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华晟新能源异质结电池、组件项目投产仪式暨异质结论坛纪要
居合
一卖就涨
2021-04-26 07:19:46
【中金机械】华晟异质结论坛纪要
20210424
 
目录
 
 
论坛要点总结(供时间有限投资者阅读)
一、华晟CEO徐晓华演讲要点
1. 项目特点:1)业界首条M6大产能量产线,第一条5,000pcs/h,第二条8,000pcs/h(国内首条);2)当前单线250MW,下一期目标500MW,大产能是异质结必走之路,预留500MW单线PECVD验证场地;3)首条IINP量产工艺,预计提效+0.2%4)首条12BB SMBB量产线,预计M6银浆耗量低至140mg5)首次试验银包铜浆料,预计Q4正式出货;5)电池组件一体化开发,用了高精度切串一体机;6)应用迈为工业4.0片级追踪系统;7)建立全球最先进实验线,预计Q2-Q3 210尺寸实验线move in,同时钙钛矿电池move in
2. 项目成果:1)目前跑到20%左右产能,预计Q270%Q3达到90%,目前看可能会加速;2)目前跑到20%产能的时候,单天最高量产平均效率24.12%;单批最高平均效率24.44%3)冠军电池片效率24.73%Voc达到0.748FF达到84.97,目前电流密度38.93,还有提升空间;从现在参数来看的话,冠军电池片转换效率有望突破25%
3. 产品介绍:1)电池产品目前温度系数-0.26%,无PID/LID90%双面率;2)组件产品:最近拿到12BB组件认证证书,最高功率档是480W144版型),目前出售的最高功率是470W(但需要调试过程)。今年异质结组件出货主功率预计为460-470W,温度系数-0.26%,需要强调的是,我们目前推出的异质结组件,30年功率质保衰减不超过12%,应该还有机会做的更好。
4. 电池端技术关键:吸杂退火(这是降低硅成本的关键)、非晶复合膜、纳米/微晶硅(现在电流密度是38.93左右,为了进一步提升电流密度,未来走微晶化是必由之路)(公司认为基于现在的非晶结构,平均效率做到24.7%是可能的,但是效率要再往上做到25%以上,应该要走微晶的路线)、界面钝化、TCO优化(有利于降低银浆耗量)、低银耗高精度印刷技术、大硅片、叠加钙钛矿。
5. 组件端技术关键:搭配高精度丝印、高精度切串一体、甚至做0BB组件。
6. 银包铜超期:1)组件工艺上,传统9BB湿重250mg12BB搭配高精度丝印达到160mg,搭配丝印和组件端工艺窗口的匹配,改善串焊拉力,极限做到140mg2)银包铜:比起纯银效率下降0.13%,但CTM提高,组件端效率无下降。预计Q4银包铜组件出货,较预期更快。
7. 制造成本:预计今年HJT全制造成本低于0.7/W。明年随着银浆耗量下降和国产化,预计年底与PERC打平。
8. 目标:1)今年年底扩产210产线,目标142版型组件大于700W,转换效率达到24.7%。今年全年目标平均效率达到24.5%,明年达到24.7%-24.9%(非晶做到24.7%差不多)。22021年扩产2GW2023年满产;3202510GW全线满产;叠层中试线投产。
 
二、 上海交大教授沈文忠演讲概括
1. 光伏产业链变革和后续发展:1)大硅片减薄是趋势;2)电池的未来是双面电池,PERC 双面率大概是65~70%TOPCon 80%,未来目标是85%,异质结90-93%,最高可达95%3HJT高密度组件有挑战,要解决切片损失的问题;4)智能逆变器、高耐压组件,以及智能跟踪器要突破。
目前主流p-PERC升级效率提升有限:23.5%应该是行业内PERC平均效率的未来主流水平。
2. Topcon目前进展:晶科和天合在TOPCon效率上破了世界纪录,但真正TOPCon规模化量产我国去年不到3GW,主要是中来2GW,晶科几百MW。虽然实验室记录24.9%,但产线上24.0%都非常困难,与电子的选择性传输有关系,HJT在效率上还是有很大的优势。
3. TopconHJT各有优劣:1topcon技术与PERC兼容,估计市场上有100GWPERC产能有升级需求,但topcon不适合薄片化;2HJT兼容下一代更高效技术(钙钛矿叠层,Topcon做叠层工艺太复杂,性价比不高),但目前设备投资额高;HJT利于薄片化。
4. 长期看好叠层电池:欧洲公司都押宝叠层,未来叠层30%+的量产效率是很可能实现的。
 
三、南昌大学教授周浪演讲概要
1. IBC的结构不仅仅有消除栅线遮蔽这一个好处,它很长时间都是最高效的电池结构。
2. HBCIBC+HJT)概念可行,2017年出现26.63%HBC电池,是目前效率最高的电池。HBC优势包括:1)进光面敞开进光;2)载流子收集效果更好;3)银耗可以下降;4)省一面的TCO和本征非晶硅,设备或腔体投资下降。
3. IBH(HBC)工艺设想:使用金属掩膜,成本更高、难度更大,但值得一试,都是几个微米级的机械精度,现行技术能够实现。
4. 光伏研究院已经完成双面连续的热丝CVD样机研发和工艺数据包积累,计划为HJT电池提供热丝CVD工艺;为Topcon提供热丝CVD解决方案。热丝CVD优点包括:造价低、膜质好(无等离子体损伤)、沉积快,气耗低、无绕度。
 
四、迈为董事长周剑演讲总结——从硅片降本的角度
1. 退火吸杂:建议每个做HJT电池的公司都做退火吸杂这道工序,做了后对硅片的要求下降了。未来可将吸杂放置在硅片环节。退火吸杂可以提高0.15~0.2ppt的平均效率。
2. 半片化:
1)从组件半片化到电池半片化:保证大片+薄片的应用,降低切损和隐裂;120微米的210半片有望成为未来标准。
2)从电池半片化到硅片半片化:降低硅片切割本身难度;提高半片精度,减少激光切割的应力和损伤;匹配边皮切割硅片,统一产品的规格。
3)从硅片半片化到硅棒半片化:终极解决办法是硅棒半片,目前210硅片的切片良率很低,170-175μm的良率大多不及90%,但如果在硅棒就切半,厚度只有105mm,比156硅片在厚度上还要薄,很多切片的问题就不存在,包括线横、跳线、厚薄不均等。
3. 高精度硅片:目前硅片公差±0.25mm,未来希望做到±0.15mm甚至±0.1mm。对于异质结来说,还可以减少PVD掩膜的宽度,硅片公差降低0.1mm,有0.15ppt的效率增益。
4. 硅片降本空间非常大:异质结时代对硅片的要求与PERC时代完全不同,可惜现在由于规模太小,没有一家专门为异质结生产硅片的厂家。通过退火吸杂可以降低0.2-0.3/W的硅成本下降,通过半棒的硅片切薄20-30μm,又可带来几毛钱的成本差异,边皮切割再贡献一毛多的收益,再通过边缘的精磨可以贡献0.15-0.2ppt的效率,因此如果专门为异质结打造硅片,可以使得异质结在硅片上的成本比PERC便宜20%
5. 为什么看好HJT到现在为止, PERC现在是每W 0.5元硅成本,0.1元银浆成本,其他成本0.1元(0.02设备折旧,0.02人工,0.03电费,其他水费特气),总共0.7元的成本。为什么喜欢HJT,因为现在没有看到任何一个技术可以省这么多的硅和银(SMBB+银包铜),要重点去降硅和浆料成本,其他地方降无可降了(当然HJT还可以降低人工和电费)。另外,TCO上我们还有突破,现在大家预测0.04/WTCO成本,我们希望做到0.025/W要做到:省硅、省银、省铟、省电、省钱。
6. 成本展望(问答环节):预计电池成本异质结可以比PERC便宜0.1/W以上,期待通过产业链努力,明年实现与PERC平价,后年实现异质结比PERC便宜0.1/W,最终差价超过0.1/W。具体来看,薄片化省20%,浆料成本省30%,人工和电费成本省0.02/W,效率增益对应省0.05/W,唯一差的是的铟,努力下降0.025/W,以及设备贵0.02/W。如果电池便宜0.1/W,组件就可以便宜0.16~0.17/W,同时功率高7~8%
7. HJT订单估计:估计是今年10GW,明年20~30GW。(全行业)
 
