PERC, TOPCon, HJT: Три технические характеристики, стоимость, сравнение процессов!

1. Сравнение потенциала трех аккумуляторных технологий

Пока есть 3 технических маршрута, ПЕРК Батарея является наиболее распространенным техническим маршрутом, на который приходится 90% и более, и TOPCon и HJT находятся на подъеме.

Максимальная теоретическая эффективность:

батарея PERC - 24,5%;

ТОПКон делится на два вида: односторонний (только тыльная поверхность выполнена из поликремния с пассивацией) 27,1% и двухсторонний ТОРКон (лицевая поверхность также выполнена из поликремния) 28,7%;

HJT двухсторонние 28,5%.

Максимальная эффективность лаборатории:

PERC составляет 24%;

ТОПКон составляет 26%, что является рекордом лаборатории с небольшой площадью 4 см в Германии. С большой площади самая высокая эффективность коммерциализации Jinko составляет 25,4%;

HJT LONGi M6 коммерциализация достигла 26,3%.

Номинальная эффективность производственной линии (для собственного рекламного отчета производственной линии некоторые факторы могут не учитываться):

PERC составляет 23%; ТОРКон – 24,5%; HJT составляет 24,5%.

В зависимости от мощности компонентов на рынке иногда говорят, что эффективность теста очень высока, но мощность компонентов не очень высока. Одна возможность состоит в том, что CTM низкий, а эффективность ложно высокая.

Если мы выведем эффективность батареи из CTM u003d 100% и посмотрим на 72 батареи M6, кремниевые пластины разных размеров не будут одинаковыми, PERC составит 22,8%, TOPCon — 23,71%, а HJT — 24,06%. На самом деле, это действительно отражает реальность с точки зрения эффективности наблюдения со стороны компонентов.

Производительность производственной линии: ТОПКон составляет 98,5%, причем разница в трансляциях разных компаний относительно велика, колеблется в пределах 90-95%; HJT составляет около 98%.

Количество процессов: PERC — 11 процессов; TOPCon — это 12 процессов; HJT — это 7 процессов, а обычный — 5 процессов. Если сделать хорошо, плюс предварительная очистка и геттеризация, то будет 7 процессов.

Подходит лист:

PERC составляет 160–180 мкм, а кремниевые пластины большого размера — 182/210 или 170–180 мкм. Небольшой размер может достигать 160 мкм;

TOPCon очень похож на PERC, 160-180 мкм;

HJT имеет крупномасштабное применение 150 мкм, и достичь 130 мкм не проблема. Некоторые компании объявили, что достичь 120 мкм сложнее, но манипулятор будет адаптирован после усовершенствования в будущем.

Размер вафли: все в натуральную величину, только в соответствии с рыночным спросом. Для TOPCon очень сложно достичь 210, потому что слишком много высокотемпературных процессов.

Совместимость: Совместимость TOPCon и PERC в основном совместима, то есть добавление двух или трех устройств. HJT в принципе несовместим.

Инвестиции в оборудование: PERC — 180 млн/ГВт, TOPCon — 250 млн/ГВт, HJT — 350 млн/ГВт.

Цена модуля: PERC на рынке основан на 100%, TOPCon имеет премию 5%, а HJT имеет премию 10%.

Техническая масштабируемость:

На данном этапе двухсторонний PERC и TOPCon могут превратить односторонний PERC в промышленное производство. Мы следуем строгому CTM100, в основном между 23,7% и 24%;

Массовое производство двустороннего аморфного ГПТ составляет 24,3%, а эффективность обратного эквивалента составляет около 24%. На следующем этапе HJT2.0 может достигать 25%, от 3,0 до 25,5%.

Некоторые предприятия в TOPCon претендуют на 24,5% в этом году, 25% в следующем году и 25,5% через год. С технической точки зрения повышение эффективности достигается не за счет накопления эффективности на производственной линии, а за счет технического проектирования.

TOPCon хочет совершенствоваться дальше. Если он пассивирован только на задней поверхности, это относительно сложно. Пассивировать можно обе стороны, при этом лицевая поверхность двусторонней пассивации также должна быть толще. Идея состоит в том, чтобы сделать переднюю поверхность очень тонкой и использовать ITO после плохой проводимости. Металлическая паста не пригорает, и в дальнейшем можно выполнить двустороннюю пассивацию. Так называемая батарея POLO не пользуется успехом за границей, и ее производят научно-исследовательские институты в Нидерландах или Германии. , самый высокий КПД составляет всего 22,5%.

Другая возможность заключается в том, что после того, как пассивация выполнена на задней стороне, передняя поверхность пассивируется частично, и причина, по которой вся поверхность не пассивируется, заключается в том, что если поликремний толстый, будут относительно большие потери, а потери на поглощение света очень большой. Места без электродов нужно удалить, а места с электродами, не подвергающиеся воздействию света, можно сделать. Сделать локальную пассивирующую пленку из поликремния очень сложно. До сих пор такие клетки не производились ни в одной лаборатории или экспериментальной испытательной линии.

