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1、 电气设备电气设备|证券研究报告证券研究报告行业深度行业深度 2020 年年 8 月月 14 日日 强于大市强于大市 公司名称公司名称 股票代码股票代码 股价股价 (人民币人民币) 评级评级 迈为股份 300751.SZ 329.9 买入 捷佳伟创 300724.SZ 83.22 买入 金辰股份 603396.SH 35.05 未有评级 资料来源:万得,中银证券 以2020年8月13日当地货币收市价为标准 相关研究报告相关研究报告 光伏异质结电池系列报告之一:光伏异质结电池系列报告之一:HJT:有望:有望 开启光伏新一轮技术革命开启光伏新一轮技术革命2020.02.04 光伏异质结电池系列报告
2、之二:光伏异质结电池系列报告之二:HJT:产业:产业 化大幕即将开启化大幕即将开启2020.05.19 中银国际证券股份有限公司中银国际证券股份有限公司 具备证券投资咨询业务资格具备证券投资咨询业务资格 电气设备电气设备 证券分析师:证券分析师:沈成沈成 (8621)20328319 证券投资咨询业务证书编号:S01 证券分析师:证券分析师:李可伦李可伦 (8621)20328524 证券投资咨询业务证书编号:S01 证券分析师:证券分析师:杨绍辉杨绍辉 (8621)20328569 证券投资咨询业务证书编号:S01 光伏异质结
3、电池系列报告光伏异质结电池系列报告 之三之三 HJT:国产设备降本助推产业化提速 Table_Summary HJT 设备国产化带来的降本有望推动产线投资回收期快速下降设备国产化带来的降本有望推动产线投资回收期快速下降,加速,加速 HJT 电池的产业化进度。电池的产业化进度。2020-2025 年年 HJT 设备需求空间有望设备需求空间有望超过超过 600 亿元,亿元, 率先布局的设备企业有望享受产业化初期较高的订单弹性。率先布局的设备企业有望享受产业化初期较高的订单弹性。 支撑评级的要点支撑评级的要点 HJT 电池兼具高转换效率与短工艺流程:电池兼具高转换效率与短工艺流程:简洁独特的非晶硅膜
4、钝化结构 一方面使得 HJT电池具备高转换效率,另一方面使得仅需 4步主工艺即 可完成 HJT电池的生产,在一定程度上降低了 HJT电池工艺控制的复杂 程度和产业化的难度。 PECVD:提效与降本之匙:提效与降本之匙:PECVD 作为支撑 HJT 电池关键工艺非晶硅薄 膜沉积的设备,其质量与 HJT电池转换效率紧密相关。同时,PECVD在 HJT 产线中 50%-60%的价值量占比也决定了其在 HJT 设备降本中的关键 地位。当前 PECVD环节国产化热情高涨,已有部分国内企业取得阶段性 积极成果。预计国内企业有望取得产能、性能、价格之间的平衡,国产 PECVD 设备的价格水平有望在单台 15
5、0-250MW 产能的基础上降低至 3亿 元/GW左右,进而有望将整条生产线的设备投资降低至 5亿元/GW以下。 其他主设备:国内企业积极入局,国产化全面推进:其他主设备:国内企业积极入局,国产化全面推进:在非晶硅镀膜之外, TCO 镀膜、清洗制绒、丝网印刷等其他主工艺设备亦呈现国内企业积极 入局、设备国产化全面推进的良好局面,在清洗制绒环节部分企业已推 出具备性价比优势的产品。 设备设备降降本或打响产业化提速“发令枪”:本或打响产业化提速“发令枪”:预计 HJT电池后续主要通过效 率提升、银耗降低、设备降价、硅片减薄等途径实现降本,其中设备降 价不仅可直接降低折旧成本, 还有望推动 HJT产