 
五、理想万里晖总经理欧阳亮发言总结
1. 公司介绍:公司开发PECVD设备超过8年,拥有完整的异质结电池片中试线,客户10家,验收7家,获得1.5GW PECVD订单,已交付1.15GW。计划2022年登陆科创板。研发部门在上海,生产基地在泰兴,泰兴基地具有年产15GW的年量产设备能力。另外有年产能25GW的生产场地规划。
2. 现有成果:PECVD在一家客户稳定运行2年,量产平均效率24.5%,最高效率25.18%,产能达到合同产能95%。均匀性、碎片率等指标远远超过合同指标。碎片率达到0.06%,最近了解可达到0.04%。华晟从Move in到出片仅用2个月,一周时间效率从23.18%爬升至24.39%
公司的设备验证结果,IN-IPI-IN-P效率绝对值高0.1-0.2ppt
3. 核心技术:1)双真空反应腔;2)模块化抽屉式腔体(可通过堆叠腔体提高产能);340.68/13.56 MHZ可选;4182&210半片产能大于260MW
4. PVD公司正在研发、即将在8月推出的PVD样机,设计年产能250MW
5. 整线方案:1GW产能需要3台湿法、4PECVD4PVD5台丝印,占地面积8400平方米,预留AGV通道(基于方块厂房),同时提供MES系统实现片级追踪。设备制造5个月、安装调试3个月、试生产1个月、验收1个月、交付后驻场质保12个月。
 
六、上海优杰斯钟贤发言总结
1. 银铜浆料的好处:
1)HIT低温工艺,铜氧化失效低;
2)HIT固有电池结构可以抑制铜在硅中的电迁移,首先银包着铜,起到了一定阻隔作用,第二,银铜浆料用的片状银粉,不会直接接触硅片,第三,PVD会生成ITO膜层,一定程度上实现阻挡;
2. 公司第二代银铜浆料与标准纯银浆料比较,银含量降低30%,电池效率几乎一样。银铜浆料不太可能承载较大电流。银铜浆料与全银浆料的开发不同点在于:银铜浆料都用在细栅上,主栅难度更大,因此需要在收集更多细栅数据情况下再推主栅。而全银浆料细栅的难度比主栅高。
3. 银包铜改进方向:
1)在纳米银颗粒的设计上,增大银粉在金字塔底部的填充,获得更好的接触;
2)浆料提高电导率,降低RS
3)浆料塑性与高宽比做到更好水平;
4)降本要求很高,努力实现效率改变不多的情况下,大幅降低银含量,并且要满足更高印刷速度的需求,目前是200~250mm/s的印刷速度,未来要高达到300~350mm/s
 
论坛纪要全文
华晟异质结组件顺利发货:
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TUV向华晟颁发认证:
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一、华晟异质结项目成长之路 徐晓华 华晟新能源CEO
 
