顯著高于其他結構電池的開路電壓,而較高的開路電壓則來源于硅片兩面分別沉積的兩 層非晶硅薄膜(i-a-Si:H/n-a-Si:H/p
22、-a-Si:H)對界面接觸的鈍化效果。因此非晶硅薄膜的沉積質量即與產 線產出 HJT電池的轉換效率直接相關。 圖表圖表 6. 近年近年 Sanyo/松下松下 HJT電池轉換效率與參數電池轉換效率與參數 年份年份 開路電壓開路電壓(V) 短路電流密度短路電流密度(mAcm-2) 填充因子填充因子(%) 轉換效率轉換效率(%) 2014(HBC) 0.740 41.8 82.7 25.6 2013 0.750 39.5 83.2 24.7 2011 0.745 39.4 80.9 23.7 2009 0.729 39.5 80.0 23.0 2007 0.725 39.2 79.1 22.3 20
23、06 0.718 38.4 79.0 21.8 2004 0.712 38.3 78.7 21.5 資料來源:人工晶體學報,中銀證券 CVD 為非晶硅薄膜沉積的主流工藝:為非晶硅薄膜沉積的主流工藝:為了獲得具有鈍化功能的非晶硅薄膜,實際生產中一般采用化 學氣相沉積(CVD)工藝,其中以等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)和熱絲化學氣相沉積 (HWCVD/Cat-CVD)兩種工藝路徑為主。本征和摻雜非晶硅薄膜分別由硅烷、硼烷、磷烷等氣體裂解 沉積而成,而等離子體與高溫熱絲都是起促進氣體裂解的作用。 圖表圖表 7. 工作中的工作中的 HWCVD反應腔反應腔 資料來源:MVSystems,中銀證券
24、 HWCVD產業化應用相對較少:產業化應用相對較少:HWCVD是利用高溫金屬絲的催化作用使硅烷、硼烷等氣體分解沉積至 硅片表面從而獲得非晶硅薄膜。在高溫金屬絲的作用下,反應氣體分解效率較高,反應速率相對較 快,因此薄膜沉積的速率相對較高,同時沉積出的薄膜更為有序。此外,HWCVD還具備氣體利用率 高、沉積對硅片本身損傷較小等優點。但由于 HWCVD同時具有熱絲壽命較短導致更換成本高、熱絲 溫度控制精度不高、熱絲溫度影響硅片溫度等問題,目前產業應用相對較少,少量的應用以日本 HJT 電池企業為主,國內有科研院所與企業正在研發。 2020年 8月 14日 光伏異質結電池系列報告之三 9 圖表圖表
25、8. HWCVD與與 PECVD部分特性對比部分特性對比 性能指標性能指標 HWCVD PECVD 薄膜生長速率 快 一般 薄膜均勻性 更好 一般 工藝穩定性 較差 穩定 耗材成本 高 低 量產規模 較小 多數量產產線均使用 資料來源:摩爾光伏,南昌大學光伏研究院,中銀證券 PECVD:HJT 設備降本的關鍵設備降本的關鍵 PECVD 沉積薄膜的基本過程:沉積薄膜的基本過程:PECVD 技術是借助于輝光放電等離子體使含有薄膜成分的氣態物質發 生化學反應,從而實現薄膜材料生長的一種制備技術?;痉磻^程為:1)在非平衡等離子體中, 電子與反應氣體(HJT 電池生產中為硅烷、硼烷、磷烷、氫氣等)發
26、生初級反應,使得反應氣體發 生分解,形成離子和活性基團的混合物;2)各種活性基團向薄膜生長表面(襯底,即硅片)擴散輸 運,同時發生各反應物之間的次級反應;3)到達生長表面的各種初級反應物和次級反應產物被吸附 并與表面發生反應,同時伴隨氣相分子物的再放出。 圖表圖表 9. 板式板式 RF-PECVD基本結構基本結構 資料來源:中國知網,中銀證券 梅耶博格與應用材料為海外主梅耶博格與應用材料為海外主要供應商:要供應商:瑞士光伏設備廠商梅耶博格生產的 HELiA 系列 HJT 電池生 產線中包含有用于非晶硅鍍膜的 PECVD設備。其設備已應用于 REC、3Sun、Ecosolifier等海外 HJT