6、线投资回收期快速下降。 我们测算 HJT设备初始投资额在降至 5亿元/GW时, HJT产线投资回收期 将快速下降至 4 年左右,有望显示出充分的投资吸引力,从而扩大 HJT 产能规模并逐步显现规模效应以加速效率提升和材料降本的进程,形成 良性循环后有望进一步加快 HJT电池的产业化进度。 投资建议投资建议 在设备国产化的基础上, HJT设备初始投资额在降至 5亿元/GW以下的过 程中有望推动 HJT产线投资回收期快速下降,进而加速 HJT电池的产业 化进度并加速对现有技术路线的替代。 我们测算 2020-2025年新增设备需 求空间有望超过 600 亿元,产能投放高峰年份空间有望超过 200
7、亿元, 较早布局的设备企业有望享受产业化初期较高的订单弹性。推荐 HJT设 备国产化先锋迈为股份、捷佳伟创,建议关注金辰股份,此外建议关注 非上市公司理想万里晖、钧石能源等。 评级面临的主要风险评级面临的主要风险 HJT电池效率进步与降本速度不达预期; 设备与辅材降本进度不达预期; 单晶 PERC电池效率竞争力超预期;光伏政策风险;疫情影响超预期。 2020年 8月 14日 光伏异质结电池系列报告之三 2 目录目录 HJT 电池兼具高转换效率与短工艺流程电池兼具高转换效率与短工艺流程 . 5 PECVD:提效与降本之匙:提效与降本之匙 . 8 HJT 核心工艺:非晶硅薄膜沉积 . 8 PECV
8、D:HJT 设备降本的关键 . 9 其他主设备:国内企业积极入局,国产化全面推进其他主设备:国内企业积极入局,国产化全面推进 . 14 TCO 薄膜沉积:PVD 磁控溅射为主流工艺 . 14 清洗制绒:国产设备具备性价比 . 16 金属化:低温银浆是降本核心 . 17 设备降本或打响产业化提速“发令枪”设备降本或打响产业化提速“发令枪” . 19 HJT 电池降本路径明确 . 19 设备降成本是 HJT 产业化提速的关键 . 20 HJT 设备 6 年市场空间或超过 600 亿元 . 22 投资建议投资建议 . 24 风险提示风险提示 . 25 mNnOmRtOmOpOsOmRyQxOoN9P
9、bP6MmOnNnPnNjMrRxPfQpOpQaQrQnNvPoPwOMYoMsQ 2020年 8月 14日 光伏异质结电池系列报告之三 3 图表图表目录目录 图表图表 1. 异质结电池实验室最高转换效率异质结电池实验室最高转换效率 . 5 图表图表 2. NREL晶硅光伏电池转换效率图(实心圆点为异质结电池)晶硅光伏电池转换效率图(实心圆点为异质结电池) . 5 图表图表 3. 异质结电池的基本结构异质结电池的基本结构 . 6 图表图表 4. 异质结电池生产工艺流程异质结电池生产工艺流程 . 6 图表图表 5. 各电池技术路线工艺流程对比各电池技术路线工艺流程对比 . 7 图表图表 6.
10、近年近年 Sanyo/松下松下 HJT电池转换效率与参数电池转换效率与参数 . 8 图表图表 7. 工作中的工作中的 HWCVD反应腔反应腔 . 8 图表图表 8. HWCVD 与与 PECVD部分特性对比部分特性对比 . 9 图表图表 9. 板式板式 RF-PECVD基本结构基本结构 . 9 图表图表 10. 梅耶博格梅耶博格 PECVD 设备工艺流程设备工艺流程 . 10 图表图表 11. 梅耶博格梅耶博格 PECVD设备部分技术指标设备部分技术指标 . 10 图表图表 12. 应用材料应用材料 PECVD 设备外观设备外观 . 10 图表图表 13. 应用材料应用材料 PECVD 腔体结