华晟新能源于2020721日创立于宣城经开区开盛光伏产业园,开盛集团为大股东。园区目前占地270亩,但异质结仅为其中一个项目,此外还包含柔性铜铟镓硒项目。华晟将过去的库房改造后作为电池厂房,也把过去部分柔性铜铟镓硒厂房改造做了组件厂房。
第一期500MW采用创新的轻重资产分离模式,所有的重资产是政府投资,轻资产由华晟与政府运营,实现充分发挥国企的管制与市场运营的灵活性。
目前异质结项目是宣城市政府和经开区重点扶持的一号工程,满足天时地利人和:
  • 天时:碳中和、碳达峰为光伏产业创造了最好的机会,异质结技术经过10余年的摸索,达到了大规模产业化爆发的临界点;
  • 地利:宣城是为数不多的,紧靠杭州、南京、合肥三个省会城市的中心城市,同时属于长三角一体化和金融与科创走廊的范畴。在宣城做一体化项目,满足所有供应链三个小时车程可达;
  • 人和:团队拥有一大批行业老兵,包括徐晓华总、王文静老师、徐鑫、龚博士等。
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从注册到投产仅花9个月:2020.7.21创办公司,7.31设备招标,10.26施工方正式经常,11.07开始动工,11.19首台电子设备搬入,2021.1.15首片组件下线(做了一段时间PERC,等电池开始调试才切换HJT组件),3.17开始工艺调试,3.22产出首片异质结电池,转换效率第一炉23.2%,第二炉23.7%-23.8%,第三炉24.22%左右。经过5周调试,目前电池组件全面投产,今天首批组件出货。
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项目特点:
  • 业界首条M6大产能量产线,第一条5,000pcs/h,第二条8,000pcs/h(国内首条);
  • 当前单线250MW,下一期目标500MW,大产能是异质结必走之路,预留500MW单线PECVD验证场地;
  • 首条IINP量产工艺,预计提效+0.2%
  • 首条12BB SMBB量产线,预计M6银浆耗量低至140mg
  • 首次试验银包铜浆料,预计Q4正式出货;
  • 电池组件一体化开发,用了高精度切串一体机;
  • 应用迈为工业4.0片级追踪系统;
  • 建立全球最先进实验线,预计Q2-Q3 210尺寸实验线move in,同时钙钛矿电池move in,欢迎一切想在这个平台上探索新工艺、新材料、新设备的供应商加入,在华晟平台上一起努力。
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项目成果(过去30天调试的结果):
  • 目前跑到20%左右产能,预计Q270%Q3达到90%,目前看可能会加速;
  • 目前跑到20%产能的时候,单天最高量产平均效率24.12%;单批最高平均效率24.44%
  • 冠军电池片效率24.73%Voc达到0.748FF达到84.97,目前电流密度38.93,还有提升空间;从现在参数来看的话,继续优化我们的结构,在电流密度上做提升的话,也许冠军电池片转换效率有望突破25%,这是很有可能的。
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电池产品(这是我们9BB12BB的电池,主要是右边的12BB):目前温度系数-0.26%,无PID/LID90%双面率。我们是行业里第一家量产12BB 166异质结电池片和组件的厂家。
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组件产品:最近拿到12BB组件认证证书,最高功率档是480W144版型),目前出售的最高功率是470W(但需要调试过程)。高精度切串一体是把电池组件连在一起,把丝印串焊打通,难度较高,最近切换到全自动生产组件,发现返修率还是比较高,良率还需要逐渐提升,未来逐渐克服。今年异质结组件出货主功率预计为460-470W,温度系数-0.26%,需要强调的是,我们目前推出的异质结组件,30年功率质保衰减不超过12%,应该还有机会做的更好。
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组件产品规划:标准组件→BIPV→大硅片组件(今年第二期扩产210的半片)超薄柔性异质结组件(未来厚度100-120μm的量产)
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技术工艺:
  • 电池端:吸杂退火(改善平均效率的分布,去除硅片杂质,同时降低异质结电池对硅片和硅料的需求);非晶复合膜(已经采用的技术,在IINP也会用多层复合膜);纳米/微晶硅(现在电流密度是38.93左右,为了进一步提升电流密度,未来走微晶化是必由之路)(最近跟王文静老师探讨,认为基于现在的非晶结构,平均效率做到24.7%是可能的,但是效率要再往上做到25%以上,应该要走微晶的路线);界面钝化;TCO优化有利于降低银浆耗量;低银耗高精度印刷技术;大硅片;叠加钙钛矿。
  • 组件端:搭配高精度丝印、高精度切串一体、甚至做0BB组件(demo设备马上进场)。
  • 转换效率节点:判断非晶结构平均效率达到24.7%是可能的,异质结+纳米/微晶可以达到平均25.5%,再往上要不要走IBC还需要看钙钛矿的进展,最终一定是钙钛矿异质结叠层,预计达到28%
  • 阶段性目标:今年年底扩产210产线,目标142版型组件大于700W,转换效率达到24.7%。今年全年目标平均效率达到24.5%,明年达到24.7%-24.9%(非晶做到24.7%差不多)。
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SMBB传统9BB湿重250mg12BB搭配高精度丝印达到160mg,搭配丝印和组件端工艺窗口的匹配,改善串焊拉力,还有很多改善空间,极限做到140mg,还可以搭配银包铜。(我们认为电池和组件是要一起来做的,过去异质结电池工艺比较成熟,组件端摸索还不够,通过我们这段时间的摸索,我们认为组件端能够为电池端在工艺窗口放出空间来)
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银包铜初步市场结果:高宽比待优化,效率略下降0.13%(主要来自IscFF),但是组件端的CTM却可以上升,所以最终有可能银包铜做到组件效率无下降。Voc基本持平。初步可靠性测试数据显示衰减特性和常规组件相同,3x IEC情况下衰减特性和常规组件是一样的。最近我们正在做更长寿命的可靠性测试,计划做到5~6x IEC,搭配户外测试结果,原来计划在明年把银包铜量产,但根据目前进展,预计Q4银包铜组件出货并拿到认证。
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硅片吸杂:异质结因为钝化效果的需求,对硅料和硅片要求较高,造成硅成本较高。现在我们尝试吸杂工艺,硅片吸杂后,效率最高点与不吸杂差不多,好硅片不用吸杂,但是差硅片的吸杂效果非常明显,吸杂后整体数据收敛性大幅上升,平均效率提高0.2ppt。未来吸杂可能是标准工艺,未来可能大幅降低硅料和硅片的要求,也会大幅降低硅片的成本。
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下面这张图是去年12.4号在迈为发布会上公布的成本路线,现在符合预期,特别是银包铜进展快:
  • 厚度:目前150μm,预计今年尝试130μm
  • 银浆:原来目标今年160mg,目前希望更低;银包铜提前导入;
  • TCO靶材在优化
  • 效率:原来目标24.3%,现在目标24.5%
  • 全制造成本:在今年异质结GW级的新产线上,搭配现在的500MW的单线和最新的投资,预计今年HJT全制造成本低于0.7/W。明年随着银浆耗量下降和国产化,预计年底与PERC打平。
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华晟发展路线图:
  • 2020:新建500MW电池和组件产线,宣城政府投资4个异质结研究院;
  • 2021年:实现500MW产线投产,产能爬升至90%,量产效率24.5%,研发效率25%,扩产2GW电池,目标今年年底2GW首台设备搬入,土建5-6月份动工,引入一轮融资;
  • 20222GW产线产能爬升至90%,量产效率24.7%以上,今年二季度末研发线投入使用,明年研发效率做到25.5%,叠层电池研发效率29%,明年制造成本打平PERC
  • 2023年:2GW电池满产,根据融资进度启动8GW电池扩产(是否一步扩8GW要看融资进度),量产效率25.2%,研发效率26%,叠层电池研发效率30%
  • 2024~25年:10GW产能爬坡至70%,量产效率25.5%,完成叠层电池量产设备单机验证;2025年把百兆量级的叠层电池投下去,中试线叠层电池效率达到28%202510GW项目全线满产。
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二、新形势下晶硅电池发展趋势 沈文忠 上海交大博导、所长
开场白:2019.6.5日第一次到宣城参加专家认证会,华晟7月份注册公司,短短10个月,华晟从一张白纸到现在的规模,很钦佩华晟的团队。回顾一下,估计去年异质结真正投产的规模是200~300MW,但投资规模很大,产出/投资的这个比例很低,今年我认为整个大陆出的HJT不会超过500MW产量,但建设的很多,投资很大规模。所以今天给大家介绍一下新形势下晶硅电池发展趋势,仅代表个人观点。
 
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光伏产业链的变革:1)近几年大硅片,当前趋势是减薄;2)电池的未来是双面电池,双面率来看,估计HJT是最高的。PERC 双面率大概是65~70%TOPCon 80%,未来目标是85%,异质结90-93%,最高可达95%3)异质结目前高密度组件有挑战,目前是切半+直接封装,解决切片损失问题;叠瓦在慢慢冷下来,用于异质结很有挑战,切割损失较大;4)智能逆变器、高耐压组件,以及智能跟踪器仍被国外垄断,全球前十都不是中国企业。
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行业形势:行业热情不减,PERC250GW;垂直一体化重现5年前景象;产业链涨价,硅料一发不可收,大大延缓计划电站的建设;行业技术革新加快,硅料(颗粒硅)、硅片(大而薄)、电池(HJTTOPCon)、人工智能制造系统等。
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与新三板公司上海欧普特合研,通过人工智能实现对2500例曲线自动分类成几十种,识别率达95%,在行业内有比较多应用,其中隆基现扩的组件线20GW以上全部应用这个技术。
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PERC的双面技术给TopconHJT的发展带来很大的挑战。过去20年电池技术变化不多,仅有从传统铝背场电池到PERC这一个简单的变化。但双面电池技术贡献很大,如果没有PERC的双面技术, TOPConHJT新技术的进展不会走的这么艰难。PERC双面如果可以比单面做的还便宜的话(目前市场价还同价),那么PERC的优势会很明显,所以我们认为PERC还有3年性价比好的时期,个人认为TopconHJT要赶超,挑战还是非常大的。
 