27、電 池廠商。梅耶博格 PECVD 設備的特點:1)在不同鍍膜腔體內使用不同的托盤(tray)以隔絕沉積不 同膜層時可能出現的交叉污染, 可提升鍍膜質量; 2) 設備每個腔體內的托盤始終保持已加熱的狀態, 節約了每次鍍膜的初始加熱時間,可提升生產節拍。 2020年 8月 14日 光伏異質結電池系列報告之三 10 圖表圖表 10. 梅耶博格梅耶博格 PECVD設備工藝流程設備工藝流程 資料來源:梅耶博格官網,中銀證券 圖表圖表 11. 梅梅耶博格耶博格 PECVD設備部分技術指標設備部分技術指標 項目項目 指標指標 平均工藝時間 84秒 單托盤硅片數 56片 生產速度 2400片/h 年產能 11
28、0MW 良品率 99.7% 資料來源:梅耶博格官網,中銀證券 美國設備廠商應用材料生產的 PECVD設備脫胎于 TFT-LCD顯示屏所使用的 PECVD設備,有著深厚的 技術工藝經驗積累,其腔體面積較大,可同時容納更多硅片進行鍍膜,且在大面積下保持優秀的成 膜質量。其最主要的特點是采取了團簇式(cluster)的腔體排列方式,不同腔體可同時工作在不同批 次的硅片上以提升生產節拍。 圖表圖表 12. 應用材料應用材料 PECVD設備外觀設備外觀 資料來源:中科院電工所,中銀證券 2020年 8月 14日 光伏異質結電池系列報告之三 11 圖表圖表 13. 應用材料應用材料 PECVD腔體結構腔體
29、結構 資料來源:應用材料官網,中銀證券 理想萬里暉理想萬里暉與與鈞石能源鈞石能源領銜國產廠商:領銜國產廠商:理想萬里暉專注于 HJT電池 PECVD設備的研發和生產,其設 備的特點之一是采用了雙真空反應腔,減小了反應腔體的體積,不易產生顆粒物,生產過程中氣體 消耗較少,同時采用上下極板同時加熱的方式,不易產生熱漂移。目前理想萬里暉 PECVD設備已實 現 25.11%的 HJT電池實驗室轉換效率世界紀錄。鈞石能源自 2010年起即開始對 HJT電池與設備進行 研發,在電池技術和設備工藝方面均取得了較大突破,目前其自研 PECVD設備可支撐 HJT電池達到 24.1%的平均轉換效率。此外,邁為股
30、份、捷佳偉創、金辰股份等上市公司亦已積極投入 PECVD設備 的研發,且已取得階段性成果。 圖表圖表 14. 理想萬里暉理想萬里暉 PECVD 設備腔體示意設備腔體示意 資料來源:理想萬里暉展示材料,中銀證券 2020年 8月 14日 光伏異質結電池系列報告之三 12 圖表圖表 15. 理想萬里暉理想萬里暉 PECVD 設備外觀設備外觀 資料來源:理想萬里暉展示材料,中銀證券 PECVD 國產化國產化是是 HJT 設備降本的主要設備降本的主要推動力推動力:PECVD 是 HJT電池生產過程中的核心設備,其價值量 在整條生產線中的占比約 50%-60%。 目前梅耶博格與應用材料兩家企業所生產的
31、PECVD在成膜質量、 設備產能等主要指標方面各具優勢,但設備價格相對較高,折算到 GW產能價格超過 5億元。因此, 通過 PECVD的國產化以降低設備價格是 HJT設備降本的主要推動力。 擴大產能是擴大產能是 PECVD降本的可行路徑降本的可行路徑:降低單 GW設備價格的主要思路是在不顯著提高設備成本的基 礎上擴大設備產能,具體路徑包括提高生產節拍、增加單腔體處理硅片數量等,各國產廠商一般通 過縮短鍍膜工藝時間、擴大腔體面積、堆疊腔體數量、優化腔體排布與工藝流程等方式實現。其中, 提速、擴大面積等方式或影響成膜質量,改變腔體排布結構與工藝流程等方式則對生產過程中配套 自動化的質量提出了新的要