11、构腔体结构 . 11 图表图表 14. 理想万里晖理想万里晖 PECVD 设备腔体示意设备腔体示意 . 11 图表图表 15. 理想万里晖理想万里晖 PECVD 设备外观设备外观 . 12 图表图表 16. 捷造光电捷造光电 PECVD 设备部分技术指标设备部分技术指标 . 12 图表图表 17. 部分部分 PECVD厂商腔体与产线设计对比厂商腔体与产线设计对比 . 13 图表图表 18. 磁控溅射工艺原理示意图磁控溅射工艺原理示意图 . 14 图表图表 19. RPD工艺原理示意图工艺原理示意图 . 14 图表图表 20. PVD磁控溅射工艺与磁控溅射工艺与 RPD工艺部分特性对比工艺部分特
12、性对比 . 15 图表图表 21. 湖南红太阳湖南红太阳 PVD磁控溅射设备部分技术参数磁控溅射设备部分技术参数 . 15 图表图表 22. 新格拉斯新格拉斯 PVD设备外观设备外观 . 15 图表图表 23. 晋能晋能 HJT电池清洗制绒工艺流程电池清洗制绒工艺流程 . 16 图表图表 24. RCA与臭氧清洗流程对比与臭氧清洗流程对比 . 16 图表图表 25. RCA与臭氧清洗耗材成本对比与臭氧清洗耗材成本对比 . 17 图表图表 26. 捷佳伟创清洗制绒设备部分技术参数捷佳伟创清洗制绒设备部分技术参数 . 17 图表图表 27. 捷佳伟创清洗制绒设备外观捷佳伟创清洗制绒设备外观 . 1
13、7 图表图表 28. 丝网印刷原理示意图丝网印刷原理示意图 . 18 图表图表 29. HJT电池非硅成本拆分及其目标电池非硅成本拆分及其目标 . 19 图表图表 30. CPIA对于硅片厚度的预测(对于硅片厚度的预测(m) . 20 图表图表 31. 单晶单晶 PERC电池产能扩张历程电池产能扩张历程 . 20 图表图表 32. 单晶单晶 PERC电池与多晶电池价格走势电池与多晶电池价格走势 . 21 图表图表 33. HJT电池产能净现金流预测(无贷款)电池产能净现金流预测(无贷款) . 21 2020年 8月 14日 光伏异质结电池系列报告之三 4 图表图表 34. HJT电池产能投资回
14、收期测算电池产能投资回收期测算 . 22 图表图表 35. HJT产能规模与设备市场空间预测产能规模与设备市场空间预测 . 23 附录图表附录图表 36. 报告中提及上市公司估值表报告中提及上市公司估值表 . 26 2020年 8月 14日 光伏异质结电池系列报告之三 5 HJT 电池兼具高转换效率与短工艺流程电池兼具高转换效率与短工艺流程 纯异质结电池实验室转换效率已超过纯异质结电池实验室转换效率已超过 25%:目前国内外对异质结电池的研究已大范围展开,转换效 率亦逐步攀升。现在在 M2的标准硅片尺寸下,纯异质结结构电池的转换效率世界纪录为 25.11%,由 我国汉能成都研发中心创造,且此转
15、换效率是在使用量产设备和量产工艺的前提下取得的,具备相 当程度的量产可能性。同时,叠加 IBC技术组成的 HBC电池转换效率已达到 26.7%。 图表图表 1. 异质结电池实验室最高转换效率异质结电池实验室最高转换效率 21.0% 21.5% 22.0% 22.5% 23.0% 23.5% 24.0% 24.5% 25.0% 25.5% 汉能KanekaPanasonic晋能中智上海微系统所 实验室最高效率 资料来源:中科院电工所,中银证券 图表图表 2. NREL晶硅光伏电池转换效率晶硅光伏电池转换效率图(实心圆点为异质结电池)图(实心圆点为异质结电池) 资料来源:NREL,中银证券 202
16、0年 8月 14日 光伏异质结电池系列报告之三 6 高转换效率得益于电池材料和结构高转换效率得益于电池材料和结构:HJT 异质结电池以 N 型单晶硅片为衬底,在经过清洗制绒的 N 型硅片正面依次沉积厚度为 5-10nm的本征 a-Si:H薄膜和 P型掺杂 a-Si:H薄膜以形成 p-n异质结,在硅 片背面依次沉积厚度为 5-10nm的本征 a-Si:H薄膜和 N型掺杂 a-Si:H薄膜形成背表面场,在掺杂 a-Si:H 薄膜的两侧再沉积透明导电氧化物薄膜(TCO),最后通过丝网印刷或电镀技术在电池两侧的顶层 形成金属集电极。HJT电池中的本征非晶硅薄膜(i-a-Si:H)有效降低了晶硅/非晶硅