我们认为PERC双面率最高达到78.7%,也就是说量产中做到75%以上的双面率是非常困难的,需要通过背面抛光的变化,还要牺牲部分正面的效率,因此PERC的双面率极限值应该是75%以下。
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理论上,PERC的极限2020年发表的文章,以PERC 23.2%的效率为起点(这其实也是当前领先水平),如果把TOPCon的接触钝化的优势全部加上,pPERC也只能做到23.9%,也就是量产效率极限水平约23.5%。受制的因素如右下饼图,包括p型硅片的质量问题、磷发射极问题等,这些都是效率损失的原因。很多公司把PERC的量产效率定在24%,那这个是很有挑战的,也要考虑性价比是否值得。23.5%应该是行业内PERC平均效率的未来主流水平。
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高效电池中一定要实现载流子的选择性,即使得只允许一种载流子自由地通过界面,而阻隔另外一种载流子,只有如此才能实现电池效益最大化。
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选择性通过载流子这个思路是贯穿始终的。传统铝背场和PERC都采用第一个方案,即重掺杂方案,但是重掺杂方案不可避免地存在极限效率,主要由于存在一系列复合,包括Shockley-Read-Hall等间接复合、自由载流子复合等。
 
最好的方法是方案三,通过功函数的匹配(能带的匹配工程)使得效益最大化。右图是开路电压的比较,传统PERC做到700mV开压是非常困难的,TOPCon做到~710mV,异质结可以做到740-750mV(华晟最高748mV,这是仅次于750mV的记录)。
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PERC以后两种技术路线的选择,TopconHJT选哪种?这是行业很关心的。
 
TOPCon概念很早有,重新提出是在2013年,指对单种电子的选择性技术,现在实验室最高效率25.7%TOPCon最大特色是可以承受与PERC相同的高温工艺,也就是与PERC是兼容的,具有比较好的产业化前景。
在实验室可以做右下角的很多种材料的探索,目前为止最有产业化前途的是氧化硅和多晶硅。
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我们有很多种技术来进行薄膜沉积,目前TOPCon最常用的薄膜沉积技术,也是产业化最成熟,性价比最高的是LPCVD。但LPCVD有两个问题:绕镀问题和容易破裂的问题。今年和去年底开始,当前行业内很多企业也在从事PECVDPELDPVD的量产探索工作,这是未来推动Topcon技术量产化很好的地方。这几种技术各有优劣,目前唯一量产的还是LPCVD
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晶科和天合在TOPCon效率上破了世界纪录,但真正TOPCon规模化量产我国去年不到3GW,主要是中来2GW,晶科几百MW。虽然实验室记录24.9%,但产线上24.0%都非常困难,与电子的选择性传输有关系,HJT在效率上还是有很大的优势。
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异质结是对电子和空穴的全面接触钝化,应该说是载流子选择性传输的最完美结构,做钝化是武装到牙齿。做的最早的是三洋,他们做到24.7%,但现在基本上放弃了。但是HJT技术未来目标做到25.5%是非常有希望的。
 
HJT结构是完美的吗?虽然异质结钝化效果很好,但是前表面的寄生吸收还是非常强的,所以晓华总刚刚提到用微晶硅替代非晶硅,周总提到用下转换技术等。这些都是很好的方向,但关键是要量产。微晶硅的大产能应用还需要很多工作。
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异质结双面率可达95%左右,Voc做到735mV以上很容易,最高开压达到750mV。欧美企业除了HJT,其他都不做了,他们认为HJT又高效、工序又简单,主要代表是美耶博格和REC。这个结构,效率24%以上的水平很容易做到,关键是良率和成本。
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TOPCon最大好处是与PERC兼容(中国有100GW PERC产线有升级机会,很多都是刚投入或者还没正式投入的,所以我们认为PERC还有3年的饭要吃);Topcon国产化装备也有竞争力,原来10PlusSemicon基本在中国没有机会,国内出现很多做TOPCon装备的公司。最大缺点是只是电子的选择性,对空穴没有选择性,因此在同等难度下,量产效率应该比不上异质结,而且高温工艺,能耗高,薄片化不利,高温工艺很难到160μm以下,最低也是170μm
 
初创公司选择HJT的多,毕竟没有太大包袱。HJT最大的障碍是设备投资偏高,以及各种辅料的配套还需要发展。但是后续发展空间大,而且是低温工艺。HJT后续还可叠加IBC,这也是晶硅电池世界纪录的结构,未来可以迈向26~27%的量产技术。
 
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更看好叠层电池。晶硅电池理论极限效率29.4%,实验室或大面积硅片做到26.7%的效率;钙钛矿太阳电池理论极限效率31%,实验室小面积做到25.5-25.6%,差距不大;两端叠层电池理论极限效率43%,可以想象未来量产效率30%是完全可以实现的,空间巨大。这也是为什么欧洲公司押宝异质结。
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Topcon能否做叠层?工艺太复杂了。也有人说TOPCon也可以做叠层,甚至PERC也能做叠层,这里的关键问题是HJT工艺步骤简单,同时共有TCO层,已经具备了叠层电池的基础,而TOPConPERC要做传输层,本身工艺问题很多,工艺步骤很长,没有性价比优势。Topcon+钙钛矿这个方向,工艺太复杂了。
 
牛津光伏2020年年底宣布250MW叠层电池产线建设,但是进展很慢,看不到任何产品。叠层电池产业化成熟一定是5年以后,借助于异质结的成熟才可以投产。
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薄片化:晶硅电池从70年代的500μm到目前的160-180μm,但这个水平已经停留了至少15年的时间,这段时间薄片化没有进展。曾经达到过150~160μm,反而由于弯曲、碎片等高温工艺的问题,退步到了180μmPERC为主流的技术大大阻碍了薄片化进程,TOPCon也有同样的问题。硅片厂对薄片化更为迫切,一方面受制于硅料涨价,一方面通过减薄反而使毛利率增加1.2ppt,从34%+提高到36%+
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异质结薄片化有天然的好处。根据梅耶博格,180μm100μm效率无损失,且目前量产的异质结都是背面结,因为从原理上说正面结良率比较低,量产不现实,而薄片化是有利于背面电池的,这是因为薄片对少子的扩散长度的要求有所降低,可以降低硅片的高质量要求。
 
不必担心硅片太薄后不够吸收太阳光的问题:将硅片减薄到30μm,通过简单的纳米级绒面处理,从实验和理论上证明即能够吸收全部太阳光,对应Jsc高达39.84
 
减薄后的开路电压:10年前就有研究结果,从100μm减薄到20μm,根据理论计算,只要表面钝化做的非常好,开压是可以不降反升的。红点是实验结果,从100μm减薄到50μm,开压反而提升。
 
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可见薄片化对于异质结,不管是在制造端还是效率端,都没有问题。松下最高效率24.7%的异质结电池也是基于98μm的硅片。预计再过2-3年的发展,达到110-120μm没有问题。50~80μm是电池效率的最高点。
 
柔性化:硅片薄到100μm以下,反而像一张纸一样不容易碎了。
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HJT的几个制约因素目前仍存在。比如设备价格偏高,4.5亿元/GW左右,预计2023年小于3亿元/GWPERC1.5~2亿,Topcon2~2.5亿)
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HJT的占比:实际产量的市场份额来看,预计2021年能够做到1%就比较了不起,关键时期是明年到后年,看能否配合设备投资下降和辅料的成熟,占到5%2024年以后希望做到25%以上份额。
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三、背接触非晶硅/晶硅异质结电池产业化可行性探讨 周浪 南昌大学博导、院长
 