Это всего лишь конструкция, а модельный образец еще не вышел, поэтому невозможно проверить, в каком он состоянии. Сейчас наиболее понятен только путь повышения эффективности развития технологии HJT.

Хочу напомнить один момент, что по результатам, опубликованным LONGi в 2021 году, поликристаллическая пассивация используется с обеих сторон TOPCon, что составляет 28,7%. Если только тыльная поверхность пассивирована, а другая поверхность представляет собой П+ электроды, то только 27,1%. Односторонний теоретический предел эффективности ниже 28,7%.

Почему эффективность публикации Лунцзи выше, чемчто из Германии, потому что новая публикация Лунцзи основана на снижении контактного сопротивления, вызванного его собственным новым механизмом пассивирующей пленки на 25,1%, который повышает теоретическую эффективность.

Теперь сосредоточьтесь на технологическом маршруте HJT, трех технологических маршрутах HJT, этот все аморфный, 24,3%, и производится серийно.

Односторонний микрокристалл (микрокристаллический диоксид кремния на лицевой поверхности) составляет 25%, все они прошли пилотные испытания.

Реализация индустриализации на 100% HJT2.0. Предварительный результат Huasheng заключается в том, что эффективность может быть увеличена до 25,5%-25,6%, и еще есть возможности для улучшения, потому что он все еще находится в начале отладки.

Ожидания отрасли в этом году очевидны. К концу года эффективность HJT составит 25%, а Tongwei и другие предприятия преобразовали свои первоначальные производственные линии в HJT2.0.

HJT3.0 должен сделать нанокристаллический кремний на задней поверхности, что сложнее, но может быть реализовано в лаборатории. Huasheng работает над этим аспектом и внедряет HJT на испытательной линии для получения микрокристаллического кремния на задней поверхности.

TOPCon также преуспевает в 2021 году. Мало того, что немецкий маленький чип размером 4 см постоянно устанавливает рекорды, он также постоянно внедряет инновации в отечественные коммерческие кремниевые пластины большой площади. Джоливуд и Джинко также побили мировой рекорд по эффективности на больших площадях, достигнув 25,4%.

В 2021 году в аккумуляторной технологии TOPCon действительно будет большой прогресс. Основной ток явно увеличился, но мы сказали, что проблема с TOPCon. Если сделана только одна сторона, это дизайн, сделанный немцами в отчете, но кремниевые пластины N-типа на самом деле являются этими двумя. В Китае TOPCon положил начало отрасли. Однако технология квадратичного обратного соединения POLO представляет собой двухсторонний TOPCon N-типа. Теоретическая эффективность относительно высока, но процесс ее получения очень сложен. Это только гипотеза, лабораторных результатов нет.

Если это будет сделано на производственной линии, эффективность будет дополнительно повышена, что будет очень сложно и приведет к дальнейшему увеличению стоимости.

С PERC по январь 2019 года LONGi побила новый мировой рекорд в 24,06% на тот момент и не устанавливала новый мировой рекорд в следующие 4 года, что показывает, что этот тип батареи находится в узком месте, а теоретическая эффективность всего 24,5%. На самом деле эффективность 24,0% уже проверена в лаборатории. Была проделана большая работа, и текущая производственная линия составляет всего около 23%, что показывает, что в батареях PERC не так много возможностей для улучшения.

2. Технические трудности трех типов аккумуляторов

Технические трудности:

10/11 шагов в процессе PERC, таких как два лазера, одно фосфорное расширение и двустороннее покрытие;

TOPCon добавляет процесс покрытия диоксидом кремния и поликремнием, и спереди требуется расширение бора, но нет лазерного отверстия, и есть мокрый метод;

Фактически HJT начинается только с очистки, двухстороннего покрытия микрокристаллическим кремнием или аморфным кремнием, затем ITO, а затем спекания методом шелкографии. Раньше это было очень просто, всего 4 шага, но теперь кремниевые пластины все еще нуждаются в геттерировании. Раньше это был низкотемпературный процесс. на 8 шагов.

На самом деле, многие компании в TOPCon мало говорят об этом. Первая трудность — расширение бора, а вторая — LPCVD. Одностороннее покрытие и покрытие с обратной намоткой являются более серьезными, и доходность не высока.

Эта проблема в основном решается после двустороннего расширения, но в LPCVD еще много проблем. Стенка трубы покрывается металлом очень быстро. 150-нм детали сделаны из 10 печей по 1,5 мкм, а стенка трубки быстро наносится на стенку трубки. Стенку трубы необходимо часто очищать, но процесс низкого давления LPCVD необходимо ламинировать, требуются толстые кварцевые трубки, и в то же время необходимо очищать, что является относительно большой проблемой.