17、异质结表面的复合 速率,同时补偿了本征非晶硅层自身存在的悬挂键缺陷,在硅片表面获得了令人满意的钝化效果, 显著提升了电池的开路电压和转换效率。 图表图表 3. 异质结电池的基本结构异质结电池的基本结构 资料来源:Green,中银证券 简单的电池结构决定了较短的简单的电池结构决定了较短的生产生产工艺工艺流程流程:从电池结构上看,异质结电池由中心的硅片基底叠加 两侧的数层薄膜组成,整体结构颇为简单,各层材料之间基本不存在交叠、贯穿等现象。HJT 电池 生产过程的核心即为各层薄膜的沉积,不涉及扩散、注入等工艺,整体而言其工艺流程较短,主工 艺仅有 4步。相对于同属于 N型电池、但生产工艺需要 10-
18、20步的 IBC和 TOPCon电池,HJT电池较短 的工艺流程在一定程度上降低了工艺控制的复杂程度和产业化的难度。 图表图表 4. 异质结电池生产工艺流程异质结电池生产工艺流程 清洗制绒 (10%) 沉积非晶硅膜 (50%-60%) 沉积 TCO 膜 (约约 20%) 制作金属电极 (约约 10%) 光注入 退火 检测 资料来源:中科院电工所,中银证券(注:深红色为主工艺流程,红色数字为设备价值量占比) HJT电池设备与现有主流工艺设备不兼容:电池设备与现有主流工艺设备不兼容:HJT电池各步工艺分别对应清洗制绒设备、非晶硅薄膜沉 积设备、TCO 膜沉积设备、金属化设备等各个主工艺设备,其中非
19、晶硅薄膜沉积设备与 TCO膜沉积 设备不应用于现有主流单晶 PERC电池的生产制造, 而清洗制绒、 金属化设备与 PERC电池设备类似, 但仍有不同之处。整体而言 HJT电池生产设备与单晶 PERC电池生产不兼容,亦不完全与 TOPCon、 IBC等其他 N型电池设备兼容。 2020年 8月 14日 光伏异质结电池系列报告之三 7 图表图表 5. 各电池技术路线工艺流程对比各电池技术路线工艺流程对比 清洗制绒 双面PECVD镀a- Si膜(p/i/n) 双面PVD 镀TCO膜 双面Ag丝 印与烧结 光注入 HJT电池电池 清洗制绒 扩散 激光制备 SE 去除PSG 和背结 双面氧化 前表面 S
20、iNx 背表面 AlOx&SiNx 丝印与 烧结 光再生 测试 清洗制绒 前扩散硼 去除PSG 和背结 激光制备 SE LPCVD背面 氧化 LPCVD沉积 本征多晶硅 离子注入/扩散P 退火 前表面镀 AlOx&SiNx 背表面镀 SiNx 双面Ag丝 印与烧结 光再生 测试 清洗制绒 磷扩散 正面氮化硅掩膜 沉积 油墨清洗 硼扩散 氢氟酸除 氧化层 正面氮化硅/氧 化硅复合膜沉积 背面氧化 铝沉积 背面氮化硅掩膜 沉积 正面油墨涂覆 (全面) 背面油墨涂覆 (局部) 磷扩散层腐蚀 (无油墨区域) 背面局部油墨涂 覆(扩硼区) 正面全面 油墨涂覆 氧化铝层腐蚀 (无油墨区) 油墨清洗 背面氮
21、化 硅沉积 激光背面开槽(掺杂区中 间) 光诱导铜 锡电镀 电极退火 测试 PERC电池电池N-TOPCon电池电池IBC电池电池 测试 资料来源:中科院电工所,中银证券 2020年 8月 14日 光伏异质结电池系列报告之三 8 PECVD:提效提效与与降本之匙降本之匙 HJT 核心核心工艺:工艺:非晶硅薄膜沉积非晶硅薄膜沉积 HJT电池转换效率电池转换效率与与非晶硅薄膜质量直接非晶硅薄膜质量直接相关相关:HJT电池之所以具备较高的光电转换效率,核心原因 在于其具备显著高于其他结构电池的开路电压,而较高的开路电压则来源于硅片两面分别沉积的两 层非晶硅薄膜(i-a-Si:H/n-a-Si:H/p