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IBC讲起:
IBC结构最早由斯坦福教授提出,很早效率就做到25%,保持很多年晶体硅的最高效率。
 
要在背面做p型区和n型区的分区,需要用到光刻、印刷、激光辅助、选择扩散,成本和难度很高。
 
扩散的距离把握不容易,过去通常控制在1毫米,造成扩散的间距远远大于硅片的厚度,因此对硅片的要求也更高。
 
这样扭曲的结构竟然是更好的模式,这样的效率在当时单晶硅电池相比,带来的争议远远不是消除栅线遮蔽所能估计的,好处是来自结构。
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HJT结构:结构很简单,真正的实质是材料,发现了非晶硅这样一种材料。这样的材料的应用不限于HIT电池。
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IBC的结构是个很漂亮的结构,这个结构在扩散同质结也可以使用。HBC/IBH基本就是把IBC的结构移植过来,把扩散的分区用沉积生长的掺杂薄膜代替。
 
示意图不准,pn之间还是要有间隔,但很幸运地,现在也不用扩散工艺,而是用沉积生长,用光刻等技术很容易控制到30-50μm。把新材料移植到HBC可行吗,实验证明HBC概念可行。2017年已经实现了26.63%HBC电池效率。
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IBHHBC)的优势:
  1. 进光面敞开进光:无遮蔽,也没有寄生吸收;
  2. 载流子收集效果更好:因为结构更细;
  3. 最关键的,银耗下降:过去IBC叉指型电极距离长,几乎一个硅片的范围要靠栅线传输,因此不能太细,这样即使省掉一面银耗也下不来。但是HBC用半片电池(所需传输距离缩短)、叉指密度提高(逻辑与多主栅降低银耗一样)、点接触技术(IBC有这个技术,HBC也有希望用),可期待单面银浆栅线IBH电池银浆用量比HAC电池大幅降低;
  4. 省掉一面TCO和本征非晶硅,相应的设备和腔体减少一半。且背面TCO本身也可以省掉,至少难度可以降低,不需要再兼顾透光率了。此外,背面本征非晶硅膜的厚度也可以增加。这些都意味着难度降低、良率提升、设备成本降低。
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点接触IBC点接触结构在聚光电池上获得了27.5%的效率。点接触不做成叉指型扩散分区,只是一个一个点,用电极材料连成叉指。这样的结构需要在点接触的地方局部用银,然后用铜焊带或者焊丝。目前可以把焊丝做的很细、对的很准,点接触结构的实现更有希望。
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IBH工艺设想:使用金属掩膜,成本更高、难度更大,但值得一试,都是几个微米级的机械精度,现行技术能够实现。
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热丝CVD好处在于绕镀更低,在TOPCon上也可以应用。
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四、关于异质结硅片的思考 周剑 迈为股份董事长——从异质结电池需要什么样的硅片角度,对异质结硅片的思考
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异质结硅片需要低成本(NP同价)、稳定高效、半片大片薄片。
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如何通过硅片降本?
退火吸杂是降低硅成本的重要手段。初期建议每个做HJT电池的公司都做退火吸杂这道工序,做了后对硅片的要求下降了。以前异质结电池对硅片的要求是近乎苛刻的,特别是对里面金属的要求。以下是量产数据,可以看到没有退火吸杂,分布是很宽的,退火后分布很窄。
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从一棒到六棒的实验数据,不吸杂的话,从一棒到六棒效率是下降的,吸杂后效率都相近。一棒二棒基本不需要吸杂,三棒四棒可吸可不吸,五棒六棒必须要吸杂。这个实验只做到六棒,相信七棒八棒也会有很好的效果,特别是随着异质结硅片越来越薄,吸杂的效果会越来越好。
 
未来可将吸杂放置在硅片环节:
  • 退火吸杂可以提高0.15-0.2ppt的平均效率,且提高的都是底部的效率,这样可以把n型硅棒的数量从3-4棒拉到5-6棒甚至7-8棒;
  • 一棒二棒基本不需要退火吸杂,这说明用的硅料太好了,这样降低对硅料质量的要求;
  • 通过增加棒次,降低硅料质量,最终实现NP同价。
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半片化:从组件半片化到电池半片化
HJT电池到24%的时候切损很大。
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从电池半片化到硅片/硅棒半片化
切损:目前无损切割至少有0.3的损失,如果用普通红外至少0.4-0.5。所以如果把电池切割从电池端前置到硅片端,可以减少切损。当然,在做异质结电池时存在边缘效应,但估计损失在0.1-0.15之间,相比于切损肯定是赚的。
微裂纹:电池端对薄片化敞开大门,但组件端和硅片端对薄片化不利,如何通过半片电池解决组件和硅片的问题?通常用OLED激光切割出来的手机屏幕周边存在500nm-1000nm的微裂纹,通常手机厂商会磨掉约2μm的一圈,但是硅片不可能磨,所以如果在硅片端就切半,在清洗制绒的时候,就可以消除掉微裂纹,消除微裂纹后薄片在组件端的碎片率就会降低很多很多。
从硅片半片化到硅棒半片化:终极解决办法是硅棒半片,目前210硅片的切片良率很低,170-175μm的良率大多不及90%,但如果在硅棒就切半,厚度只有105mm,比156硅片在厚度上还要薄,很多切片的问题就不存在,包括线横、跳线、厚薄不均等。当然有硅料损失,我们分析大概是2mm的硅,约1%,但是良率损失加上确保20-40μm下降,收益是巨大的。此外,硅棒产能损失也不大,现在的分片机每60分钟切片有15分钟的装夹,实际上切片时间没有延长一倍,而是变成了两个30分钟,只是装夹时间加倍,相当于产能损失20%,但是最贵的金刚线是没有损失的,所以制造费用增加非常少,而薄片的均匀度和良率大大增长。
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从硅片半片化到边皮料切半片
当所有电池端都变成半片后,边皮就可以利用起来,可增加30%的出料率。第二个好处是复投料变少了,复投料通常需要较高成本,包括筛选清洗金属等,对降本起到较大作用。
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高精度硅片:目前硅片公差±0.25mm,未来希望做到±0.15mm甚至±0.1mm。对于PERC组件来说,可带来组件排版时损失下降,提高组件功率。对于异质结来说,还可以减少PVD掩膜的宽度,有0.15ppt的效率增益,如果做到±0.1mm甚至能做到0.2ppt的效率增益。
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异质结时代对硅片的要求与PERC时代完全不同,可惜现在由于规模太小,没有一家专门为异质结生产硅片的厂家。然而,通过退火吸杂可以降低0.2-0.3/W的硅成本下降,通过半棒的硅片切薄20-30μm,又可带来几毛钱的成本差异,边皮切割再贡献一毛多的收益,再通过边缘的精磨可以贡献0.15-0.2ppt的效率,因此如果专门为异质结打造硅片,可以使得异质结在硅片上的成本比PERC便宜20%
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为什么很喜欢HJT到现在为止, PERC现在是每W 0.5元硅成本,0.1元银浆成本,其他成本0.1元(0.02设备折旧,0.02人工,0.03电费,其他水费特气),总共0.7元的成本。为什么喜欢HJT,因为现在没有看到任何一个技术可以省这么多的硅和银(SMBB+银包铜),要重点去降硅和浆料成本,其他地方降无可降了(当然HJT还可以降低人工和电费)。另外,TCO上我们还有突破,现在大家预测0.04/WTCO成本,我们希望做到0.025/W要做到:省硅、省银、省铟、省电、省钱。
 
