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光伏电池各种技术路线对比分析:PERC和HJT是未来方向,亦是目前企业产能重点布局

发布时间:2019-12-24  来源:立鼎产业研究网  点击量: 7110 

光伏电池技术路线。目前晶硅类电池的技术方向包括单晶和多晶。多晶电池逐渐向黑硅方向升级。单晶包括P 型和N 型。P 型电池中PERC 技术逐渐成为主流,叠加SE(选择性发射极)技术,电池效率逐渐提升。但是P 型电池有其转换效率的极限,而N型电池成为未来高转换效率的方向,目前包括PERTTOPCon(隧穿氧化钝化接触)、IBC(全背电极接触)、HJT(异质结)四种技术路径。

电池技术路线


资料来源:公开资料整理

1PERC 目前技术比较成熟、性价比比较高,技术相对容易,设备完成了国产化,最高效率达到22%,成为这两年高效电池主要扩产的技术,叠加SE(选择性发射极)技术,预计到2020 年前依然是光伏电池主流技术。

2N-PERT 可实现量产,技术难度容易,设备投资较少。但是与双面P-PERC 相比没有性价比优势,已经证明为不经济的技术路线。

3HJT 效率可达23%-24%,工序少、可实现量产,目前已经有松下、晋能、中智、钧石等公司布局。但是其设备贵、投资成本高,成为阻碍其大规模产业化的一点。

4TOPCon 背面收光较差,量产难度很高,目前有布局的企业包括:LGREC、中来等。

5IBC 效率最高,可以达到23.5%-24.5%,技术难度极高,设备投资高,成本高,国内尚未实现量产,目前布局的企业包括LG、中来、sunpower

从以上的对比来看,PERCHJT 技术将是未来光伏电池技术的发力方向,也是目前企业产能重点布局的地方。

光伏电池各种技术路线对比


资料来源:公开资料整理

传统光伏电池的生产工艺。目前常规的电池是P 型电池。传统的电池生产流程,包括从硅片出发经历清洗制绒、扩散制结、刻蚀、去除磷硅玻璃、PECVD 镀反射膜、丝网印刷、烘干烧结、分类检测等工艺,完成电池的制造。

电池生产流程


资料来源:公开资料整理

PERC 电池工艺介绍。与常规单晶电池工艺相比,PERC 单晶电池主要增加了背面钝化和激光打孔两道工艺。背面钝化工艺在硅片背面沉积三氧化二铝和氮化硅,对硅片背面进行钝化。三氧化二铝由于具备较高的电荷密度,可以对P 型表面提供良好的钝化;氮化硅主要作用是保护背部钝化膜,并保证电池背面的光学性能。激光打孔工艺是利用一定脉冲宽度的激光去除部分覆盖在电池背面的钝化层和氮化硅覆盖层,以使丝网印刷的铝浆可以与电池背面的硅片形成有效接触,从而使光生电流可以通过Al 背场导出。

PERC 工艺流程


资料来源:公开资料整理

HJT 电池结构。HJT 电池以N 型单晶硅(c-Si)为衬底光吸收区,经过制绒清洗后,其正面依次沉积厚度为5-10nm 的本征非晶硅薄膜(i-a-Si:H)和掺杂的P 型非晶硅(p-a-Si:H),和硅衬底形成p-n 异质结。硅片的背面又通过沉积厚度为5-10nm 的本征非晶硅薄膜(i-a-Si:H)和掺杂的N 型非晶硅(n-a-Si:H)形成背表面场。最后电池的两面沉积TCO(透明氧化物导电薄膜),然后用丝网印刷的方法在TCO 上制作Ag 电极。

HJT 电池工艺介绍。HJT 电池工艺主要包括制绒、非晶硅沉积、TCO 沉积、丝网印刷。非晶硅沉积主要使用PECVD 方法。TCO 薄膜沉积目前有两种方法:RPD(反应等离子体沉积)PVD(物理化学气象沉积)。住友重工拥有RPD 的专利,而PVD 技术发展成熟,提供给设备的厂家较多。

HJT 电池工艺


资料来源:公开资料整理

认为电池技术迭代是促进行业降本增效的动力。PERC 技术成熟、设备国产化率高,叠加SE(选择性发射极)进一步提升效率,预计到2020 年前依然是高效电池扩产的主流技术。N 型电池是未来高效电池的发展方向,其中N-PERT 技术与双面PERC 电池对不性价比不明显,TOPcon 量产难度高,而IBC 技术虽然转换效率较高,但是未有量产实绩,HJT 由于工序少、国内已有企业量产,成为高效电池未来的发展方向,但是其目前的阻碍是设备投资较贵。从以上的对比来看,PERC HJT 技术将是未来光伏电池发展的主要方向,也是企业重点进行产能布局的地方。认为在PERC HJT 技术布局的设备企业最终将走出来,成为成长性的公司。

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