22、-a-Si:H)对界面接触的钝化效果。因此非晶硅薄膜的沉积质量即与产 线产出 HJT电池的转换效率直接相关。 图表图表 6. 近年近年 Sanyo/松下松下 HJT电池转换效率与参数电池转换效率与参数 年份年份 开路电压开路电压(V) 短路电流密度短路电流密度(mAcm-2) 填充因子填充因子(%) 转换效率转换效率(%) 2014(HBC) 0.740 41.8 82.7 25.6 2013 0.750 39.5 83.2 24.7 2011 0.745 39.4 80.9 23.7 2009 0.729 39.5 80.0 23.0 2007 0.725 39.2 79.1 22.3 20
23、06 0.718 38.4 79.0 21.8 2004 0.712 38.3 78.7 21.5 资料来源:人工晶体学报,中银证券 CVD 为非晶硅薄膜沉积的主流工艺:为非晶硅薄膜沉积的主流工艺:为了获得具有钝化功能的非晶硅薄膜,实际生产中一般采用化 学气相沉积(CVD)工艺,其中以等离子体增强化学气相沉积(PECVD)和热丝化学气相沉积 (HWCVD/Cat-CVD)两种工艺路径为主。本征和掺杂非晶硅薄膜分别由硅烷、硼烷、磷烷等气体裂解 沉积而成,而等离子体与高温热丝都是起促进气体裂解的作用。 图表图表 7. 工作中的工作中的 HWCVD反应腔反应腔 资料来源:MVSystems,中银证券
24、 HWCVD产业化应用相对较少:产业化应用相对较少:HWCVD是利用高温金属丝的催化作用使硅烷、硼烷等气体分解沉积至 硅片表面从而获得非晶硅薄膜。在高温金属丝的作用下,反应气体分解效率较高,反应速率相对较 快,因此薄膜沉积的速率相对较高,同时沉积出的薄膜更为有序。此外,HWCVD还具备气体利用率 高、沉积对硅片本身损伤较小等优点。但由于 HWCVD同时具有热丝寿命较短导致更换成本高、热丝 温度控制精度不高、热丝温度影响硅片温度等问题,目前产业应用相对较少,少量的应用以日本 HJT 电池企业为主,国内有科研院所与企业正在研发。 2020年 8月 14日 光伏异质结电池系列报告之三 9 图表图表
25、8. HWCVD与与 PECVD部分特性对比部分特性对比 性能指标性能指标 HWCVD PECVD 薄膜生长速率 快 一般 薄膜均匀性 更好 一般 工艺稳定性 较差 稳定 耗材成本 高 低 量产规模 较小 多数量产产线均使用 资料来源:摩尔光伏,南昌大学光伏研究院,中银证券 PECVD:HJT 设备降本的关键设备降本的关键 PECVD 沉积薄膜的基本过程:沉积薄膜的基本过程:PECVD 技术是借助于辉光放电等离子体使含有薄膜成分的气态物质发 生化学反应,从而实现薄膜材料生长的一种制备技术。基本反应过程为:1)在非平衡等离子体中, 电子与反应气体(HJT 电池生产中为硅烷、硼烷、磷烷、氢气等)发
26、生初级反应,使得反应气体发 生分解,形成离子和活性基团的混合物;2)各种活性基团向薄膜生长表面(衬底,即硅片)扩散输 运,同时发生各反应物之间的次级反应;3)到达生长表面的各种初级反应物和次级反应产物被吸附 并与表面发生反应,同时伴随气相分子物的再放出。 图表图表 9. 板式板式 RF-PECVD基本结构基本结构 资料来源:中国知网,中银证券 梅耶博格与应用材料为海外主梅耶博格与应用材料为海外主要供应商:要供应商:瑞士光伏设备厂商梅耶博格生产的 HELiA 系列 HJT 电池生 产线中包含有用于非晶硅镀膜的 PECVD设备。其设备已应用于 REC、3Sun、Ecosolifier等海外 HJT