五、GWHJT规模量产关键设备 欧阳亮 理想万里晖 博士/总经理
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公司开发PECVD设备超过8年,拥有完整的异质结电池片中试线,客户10家,验收7家,获得1.5GW PECVD订单,已交付1.15GW。计划2022年登陆科创板。研发部门在上海,生产基地在泰兴,泰兴基地具有年产15GW的年量产设备能力。另外有年产能25GW的生产场地规划。
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2012年开始,从单腔试验设备,到多腔,到形成量产的设备,到现在双层的叠层设备,经历了8年时间,形成了稳定、重复可靠的工序。
 
PECVD在一家客户稳定运行2年,量产平均效率24.5%,最高效率25.18%,产能达到合同产能95%。均匀性、碎片率等指标远远超过合同指标。碎片率达到0.06%,最近了解可达到0.04%
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另外一家客户用公司设备做210半片电池片,组件最高功率达到606.656W
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华晟从Move in到出片仅用2个月,一周时间效率从23.18%爬升至24.39%
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设备介绍:右图是公司设备的基本反应腔模式,为双真空反应腔。外腔提供真空环境,内腔是做工艺的环境,这种特殊的设计有诸多好处:1)内腔特别小,可节约工艺气体,仅为普通反应腔的1/82)只有内腔接触工艺气体和等离子体,不需要用RPS清洗,可以用原位清洗,利用原本的射频系统和给气系统在反应腔里做清洗,有助于降低设备损耗;3)整个托盘放在内腔下板,通过传导加热而非辐射加热,温度均匀性好,也可节省加热能量。
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半透明区域是外腔,高亮区域是内腔。这是第一代设备:只有一个工艺反应腔。
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这是内腔放大图。通过内腔的向上堆叠,可以在不提高占地面积的情况下,提高产能。未来可以堆三层五层更多层,具有可拓展性,可以降本。在华晟用的OG2.5代,实现了两个反应腔的设计。
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内腔是独立结构,可以放在实验机台和生产机台,对工艺不会有影响,上午开发成功,下午就可以投产。
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射频频率的选择:基本频率是13.56MHz,用40.68MHz有两个好处。左图等离子体自偏压越大,等离子体加速打在硅片上的能量就越大。13兆的自偏压是-12-14V40兆的自偏压仅为-2-4V,意味着离子损伤越低;右图同样射频频率下40兆产生的等离子体密度比13兆的更高,说明沉积速率更高,对于生产来说,工艺速度更快。
 
但是,40兆的设计难度更高。因为射频频率越高,驻波效应、边缘效应,以及电流趋向旁边分布的效应更显著,导致整批电池中间的沉积厚度和旁边的沉积厚度不一样,需要有特殊的腔体结构来克服,使得从左到右,从中间到旁边的分布都是均匀的。公司有相应的设计,并且40兆的腔体已经在客户端得到了验证,之前25.18%的效率就是在这样的腔体得到的。但业界对40兆还是有很多争论。
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在客户量产线上对比,IN-IPI-IN-P效率绝对值高0.1-0.2pptIN-IP在电流、填充因子略有优势,有可能是因为IN-IP只破空一次、上下片一次,I-IN-P需要做两次,在CVD环节制绒面是非常脆弱的,要尽量减少自动化的损害,因此多一次破空和上下片会对填充因子有可见影响。此外,要承认I-IN-PVoc上有优势,业界通常认为是因为这种方式提前将两面的钝化层都已经做好,对电池进行了一次保护。
总体IN-IP占优,但不同设备有不同特点,可能适用于不同流程。我们的设备IN-IP占优。
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2.5代设备在M6上年产能可达268MW的产能,在182半片和210半片上也可达260MW以上,对其他尺寸也都在250MW左右。
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公司正在研发、即将在8月推出的PVD样机,设计年产能250MW。采用模块化设计,未来可通过加模块来提升产能。对阴极的特别设计可使靶材利用率达到非常高的水平。会在24.5%量产效率的客户端进行验证,最后推向市场。
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整线方案:1GW产能需要3台湿法、4PECVD4PVD5台丝印,占地面积8400平方米,预留AGV通道(基于方块厂房),同时提供MES系统实现片级追踪。
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整线方案周期:设备制造5个月、安装调试3个月、试生产1个月、验收1个月、交付后驻场质保12个月。
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通过多层堆叠增加产能,兼容大硅片尺寸;载板在工艺过程中静态放在腔体里,粉尘控制最低;精准快速的温度控制。
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六、适用于HJT第三代的低温银浆 钟贤 上海优杰斯(KE中国)
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公司是日本京都电子在中国的代理,负责低温银浆在HIT市场的营销和推广。京都Elex卖到国内的银浆全都是走出口的方式。考虑到国内企业对于银浆降本的需求,公司预计下半年在苏州建立第二个工厂,目前国产化工厂名字已经落实。
公司没有高温浆料研发,全都精力都集中在低温,研发人员20多名,相比很多国内浆料3-4人的研发团队规模,公司研发队伍非常强大。
公司在低温浆料有这样的市占率离不开母公司的支持,主要的原料是银粉和有机树脂。银粉依托日本最大的银粉供应商DOWA,有机树脂依托日本第一工业。
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经过20年的发展,公司导电浆料产品的电阻有很大程度的降低,从20降到目前的<5。主要方式,一是积极研究密集填充颗粒配方,二是银粉形状上,球状银粉在适印性上比较好,而片状银粉电阻率低,可靠性好,公司的配方综合考虑,研发出适合客户要求的银粉。三是在低温烧结颗粒设计上做了改进,生产出的浆料性能提升。最近在与母公司共同研发新型银粉,日本方面非常相信新型银粉能够给HIT市场带来更多性能的提升,目前国内其他银浆供应商在渠道上很难获取到。
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产品迭代:
12017之前:主要是基于4BB5BB做的比较多,第一代浆料体电阻在5~6,主要有244245等型号,L-359通用型号在稳定性上获得认可
22017~2019主要推广103主栅和116细栅,配合客户往9BB方向发展,103拉力提升和116细栅电阻率下降,很好满足客户要求。116细栅突出特点是把359的体电阻从5~6下降到4.5~5.5,满足市场普遍需求。
3、从2020年开始:客户MBB有更高的要求,着重推出三个型号:主栅104、细栅132,适用于双面印刷,132相较于116的体电阻在4.5~5.5的基础上又下降到4~5131型号匹配单面印刷,为通用型浆料。第三代的印刷速度有明显提升,359100~150mm/s,第三代是200mm/s以上的速度。
4、第四代:第四代着重推进主栅108和细栅Q-142。主栅108可以在9BB~12BB基础上把拉力大幅提升到3牛顿以上,Q-142具备更高、更窄印刷性能的设计。
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第三代132细栅浆料:左图是模拟测试在252830μm开口下比较132型号和116型号的线电阻情况,得到结论是132具备低体电阻和线电阻,好处就是银浆使用量下降,电池效率提高。右图是132116250mm/s印刷速度下ML值和Rline情况,132116性能更好。为了保证良好的印刷性,在防止断线方面也进行研究和改善。
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银铜浆料:日本开发银铜浆料情况。日本开发银铜浆料3年多了。做银铜浆料的考虑在于之前跟客户做了大量探讨,获取灵感和启发,认为银铜浆料开发具备一定可行性,在于:
  • HIT低温工艺,铜氧化失效低;
  • HIT固有电池结构可以抑制铜在硅中的电迁移,首先银包着铜,起到了一定阻隔作用,第二,银铜浆料用的片状银粉,不会直接接触硅片,第三,PVD会生成ITO膜层,一定程度上实现阻挡;
  • 银铜浆料不太可能承载较大电流。
从银铜浆料在终端市场使用反馈来看,通过附着力测试、户外暴晒测试、PH测试,B-103显示较好抗环境能力。第二代银铜浆料的银含量在58~62%,第一代B-101也是这个水平,但是技术难点未完全解决,B-103上做了很大改进,体电阻在6~8的水平。
根据左下角柱形图,B-103电池效率与L-359一样的水平,与116132的对比还需要数据搜集。B-103L-359的银含量低了30%的水平。
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第三代浆料和第二代银铜浆料的IV测试结果:Q-132相比于116更高的IscFF,且银浆使用量更低。
现在银铜浆料与全银浆料的开发不同点在于:银铜浆料都用在细栅上,主栅难度更大,因此需要在收集更多细栅数据情况下再推主栅。而全银浆料细栅的难度比主栅高。
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即将在5~6月份推出的第四代浆料:Q-142132进行对比,印刷稳定性好于116产品。142线型比132更窄,142开口可以达到20μm或者更低。142可以把线印的更窄、更高,短路电流增加更明显。
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第四代主栅R-108,在第二代103和第三代104基础上拉力上做了比较大的提升。在使用锡铋铅焊带的情况下,R-104R-103提升50%R-108R-104提升30%。用锡铅焊带可以看到R-108R-104拉力提升30%
右边四个图形分别是固化温度、固化时间、PAD尺寸和厚度。R-108可以让PAD更小更薄一点,对应效果是银使用量更低,另外可以响应未来硅片越来越大对效率要求越来越高的情况。
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第四代银铜浆料,在B-103基础上又进行推出B-105B-103银含量已经从89~94%下降到58~62%,而B-105银含量在42~46%。以116的银使用量是100为基准,132达到90水平,B-103达到80水平,预计B-105可以达到60的水平。B-105在电阻率上保持跟B-103一样的水平,但是银含量更低。
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总结:
第三代重点推荐Q-132B-103
第四代重点推荐Q-142R-108B-105
银包铜改进方向:
1、在纳米银颗粒的设计上,增大银粉在金字塔底部的填充,获得更好的接触;
2、浆料提高电导率,降低RS
3、浆料塑性与高宽比做到更好水平;
4、降本要求很高,努力实现效率改变不多的情况下,大幅降低银含量,并且要满足更高印刷速度的需求,目前是200~250mm/s的印刷速度,未来要高达到300~350mm/s
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已经在苏州高新区进行选址和工商登记和环评,由于疫情影响,推迟国产化到Q4,计划4月成立公司,7月开始施工,11~12月开始向终端客户提供国产浆料。
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七、提问和讨论环节
 
