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2019年我国PERC电池设备市场格局:国内各细分设备均取得快速进步,市占率快速提升

发布时间:2019-12-24  来源:立鼎产业研究网  点击量: 504 

目前国内设备企业在各个PERC电池设备都具备了竞争力,与国外企业的技术相比不相上下甚至超过。

1)制绒设备

制绒是利用碱对单晶硅表面的各向异性腐蚀,工业生产中一般采用成本较低的氢氧化钠或氢氧化钾稀溶液来制备绒面。利用Si 在稀NaOH 溶液中的各向异性腐蚀,在硅片表面形成3-6 微米的金字塔结构。理想的绒面效果:金字塔大小均匀,覆盖整个表面,相邻金字塔之间没有空隙,具有较低的表面反射率。单晶硅的绒面制备,能够有效地提高电池转换效率,由于市场的变化,对绒面质量的要求也变的越来越高。如何做出高质量的绒面,不仅仅是工艺技术的问题,还需要与优异的设备进行配合,而设备的相关性能也决定了工艺的效果。目前制绒设备技术指标控制严格的包括:工艺温度、溶液均匀性、产能等。为了保证反应条件的一致性,温控精度要在±1 ℃;溶液均匀性和产能也是重要的考察点。目前国内外的设备厂家包括RENA、施密德、捷佳伟创、晶洲装备等。国内以捷佳伟创为代表的设备企业在产能、控温精度、自动配补液精度等方面的性能已经达到世界先进水平。

不同厂家制绒设备技术指标对比


来源:捷佳伟创招股说明书

2)扩散设备

扩散主要是电池片制PN 结的过程,扩散工艺的好坏直接影响电池片效率的多少。扩散的方法包括:三氯氧磷(POCl3)液态源扩散、喷涂磷酸水溶液后链式扩散、丝网印刷磷浆料后链式扩散。目前国内多采用第一种方法:三氯氧磷(POCl3)液态源扩散,其具有稳定、可控性强等优点。POCl3 液态分子在N2 载气的携带下进入炉管,在高温下经过一系列化学反应磷原子被置换。POCl3 在高温下(>600)分解生成五氯化磷(PCl5)和五氧化二磷(P2O5)POCl3 分解产生的P2O5 淀积在硅片表面,P2O5 与硅反应生成SiO2 和磷原子,并在硅片表面形成一层磷-硅玻璃,然后磷原子再向硅中进行扩散。扩散设备的核心技术指标是扩散方阻均匀性,其他指标包括控温精度和稳定性、工艺时间等。扩散炉的提供厂家包括TempressCentrotherm、捷佳伟创、丰盛装备、北方华创、电科48 所等。

不同厂家扩散设备技术指标对比


来源:捷佳伟创招股说明书

3)钝化和PECVD 设备

传统PECVD 工艺主要是镀反射膜:制作减少硅片表面反射的氮化硅薄膜。高效PERC 电池工艺中增加了背面钝化工艺,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。

目前PERC 电池中钝化工艺包括两种方式:一种是使用PECVD(等离子体化学气相沉积)设备一次性完成三氧化二铝和氮化硅膜的层叠;二是使用ALD(原子层沉积)设备完成三氧化二铝镀膜;PECVD完成氮化硅镀膜。ALD 工艺过程中,将不同的反应前驱物以气体脉冲的形式交替送入反应室中,因此并非一个连续的工艺过程。相对于传统的沉积工艺而言,ALD 在膜层的均匀性、阶梯覆盖率以及厚度控制等方面都具有明显的优势。

ALD(原子层沉积)设备独立完成三氧化二铝镀膜,ALD 镀膜具有低温沉积、速度慢、膜质好等优点,但是稳定性待检验;设备厂家包括:solay tec、理想能源、江苏微导等。

PECVD 分为板式PECVD 和管式PECVD。板式PECVD 钝化膜生长及氮化硅覆膜集成一体,设备及工艺相对稳定,市场暂时领先,Meyer Burger 公司优势突出。

管式PECVD:用石英管作为沉积腔室,使用电阻炉作为加热体,将一个可以放置多片硅片的石墨舟插进石英管中进行沉积。其膜质较好,有增加氮化硅提升钝化效果潜力,少量试产,损伤及绕镀现象待检验,设备厂家包括Centrotherm、捷佳伟创、丰盛装备。

不同PERC 设备对比


来源:丰盛装备

4)丝网印刷

丝网印刷设备主要是依次完成背场、背电极、正栅线电极的制作。一条印刷线一般包括3 套印刷机,分别是背电极印刷、铝背场印刷、正电极印刷,如果有二次印刷,添加4 号印刷机,在第一层浆料基础上,相同位置进行第二次印刷,实现更窄、更高导线的印刷。目前丝网印刷机的厂家包括Baccini、迈为股份、科隆威等。

5 激光开槽&激光掺杂设备

激光开槽设备主要用在PERC电池的激光开槽,利用一定脉冲宽度的激光在去除部分覆盖在电池背面的钝化层和SiNx 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 层导出。

SE(选择性发射极)中使用到激光掺杂设备,是采用扩散时产生的磷硅玻璃层作为掺杂源进行激光扫描,形成重掺杂区。

目前激光开槽和激光掺杂的设备提供商包括帝尔激光、大族激光、迈为股份。

PERC 电池设备国产化率高。目前国内P型电池设备国产化率较高,除了技术要求极高的板式PECVD、以及国外性价较高的快速烧结炉需要进口外,其他国内设备厂家已经具有很强的竞争力,在下游客户降本增效的需求下,市场占有率持续提高。

根据通威的公告:通威合肥太阳能二期2.3GW 高效晶硅电池片项目,在前期成都一期项目、合肥技改项目大量引入了国产设备免费试用,如:印刷线试用迈为、科隆威设备,PECVD、制绒工序试用捷佳创设备。在经过一段时间验证国产设备可靠性后,为充分降低投资成本、提高收益,公司在招标中大量选购国产设备,“合肥太阳能二期2.3GW 高效晶硅电池片项目”原主要设备约90%需要进口,现该比例已降至约20%

PERC 电池设备竞争格局


资料来源:公开资料整理

目前国内设备都取得了快速的进步,市场占有率快速提升,都在各自的优势领域占据了较高的市场占有率(50%以上):捷佳伟创在制绒、扩散、刻蚀、PECVD 等设备领域;迈为股份在丝网印刷设备;帝尔激光在激光掺杂、激光开槽设备。这些设备公司的客户基本覆盖了下游的主流电池企业。随着PERC 产能的陆续投建,这些企业都获得了大量的设备订单,获得了更快的成长。

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