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光伏电池(bsf、 perc、 topcon、 hjt、 ibc、 钙钛矿)简析
来源: {{likeCount}} {{commentCount}} 评论 2023/4/24 13:16:33


来自致命节奏的雪球专栏


光伏电池技术路线众多,

到底它们之间的区别是什么,

不同的电池工艺之间增加了哪些工序,

带来了哪些机会?本篇尝试弄清楚基本情况。

降本是光伏是第一性原理,

其中电池技术的进步是降本最重要的一环,

电池技术降本的方法有两种,

一种是提高转换效率,

另外一种是降低光学损失。

一、

电池的分类

1.1 背面钝化技术优化

为降低电学损失,

可进行“钝化”,

即通过提高硅片质量或改善电极接触方案,

来减少电荷与载流子的复合。

在perc电池前主要是bsf(铝背场电池),

其特点为使用铝背场钝化技术,

理论转化效率20%;PERC(发射极钝化和背面接触),

其特点是采用氧化铝局部钝化技术,

相较于BSF电池技术,

PERC技术钝化效果更优,

将电池的极限效率提升至23% 左右。

随着perc电池的转换效率提高逐步来到极限值,

topcon(隧穿氧化钝化接触)开始规模量产。

topcon电池在电池背面制备一层1~2nm的隧穿氧化层,

然后再沉积一层掺杂多晶硅,

二者共同形成钝化接触结构。

本质上还是对钝化技术的优化,

利用量子隧穿效应降低载流子的复合。

1.2 材料优化

hjt(异质结电池),

HJT的主要变化在于将正面的N型晶硅层换成非晶硅,

并用N型硅片和非晶硅组成PN结,

降低PN结处的复合损失;同时为得到更好的钝化效果,

在晶硅和非晶硅之间增加一层本征非晶硅。

hjt电池也有钝化效果的优化,

但更多的是用非晶硅材料去替代晶硅层。

钙钛矿电池,

本指化学式为CaTiO3的矿物质以及拥有为CaTiO3结构的金属氧化物,

钙钛矿已经成为化学式为ABX3的物质的术语,

利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的电池,

极限理论转换率约31%。

1.3 结构优化

IBC电池(叉指式背接触电池),

为了减少正面的栅线对光线的遮挡,

ibc电池正面无栅线,

PN结和金属接触均在背面。

IBC技术也可以与TOPCON、

HJT技术结合,

提供更高的转换效率;

通过叠层技术,

钙钛矿也可以与TOPCON、

HJT技术结合,

由于HJT的对称结构,

钙钛矿与HJT的结合性更好。

按照量产的进度,

PERC>TOPCON>HJT>IBC>钙钛矿。

二、

转换效率对比

BSF理论转换效率20%;PERC理论转换效率24.5%;topcon理论转换效率28.7%;HJT理论转换效率27.5%;钙钛矿理论转换效率33%;IBC理论转换效率为31%;

IBC+topcon,

IBC+hjt可以突破30%转换效率;钙钛矿+topcon、

hjt可以达到40%以上的转换效率。

以上是理论转换效率,

低一点的是实验室转换效率,

最低是量产转换效率。

从目前的情况来看,

topcon的量产转换效率比perc要高,

而hjt的量产转换效率要高于topcon,

ibc的转换效率要高于perc。


三、

投资成本对比

topcon与perc的兼容性最高,

需要增加更多的棚扩设备、

新增隧穿氧化层和晶硅沉积设备,

设备成本从单gw1.8亿增加4000万-5000万至2.2亿左右。

hjt与perc产线完全不兼容,

所有设备重置,

目前单gw投资成本4亿左右。

ibc电极背置,

需用到掩膜工艺,

对图形化及分辨率有一定要求,

增加背面掩膜、

开槽等图形化处理设备( 主要是激光设备),

单gw投资成本3亿左右。

钙钛矿电池也是完全不同的体系,

单gw投资成本达到5gw左右。

四、

投资机会

topcon相比较perc,

新增的主要是激光掺硼设备、

隧穿氧化层和晶硅沉积,

主要是帝尔激光

海目星

捷佳伟创

hjt由于产线重置以及降本的需求,

催生的机会相对较多;整线设备迈为股份可以提供,

捷佳伟创

金辰股份

京山轻机可以提供部分设备,

价值量最大的是非晶硅沉积环节,

占比50%,

主要由迈为股份提供。

从降本的角度考虑,

hjt电池需要用到3倍于perc的银浆,

使银浆占整体的成本快速提升,

未来降本的方向包括电镀铜,

主要受益方是设备提供商东威科技;激光转印,

可以减少30%的银浆使用量,

受益方为帝尔激光;多主栅技术奥特维

还有低温银浆和银粉的国产化,

主要是帝科股份;同时hjt工艺里特有的环节是tco镀膜,

需要使用到溅射靶材,

迈为和捷佳伟创的镀膜设备不同,

使用的靶材不同,

但主流的还是ico靶材,

毕竟便宜,

隆华科技已经通过隆基股份的验证。

ibc主要是结构的创新,

需要用掩膜工艺和开槽,

主要也是激光工艺,

受益的帝尔激光

钙钛矿电池,

目前还未量产,

处于概念阶段,

核心结构为电子传输层ETL/钙钛矿层/空穴传输层HTL组成的“三明治”薄膜结构,

关键在实现大面积高质量薄膜制备,

制作薄膜的方法技术路线很多,

有几家有布局,

设备上看就是京山轻机

帝尔激光

捷佳伟创

也会使用到TCO沉积,

tco导电玻璃受益标的就是金晶科技

以上只是简单的分析,

因为电池技术涉及到的专业知识较多,

深度了解需要花费太多的时间,

一边记录一边学习



作者:致命节奏

链接:https://xueqiu.com/7380557706/230535835?page=1

来源:雪球

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