Q1:异质结和TOPCon对比?
A1(王文静老师):首先澄清理论效率:TOPCon理论效率28.7%,异质结理论效率27.5%,因此企业可能认为发展TOPCon是很好的。但是德国ISHF实验室发表的论文,双面都做TOPCon的理论效率才是28.7%,单面有一种情况只能达到24.9%,另一种比较复杂的单面结构达到27%左右。所以理论上要先澄清这个事。
第二,异质结和钙钛矿叠层是天然的,而PERC和钙钛矿叠层要单独加一层ITO,或者加p+/n+隧道结,这个难度不亚于做一层非晶硅掺杂层。
相比之下,异质结已经有了很明确的现实技术,以及未来提升到效率25%的技术路线。但是TOPCon还看不到现实成熟的技术,未来达到25%也看不出清晰技术路线。因此还是异质结还有短期、中期和长期竞争性。
A2中午参观车间的时候,有人问异质结成本对标TOPCon是什么情况,回答是无法对标,只能对标PERCPERC的目标是0.7/W,异质结现在是0.95~1/W之间,即成本相差0.2/W,在直接产品销售上也对应0.2/W的溢价。但是谈到TOPCon只提到效率做到多少,并没有成本与PERC的对标,因此无法比较。
A3Topcon产线数据,PERC非硅成本大概0.2/W,异质结0.4/W甚至以上,TOPCon0.28~0.3/W,因此异质结较TOPCon溢价是0.1/W。总体还是差不多。
 
Q2:异质结未来效率提升空间还有多大?
A1(周浪院长):从现有技术和工艺的延伸看,到26%是可能的。当前阶段异质结技术可以细分为结构技术、材料技术、材料加结构技术。我认为点接触IBC结构是最正确的,尽管看起来不符合直观,但是事实证明IBC的效率可以更高。栅线遮蔽影响仅在3%~4%,即对于20%的电池,仅提高0.6ppt0.7ppt的转换效率,这样怎么也到不了25%。因此未来需要更关注如何发挥结构上的优势,目前难就难在如何去实现。HBC可达到26.63%,我认为未来可以在这基础上再增加0.5-1ppt,达到27%+
 
Q3:叠层电池发展和存在的瓶颈?
 
A1(沈老师):
1)研发方面:叠层电池不仅在学术界热门,欧洲很多机构都能做到27%以上,最高达29.5%。央企想要弯道超车领先,因此将研究院建设定位在叠层电池,从去年就已经开始布局了,国内也启动了一些重点研发计划,叠层电池是方向已成为全社会的共识。我国晶硅电池量产技术远远领先全球,但是叠层电池落后国外,国内最高效率25%都达不到,但是好在我国重视起来了,希望能够短时间内赶上。
2)产业化方面:牛津光伏就在做这个事情,与梅耶博格通过股份互换的方式进行合作,牛津光伏擅长做钙钛矿电池,梅耶博格专长是提供相关的异质结装备,因此二者合作,原计划今年一季度推出产品,但是目前还没消息,可见叠层电池不是一件容易的事情。国内也有一些公司在展会展出产品,但是仍无法量产。现在做异质结正当时,保守来讲,异质结最好的时间是今年下半年或者明年。设备投资额今年年底必须达到4.5亿元/GW以内,明年达到3亿元/GWPERC产能很大,性价比也很好,因此异质结必须放下身段,否则会雷声大雨点小,叠层电池更是这样。现在可以慢慢做一些研发储备,但是真正产业化来讲,光伏行业第一个吃螃蟹没有太多优势。后发优势比较明显。此外,技术创新给装备公司带来很好的机会。未来5~7年叠层电池产业化还是有机会的。
 