Теперь используется двойная оболочка, снаружи ламинированная, а внутри покрыта слоем пленки. Его часто выносят для чистки. Хотя это лучше, это требует некоторых процедур. Это повлияет на так называемую рабочую скорость, поскольку требуется техническое обслуживание.

Фактическое расширение самого бора - сложная вещь. Стадии процесса относительно длинные, что приводит к относительно большой потере выхода, и есть некоторые потенциальные проблемы, которые могут вызвать колебания выхода и производственной линии, диффузионное прогорание поликремниевой пленки и прожог серебряной пастой, что приводит к пассивационному повреждению и высокой температурные процессы, вызывающие повреждение кремниевых пластин;

Одна из трудностей HJT заключается в том, что PECVD поддерживает очистку, которая должна быть близка к полупроводниковому процессу, а требования к чистоте более строгие, чем до диффузии TOPCon. После HJT2.0 и 3.0, поскольку скорость разбавления водорода увеличивается, необходимо ускорить скорость осаждения и ввести высокую частоту, что приведет кединообразие. упадок секса.

Кроме того, существует также вопрос стоимости, как уменьшить количество серебряной пасты и еще больше повысить стабильность работы батареи.

Стоимость сложности:

У TOPCon также есть болевые точки: одна из них — относительно низкая доходность, а другая — CTM. Низкая доходность увеличивает стоимость, а CTM относительно низок, а фактическая мощность компонентов значительно отличается.

Кроме того, относительно сложно повысить эффективность, и в будущем не так много возможностей для улучшения, поскольку частота технического обслуживания оборудования относительно высока;

Сложность стоимости HJT заключается в том, что расход суспензии относительно велик. Во-первых, как уменьшить количество и как снизить цену. Кроме того, CTM является относительно низким. Требования к подготовке кристаллита также влияют на стоимость и технологию.

Процесс изготовления:

Многие люди просили меня перечислить разделение затрат. На самом деле, я не думаю, что разделение затрат имеет большое значение. Вы можете видеть, что снижение стоимости зависит от логики, то есть от того, какая логика используется для снижения стоимости.

Сравните эти три процесса, например, сравните, насколько высока температура этих трех процессов.

PERC имеет 3 высокотемпературных процесса: один для расширения фосфора при 850°C, два для нанесения покрытия при 400-450°C и спекание при 800°C.

Высокотемпературные процессы TOPCon включают борное расширение при 1100-1300°C, фосфорное расширение при 850°C, LPCVD при 700-800°C, два покрытия при 450°C и спекание при 800°C. Существует множество высокотемпературных процессов, высокая тепловая нагрузка, высокое энергопотребление и стоимость.

По вложениям в материалы и оборудование этого не видно, но на самом деле с точки зрения счетов за электроэнергию она как минимум выше, чем PERC. Если HJT не поглощает примеси, это фактически 200°C, PE при 200°C, спекание при 200°C и PVD при 170°C. Таким образом, это очень низкая температура, и время низкой температуры невелико, потому что время покрытия очень короткое, и его часто покрывают толщиной 2 нм, 3 нм и 10 нм.

Однако время выщелачивания относительно велико: выщелачивание несущей платы занимает 8 минут от начала до конца. Количество несущей пластины меньше, чем у трубчатой PECVD, а диффузия трубчатой PECVD составляет 2400°C или 1200°C, в то время как несущая пластина 12*12u003d144 движется быстрее, но количество также невелико.

Это несколько сопоставимо, короче говоря, температура относительно низкая. Но если провести быстрое геттерирование фосфора, то процесс может достигать 1000°С, но продолжительность невелика, всего 1 мин, а вся тепловая нагрузка значительно ниже, чем у ТОПКон.

Давайте снова посмотрим на мокрый процесс: PERC 3 раза, TOPCon 5 раз, HJT раньше имел только один раз текстурирования без поглощения примесей и только одно оборудование, что очень просто.

Если есть грязь, промойте/удалите повреждение перед тем, как подобрать геттер, сзади есть бархат, мокрый процесс очень короткий.

Вакуумный процесс PERC включает расширение фосфора и два PECVD, оба из которых также являются вакуумными, но степень вакуума относительно низкая, и достаточно штангового насоса.

Степень вакуума TOPCon относительно высока, и расширение фосфора, расширение бора, LPCVD и PECVD выполняются дважды каждый раз. Степень вакуума не высока, и достаточно 5 раз вакуумного штангового насоса.

Существует два процесса HJT: один — PECVD, а другой — PVD. PVD требует относительно высокой степени вакуума и использует молекулярный насос, поэтому он будет потреблять больше энергии с точки зрения требований к вакууму.

Весь процесс зависит от текущей стоимости и будущего процесса снижения затрат, а различное потребление энергии и потери, вызванные простым процессом, будут намного ниже.