27、电 池厂商。梅耶博格 PECVD 设备的特点:1)在不同镀膜腔体内使用不同的托盘(tray)以隔绝沉积不 同膜层时可能出现的交叉污染, 可提升镀膜质量; 2) 设备每个腔体内的托盘始终保持已加热的状态, 节约了每次镀膜的初始加热时间,可提升生产节拍。 2020年 8月 14日 光伏异质结电池系列报告之三 10 图表图表 10. 梅耶博格梅耶博格 PECVD设备工艺流程设备工艺流程 资料来源:梅耶博格官网,中银证券 图表图表 11. 梅梅耶博格耶博格 PECVD设备部分技术指标设备部分技术指标 项目项目 指标指标 平均工艺时间 84秒 单托盘硅片数 56片 生产速度 2400片/h 年产能 11
28、0MW 良品率 99.7% 资料来源:梅耶博格官网,中银证券 美国设备厂商应用材料生产的 PECVD设备脱胎于 TFT-LCD显示屏所使用的 PECVD设备,有着深厚的 技术工艺经验积累,其腔体面积较大,可同时容纳更多硅片进行镀膜,且在大面积下保持优秀的成 膜质量。其最主要的特点是采取了团簇式(cluster)的腔体排列方式,不同腔体可同时工作在不同批 次的硅片上以提升生产节拍。 图表图表 12. 应用材料应用材料 PECVD设备外观设备外观 资料来源:中科院电工所,中银证券 2020年 8月 14日 光伏异质结电池系列报告之三 11 图表图表 13. 应用材料应用材料 PECVD腔体结构腔体
29、结构 资料来源:应用材料官网,中银证券 理想万里晖理想万里晖与与钧石能源钧石能源领衔国产厂商:领衔国产厂商:理想万里晖专注于 HJT电池 PECVD设备的研发和生产,其设 备的特点之一是采用了双真空反应腔,减小了反应腔体的体积,不易产生颗粒物,生产过程中气体 消耗较少,同时采用上下极板同时加热的方式,不易产生热漂移。目前理想万里晖 PECVD设备已实 现 25.11%的 HJT电池实验室转换效率世界纪录。钧石能源自 2010年起即开始对 HJT电池与设备进行 研发,在电池技术和设备工艺方面均取得了较大突破,目前其自研 PECVD设备可支撑 HJT电池达到 24.1%的平均转换效率。此外,迈为股
30、份、捷佳伟创、金辰股份等上市公司亦已积极投入 PECVD设备 的研发,且已取得阶段性成果。 图表图表 14. 理想万里晖理想万里晖 PECVD 设备腔体示意设备腔体示意 资料来源:理想万里晖展示材料,中银证券 2020年 8月 14日 光伏异质结电池系列报告之三 12 图表图表 15. 理想万里晖理想万里晖 PECVD 设备外观设备外观 资料来源:理想万里晖展示材料,中银证券 PECVD 国产化国产化是是 HJT 设备降本的主要设备降本的主要推动力推动力:PECVD 是 HJT电池生产过程中的核心设备,其价值量 在整条生产线中的占比约 50%-60%。 目前梅耶博格与应用材料两家企业所生产的
31、PECVD在成膜质量、 设备产能等主要指标方面各具优势,但设备价格相对较高,折算到 GW产能价格超过 5亿元。因此, 通过 PECVD的国产化以降低设备价格是 HJT设备降本的主要推动力。 扩大产能是扩大产能是 PECVD降本的可行路径降本的可行路径:降低单 GW设备价格的主要思路是在不显著提高设备成本的基 础上扩大设备产能,具体路径包括提高生产节拍、增加单腔体处理硅片数量等,各国产厂商一般通 过缩短镀膜工艺时间、扩大腔体面积、堆叠腔体数量、优化腔体排布与工艺流程等方式实现。其中, 提速、扩大面积等方式或影响成膜质量,改变腔体排布结构与工艺流程等方式则对生产过程中配套 自动化的质量提出了新的要