Q4:华晟一直在做异质结往前冲的工作,对于刚刚说的光伏行业后发优势怎么看?
A1(晓华总):到了异质结认为是先发优势。1)设备投资方面,2017~2018年在汉能的时候,11亿元/GW4Q21预计4亿元/GW,还有空间到3亿元/GW,设备国产化这一关已经过了,降成本的主要工作已经完成。2)产能方面,原来是60MW的单线,现在华晟第一期是250MW的单线,4Q21扩产的是500MW的单线,不论是迈为还是理想能源都有500MW单线,2107200 pcs/h,单片是14400 pcs/h。从产能上来看已经大于PERC了。3)硅片方面,210尺寸占主要地位估计在几年之内不会有变化。4)原材料方面,银浆国产化,国内银浆和银包铜,原料供应国产化基本完成。5)工艺方面,得益于多年对非晶硅薄膜、PVD薄膜和异质结工艺的认识,量产效率过24%不是门槛,预计华晟今年能做到24.3~24.5%的量产效率。
总之,异质结产业到今天为止已接近成熟爆发的临界点,异质结是个颠覆性的技术,从硅片到组件全都需要颠覆性做法,此时如果跟跑很可能会被淘汰。所以我们认为异质结是先发优势。
 
Q5:如何看待设备投资额较高?
A1(周剑总):做设备的,希望设备能够快速降价,但是并不意味利润减少,而是成本下降。在这个方面迈为做出很多努力,公司是国内第一家推出6亿元/GW以下的(通威那条是5.6亿),现在是4.5~5/GW,有希望冲4亿元/GW,降本速度很快,但是无法与PERC相比,毕竟是板式设备,不像管式可以密集放很多电池片,最终成本HIT肯定高于PERC
现在离刚刚说的年底目标还差1亿元/GW,算到折旧是0.01/W。从设备商来说,必须要做到先发优势,大家才愿意买你的设备,后发的话大家都观望。迈为2019年推出250MW产线,2020年推出400MW2021500MW以上,保持一年一代的速度。因为有PERC的压力,PERC450MW~480MV,因此要尽可能推出更大产能的产线,但是越来越大、越来越长也不是很好,占据空间变大,厚度均匀性不好,估计到600MW就差不多了,而且也能达到产业中先发优势的要求。
其实真正要解决的不是电池端的量产装备,电池量产装备走的水平要比其他方面来的快。花一两年的时间去降低0.01/W是不划算的。其实真正要解决的是组件端,如何做出更适合异质结的组件,降低银浆成本;以及如何让硅片更薄,如何做合适的硅片端设备,让半棒生产全自动化,包括高精度磨床,以及适合半棒的磨床,还有边皮切割的设备(现在刚开始),都需要硅片的设备商努力。因此主要还是打通组件设备和硅片设备,这样异质结才会全都打通。异质结除了硅料没颠覆,其他都会颠覆。
预计电池成本异质结可以比PERC便宜0.1/W以上,期待通过产业链努力,明年实现与PERC平价,后年实现异质结比PERC便宜0.1/W,最终差价超过0.1/W。具体来看,薄片化省20%,浆料成本省30%,人工和电费成本省0.02/W,效率增益对应省0.05/W,唯一差的是的铟,努力下降0.025/W,以及设备贵0.02/W。如果电池便宜0.1/W,组件就可以便宜0.16~0.17/W,同时功率高7~8%
 
Q6:对硅片、电池、组件甚至下游的联动的看法?
A1(晓华总):这次采购的生产线都是业内最好的生产线,同时也建了一条业内最好的研发线,此外210电池、钙钛矿等demo设备都会陆续进入,接下来还有超薄硅片,所有东西都会力求在华晟上去做,现在主要缺少两个方向的支持:
一是硅片,公司也在跟一些硅片厂沟通,包括半片需求、超薄需求、做吸杂处理等要求,传统硅片厂商通常不支持,因为他们觉得与现有业务不匹配,这个量太小。所以公司希望传统硅片大厂配合,如果不配合就去找二线、三线厂商,没有配合的就自己生产研发。
二是银浆,很高兴看到国内企业不断增加低温银浆与银包铜的布局,目前对银浆的担忧减少了。
此外,在销售端,国内一些客户对异质结组件还在观望过程,但已经逐渐破冰,广电、国电、华能等五大四小电站,预计公司今年都能进入,签订示范性订单。当然,今年总体还是以出口为主,国内仅做规模性的示范电站,但是只要今年数据出来,就能看到异质结的优势。公司认为明后年,国内各电站用户应该非常愿意购买一些产品。
 
Q7:对钙钛矿电池的看法?
A1(周浪):钙钛矿叠层难度很大,甚至不在于成本,从成本的角度现代产线只要多几个腔体,多印几层膜就可以做到,但是钙钛矿本身的大面积就是一个问题。因此个人认为IBH会在前面。
A2(沈老师):从物理概念上讲,HBC还是单节电池,理论效率接近29.4%,个人认为量产效率能做到26.5%已经是极限。而叠层电池是可以突破Shockley-Queisser极限的,可以做到43%,具有很大空间。往前看10年,太阳电池肯定要突破29%的效率,从这一点来讲叠层电池更前瞻,哪怕现在只能做到26~27%,后续空间很大。至于为什么HBC这几年冷下来的原因,一方面是难度大成本高,没有经济性;另一方面市场认为这种技术是类似TOPCon的过渡技术而非终结技术,而市场和行业需要终结技术。资本市场认为异质结是晶硅电池的终结技术,又是下一代高效叠层电池的起始技术,从这一点来讲,如果瞄准10年后发展,肯定是走叠层电池这条路。异质结上叠层钙钛矿现在最起码是两层,未来还可能是三叠层,另外在组件中也有很多方案,不一定做两端,还可以做三端、四端的。因此,钙钛矿迟早会产业化。
A3从实操角度讲,想要做产业化,一定要设备商和工艺一起推动,仅有电池厂是不行的。钙钛矿有大面积长期稳定性这两个巨大的难题需要解决,从电池来看都要经过20~30年的发展,钙钛矿目前才8~10年,还太年轻。
A4谈一点不一样的看法,HBC和钙钛矿叠层是不是升级产品,我的观点不一定是这样。第一,从正面效率来说,正面效率每年涨0.5%,现在是25.5%看得到的,HBC的话26.5~27%基本到头,但是考虑双面率说不定HIT的发电效率还比HBC更高。但是,HBC并非想象中那么难做,成本也不一定有那么高,因为PVD仅需一半,背面增加激光划线、化学修复等设备,可能设备也不会更贵到哪去。因此HBC只要成本能下降,在特定的应用场合,比如单面发电非常重要的时候,是一个很好的产品。至于叠层,叠层的方式一种是串联叠层,大家看到的是实验室环境下的效率,但是外面的天气在变,光谱和光照都一直在变;二是并联叠层(机械叠层),效率可能高5ppt,但是需要一个钙钛矿电池加一个硅电池,性价比是否合算?而且钙钛矿的寿命问题也很艰巨,两个电池绑在一块,一个失效了另一个也没意义了。因此个人观点是,叠层是有可能的替代产品,HITHBC很可能是并行的产品。
 
Q8:除华晟外,可以预期到后续新进入的企业有哪些?
A1:最近产业里想做HJT量产的朋友有很多,有各种类型公司,有体外大鳄、初创企业,也有老牌公司,热度比去年高很多,维持今年有10GW订单落地的预判。
 
Q9:明年判断异质结扩产多少GW
A1:粗略判断明年落地超过20GW,有可能冲击30GW
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