TOPCon:主要缺口來自前表面
對于 TOPCon 電池來說,基于 24.8%的電池轉(zhuǎn)換效率,主要影響效率的因素由 大到小:1. 正面復(fù)合損失,2. 光學(xué)損失,3. 正面?zhèn)鬏敁p失,4. 體復(fù)合損失,5. 背面?zhèn)?輸損失,6. 背面復(fù)合損失。由此可見,TOPCon 電池目前的主要效率缺口來自前表面。原因在于:
1)TOPCon 電池背表面由 SiO2、poly 硅層組成鈍化接觸結(jié)構(gòu),而前表面僅由 Al2O3層鈍化,使用燒穿型漿料,仍存在金屬-硅基體直接接觸;
2)由于硼擴摻雜濃度低,為了實現(xiàn)更好的接觸,正面細(xì)柵從銀漿轉(zhuǎn)變?yōu)殂y鋁漿。為達(dá)到同樣的導(dǎo)電效果,柵線寬度大于銀漿。
為了解決 TOPCon 電池正表面的效率損失,終極方案是在正面也做成 SiO2+poly 硅的鈍化接觸結(jié)構(gòu)。但P型TOPCon層的鈍化能力本身就弱于N型TOPCon層, 且前表面多晶硅會造成強烈的光學(xué)吸收。因此,目前多考慮局部 poly 層,即在正表面電極下方做一小部分 SiO2+poly 硅, 但應(yīng)用層面難度較大。
根據(jù)拉普拉斯對 TOPCon 電池效率提升的路線圖,正面 poly 結(jié)構(gòu)(local/full) 適用于 26.5%的效率平臺。而在當(dāng)前 25%的效率基礎(chǔ)上,可以通過無損 SE 技術(shù)、薄 poly 等優(yōu)化工藝將 TOPCon 電池效率提升至 26%。基于硼擴的技術(shù)難度,在硼擴的基礎(chǔ)上做出 SE 相較磷擴 SE 難度更大,目前主 要發(fā)展出一次硼擴和二次硼擴兩種技術(shù)路線。
HJT:完美鈍化,主要缺口來自光學(xué)損失
與 TOPCon 電池相比,HJT 電池在正表面、背面均實現(xiàn)了鈍化接觸,因此獲得 了較高的開路電壓(接近 750mV),明顯高于 TOPCon 電池和 PERC 電池。但正表面的非晶硅層作為一種半導(dǎo)體,存在較為嚴(yán)重的寄生吸收,造成 HJT 電 池在短路電流方面并不占優(yōu)勢。解決該問題的思路之一在于使用微晶硅代替非晶硅,原因在于微晶的吸光系數(shù)更 小,且具有更高的電導(dǎo)率,在緩解正表面寄生吸收的同時,降低了對 ITO 導(dǎo)電 性的依賴。
從工藝上來講,微晶的形成需要改變通入硅烷與氫氣的稀釋率,即更高比例的氫 氣,從而提高硅薄膜的晶化率。但稀釋率的提高通常伴隨著沉積速率的下降,引入 VHF 電源以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的 RF 電源,有助于提高微晶薄膜沉積速率。
根據(jù)邁為股份數(shù)據(jù),采用 VHF 電源,鍍 膜速率較 RF 電源提升 2 倍,氫氣用量較 RF 電源降低 70%左右,效率較 RF 電 源提升 0.3%以上。原因在于,頻率增加后,等離子體電子濃度增加,可以產(chǎn)生更多的自由基元,從 而提高微晶薄膜沉積速率。同時等離子體能量降低,有助于降低表面損傷。
關(guān)鍵假設(shè):2022 年全球新增光伏裝機 230GW,我們預(yù)測 2023-25年全球新增光伏裝機350、 430、500GW,按照 1.25 倍的容配比,組件需求量為 438、538、625GW。
按 照 55%的產(chǎn)能利用率,則組件產(chǎn)能分別達(dá)到 795、977、1136GW。根據(jù)已規(guī)劃項目的進展情況,我們預(yù)測 TOPCon 產(chǎn)能進入快速發(fā)展期,2023-25 年新增產(chǎn)能分別為 200、250、280 GW,HJT 需進一步實現(xiàn)設(shè)備、產(chǎn)業(yè)鏈降本, 2023-25 年新增產(chǎn)能分別為 32、54、100GW。從而帶動 TOPCon 產(chǎn)能在 2023-25 年達(dá)到 260、510、790 GW,HJT 產(chǎn)能在 2023-25 年達(dá)到 46、100、200GW。
在整體的電池產(chǎn)出中,預(yù)計2023-25年TOPCon產(chǎn)出占比為20%、35%、43.5%, HJT 產(chǎn)出占比為 5%、10%、12%,則 2023-25 年 TOPCon 電池產(chǎn)出為 88、188、 272GW,HJT 產(chǎn)出為 22、54、75GW。
隨著國產(chǎn)化率提高和單線產(chǎn)能提升,預(yù)計設(shè)備降本持續(xù)進行,假設(shè) 2023-25 年 HJT 整線設(shè)備價格為 3.3/2.9/2.5 億元/GW,TOPCon 整線設(shè)備價格為 1.9 /1.7/1.5 億元/GW。TOPCon設(shè)備中,SE 能夠有效提升轉(zhuǎn)換效率,隨著該項技術(shù)趨于成熟,預(yù)計將從2023年開始實現(xiàn)規(guī)?;慨a(chǎn),假設(shè)23-25年硼擴SE滲透率為70% /80%/90%, 硼擴 SE 設(shè)備單價為 1000/800/800 萬元/GW。則 2023-25 年,HJT 設(shè)備市場空間為 102.6、155.5、250.0 億元;其中 PECVD 設(shè)備市場空間為 51.5、77.8、125.0 億元。
TOPCon 設(shè)備市場空間為 370.0、420.0、420.0 億元,其中 LPCVD/PECVD 等 鍍膜設(shè)備市場空間為 100.0、112.5、112.0 億元,硼擴設(shè)備市場空間為 44.0、 52.5、56.0 億元,激光 SE 設(shè)備市場空間為 14.0、16.0、20.2 億元。
原標(biāo)題:N型電池如何工藝提效?