32、求。相比于其他三道主工藝設備 5000-6000片/h的生產節拍,PECVD設備 的生產節拍相對較慢,亟需在此方面進行研發改進。 國產設備須取得產能、性能、價格之間的平衡:國產設備須取得產能、性能、價格之間的平衡:我們認為國內廠商或可博采梅耶博格、應用材料等 優秀廠商的不同設計思路,在滿足 HJT 設備性能要求的基礎上進行設備結構與工藝指標的優化,以 在產能、性能、價格之間取得平衡。從近期國內企業取得的研發進展來看,預計國產 PECVD設備有 望在達到單臺 150-250MW產能的基礎上將價格水平降低至 3億元/GW以下, 進而有望將整條生產線的 設備投資降低至 5億元/GW以下。 圖表圖表
33、16. 捷造光電捷造光電 PECVD設備部分技術指標設備部分技術指標 項目項目 指標指標 平均工藝時間 120秒 單托盤硅片數 100片 生產速度 3000片/h 年產能 125MW Uptime(有效工作時間) 90% 資料來源:捷造光電官網,中銀證券 2020年 8月 14日 光伏異質結電池系列報告之三 13 圖表圖表 17. 部分部分 PECVD廠商廠商腔體與產線設計腔體與產線設計對比對比 設備設備廠商廠商 腔體特征腔體特征 梅耶博格 In-line排布;在不同鍍膜腔體內使用不同托盤以隔絕沉積不同膜層時可能出現的交叉污染,可提 升鍍膜質量;設備每個腔體內的托盤始終保持已加熱的狀態,節約了
34、每次鍍膜的初始加熱時間, 可提升生產節拍 應用材料 腔體面積較大,且在大面積下保持優秀的成膜質量;采取了團簇式(cluster)的腔體排列方式, 不同腔體可同時工作在不同批次的硅片上以提升生產節拍 INDEOtec 可在腔體內部翻轉硅片,完成雙面鍍膜 理想萬里暉 In-line排布;采用雙真空反應腔,減小了反應腔體的體積,不易產生顆粒物,生產過程中氣體消 耗較少;上下極板同時加熱,不易產生熱漂移 迅立光電 采用在線動態連續鍍膜方式,等離子不間斷,可縮短工藝時間,提高生產節拍 捷造光電 In-line排布;滾輪傳輸托盤;模塊化設計;兩套托盤循環系統 資料來源:各公司官網,TaiyangNews,
35、摩爾光伏,中銀證券 2020年 8月 14日 光伏異質結電池系列報告之三 14 其他其他主主設備設備:國內企業積極入局,國產化全面推進國內企業積極入局,國產化全面推進 TCO 薄膜沉積薄膜沉積:PVD 磁控濺射為主流工藝磁控濺射為主流工藝 TCO 薄膜薄膜可增強電荷輸送能力:可增強電荷輸送能力:在 HJT 電池中,位于硅片兩側的非晶硅薄膜層提供了良好的鈍化接 觸效果,但其整體呈現長程無序結構,使得層內載流子遷移率較低,電池電流不能充分地被金屬電 極收集。為了解決這一問題,可以使用既可導電又可透光的薄膜來對電荷進行輸運,實際常用 TCO (透明導電氧化物)薄膜。高質量的 TCO薄膜可有效提升 H
36、JT電池的整體轉換效率。 PVD 磁控濺射為現時主流工藝:磁控濺射為現時主流工藝:目前最常用于沉積 TCO 薄膜的方法是物理氣相沉積(PVD)大類下 的磁控濺射 (Sputtering) 工藝。 此工藝的基本原理是在電磁場的作用下, 被加速的氣體高能粒子 (Ar+) 轟擊鍍膜靶材,靶材表面的原子獲得能量逸出表面后沉積到襯底(已完成非晶硅鍍膜的電池片半成 品)表面生成氧化物薄膜。 圖表圖表 18. 磁控濺射工藝原理示意圖磁控濺射工藝原理示意圖 資料來源:研創材料,中銀證券 RPD 工藝亦有應用:工藝亦有應用:在磁控濺射以外,反應等離子體沉積(RPD)工藝在 TCO 鍍膜中亦有應用。在 鍍膜設備中,Ar氣體通過等離子體槍產生等離子體,通過磁場引導 Ar等離子體轟擊靶材,靶材溫度 升高后升華產生氣體再沉積到襯底上形成氧化物薄膜。 圖表圖表 19. RPD工藝原理示意圖工藝原理示意圖 資料來源:研創材料,中銀證券 2020年 8月 14日 光伏異質結電池系列報告之三 15 相較于 P