32、求。相比于其他三道主工艺设备 5000-6000片/h的生产节拍,PECVD设备 的生产节拍相对较慢,亟需在此方面进行研发改进。 国产设备须取得产能、性能、价格之间的平衡:国产设备须取得产能、性能、价格之间的平衡:我们认为国内厂商或可博采梅耶博格、应用材料等 优秀厂商的不同设计思路,在满足 HJT 设备性能要求的基础上进行设备结构与工艺指标的优化,以 在产能、性能、价格之间取得平衡。从近期国内企业取得的研发进展来看,预计国产 PECVD设备有 望在达到单台 150-250MW产能的基础上将价格水平降低至 3亿元/GW以下, 进而有望将整条生产线的 设备投资降低至 5亿元/GW以下。 图表图表
33、16. 捷造光电捷造光电 PECVD设备部分技术指标设备部分技术指标 项目项目 指标指标 平均工艺时间 120秒 单托盘硅片数 100片 生产速度 3000片/h 年产能 125MW Uptime(有效工作时间) 90% 资料来源:捷造光电官网,中银证券 2020年 8月 14日 光伏异质结电池系列报告之三 13 图表图表 17. 部分部分 PECVD厂商厂商腔体与产线设计腔体与产线设计对比对比 设备设备厂商厂商 腔体特征腔体特征 梅耶博格 In-line排布;在不同镀膜腔体内使用不同托盘以隔绝沉积不同膜层时可能出现的交叉污染,可提 升镀膜质量;设备每个腔体内的托盘始终保持已加热的状态,节约了
34、每次镀膜的初始加热时间, 可提升生产节拍 应用材料 腔体面积较大,且在大面积下保持优秀的成膜质量;采取了团簇式(cluster)的腔体排列方式, 不同腔体可同时工作在不同批次的硅片上以提升生产节拍 INDEOtec 可在腔体内部翻转硅片,完成双面镀膜 理想万里晖 In-line排布;采用双真空反应腔,减小了反应腔体的体积,不易产生颗粒物,生产过程中气体消 耗较少;上下极板同时加热,不易产生热漂移 迅立光电 采用在线动态连续镀膜方式,等离子不间断,可缩短工艺时间,提高生产节拍 捷造光电 In-line排布;滚轮传输托盘;模块化设计;两套托盘循环系统 资料来源:各公司官网,TaiyangNews,
35、摩尔光伏,中银证券 2020年 8月 14日 光伏异质结电池系列报告之三 14 其他其他主主设备设备:国内企业积极入局,国产化全面推进国内企业积极入局,国产化全面推进 TCO 薄膜沉积薄膜沉积:PVD 磁控溅射为主流工艺磁控溅射为主流工艺 TCO 薄膜薄膜可增强电荷输送能力:可增强电荷输送能力:在 HJT 电池中,位于硅片两侧的非晶硅薄膜层提供了良好的钝化接 触效果,但其整体呈现长程无序结构,使得层内载流子迁移率较低,电池电流不能充分地被金属电 极收集。为了解决这一问题,可以使用既可导电又可透光的薄膜来对电荷进行输运,实际常用 TCO (透明导电氧化物)薄膜。高质量的 TCO薄膜可有效提升 H
36、JT电池的整体转换效率。 PVD 磁控溅射为现时主流工艺:磁控溅射为现时主流工艺:目前最常用于沉积 TCO 薄膜的方法是物理气相沉积(PVD)大类下 的磁控溅射 (Sputtering) 工艺。 此工艺的基本原理是在电磁场的作用下, 被加速的气体高能粒子 (Ar+) 轰击镀膜靶材,靶材表面的原子获得能量逸出表面后沉积到衬底(已完成非晶硅镀膜的电池片半成 品)表面生成氧化物薄膜。 图表图表 18. 磁控溅射工艺原理示意图磁控溅射工艺原理示意图 资料来源:研创材料,中银证券 RPD 工艺亦有应用:工艺亦有应用:在磁控溅射以外,反应等离子体沉积(RPD)工艺在 TCO 镀膜中亦有应用。在 镀膜设备中,Ar气体通过等离子体枪产生等离子体,通过磁场引导 Ar等离子体轰击靶材,靶材温度 升高后升华产生气体再沉积到衬底上形成氧化物薄膜。 图表图表 19. RPD工艺原理示意图工艺原理示意图 资料来源:研创材料,中银证券 2020年 8月 14日 光伏异质结电池系列报告之三 15 相较于 P