高效TCOPCON电池技术及设备发展方向-普拉斯能源

深圳市拉普拉斯能源技术有限公司Shenz Laplce Enrgy Technolgy C., Ltd.w.ape-tchn 高效TCOPCON电池技术及设备发展方向Laplce销售部市场 -2* CONFIDETIAL -OR INTEAL USG ONLY *下一代高效电池技术TOPCON 拉普斯TOPCON设备介绍未来挑战1 TOPCON技 术发展现状2 3 4 目录 -3* CONFIDETIAL -OR INTEAL USG ONLY *下一代高效电池技术 -4* CONFIDETIAL -OR INTEAL USG ONLY * 序号CompanyEficent（）时间Cel are（cm2）1 隆基25.09 20124.72 晶科24.9 201235.83 24.79 20 267.4 天合24.58 201924.6 5 晶科24. 2019 246 天合23.6 2019 247Meyr Burge23.8 201924.38 中来23. 2019246.9Fraunhofer 2.5 24.5 10CEA-INS23 24.1 IS 2.95 24. 屡创转换效率新高的TOPCN -5* CONFIDETIAL -OR INTEAL USG ONLY * TOPCON和HIT对比产品类型研发效率量产效率量产情况 CAPEX成本分析PERC23.9523设备ALD，激光热氧技术成熟 当前兼顾高效和低最佳选择TOPConN型25.7（Fraunhofr）24以上部分公司开始中试/，LPCVD硼扩等关键设均实现国产化度高 设备投资较PERC增加20-3成熟，材料技术匹配高，兼容性好IBC25.04Trina Solr2325约1.6GW能（SunpowerLG黄河） 及制造成本均较 H6.（Kek）NA仍处于研发中试 NAIT24.8524目前2.1产，较多公司投入试产设备进口居国化设备投资成本是PERC45倍，非常高；设备国产化需要时间Voc/mIs/Ac-2F/724.9.583. ★5.8TOPConFraunhferVoc/mIs/Ac-2F/69041.683.23.95PERC onJioslar 2.8HIT汉能Voc/ms/Ac-2F/74639.48.5 根据ISFH的测算PERC，HJTopCn电池理论极限效率分别为24.5，27.528.7，其中TopCn十分接近单结电池的极限效率29.43 -6* CONFIDETIAL -OR INTEAL USG ONLY * TOPCON和HIT对比电池技术TOPCNHIT硅片类型及要求N型硅片型N（要求较高）效率效率潜力28.7 27.5实验室5.09 .1量产24以上24以上 叠层电池可可运行情况良率96 97机台稼动LPCVD略低PVD，PECVD偏低80运营成本较PERC高45分较PERC高２毛设备投资２～.５亿４.５亿与产线兼容兼容好无法兼容 工艺步骤12 4产业化情况设备成熟度较一般规模化程即将大规模扩产规模较小组件端表现串焊机台兼容较好不兼容切割损伤与PERC持平切损严重衰减很小很小 技术PERCTOPCNHIT效率232424非硅成本测算2.1设备折旧生产价格（亿/W）1.524.5单W折旧元/0.40.50.122.浆料 片银耗量9012020价格656585单瓦成本0.70.10.22.3靶材耗量一一150价格 3单瓦成本 0.72.4电能及辅料 耗0.60.70.3其它材成本.3.3.1人力0.20.20.总. .7.42说明数据来源于行业调研各类报告。 -7* CONFIDETIAL -OR INTEAL USG ONLY * TOPCON电池产能分布及扩产计划公司现有 进展 扩产规划隆基50MW实验室转换效率25.09，中试线量产平均效率24银川3GW，西线15GW已及后续晶科1.5G 24.91GW产24，下阶段优化至25 扩产规划中天合50MW宿迁50M新中试线，预计6月份完成待验证后中来2.4G产线效率24，研发效率24.5新中试线验证中技改新术及大尺寸 晶澳科技50 未知国电投3MW 突破23.5通威040 中试线. 15GW爱旭研发线研发TOPCN，IBCT 珠海规划扩产26LGE1.5GW 量产效率23.5RC0M .东方日升 24 金坛3GW，义乌5GW中利腾辉 1GWTOPCN电池及组件改造项目 1金寨嘉悦 201年二期评估中 5 清 GW顺风光电 效率24，最高效率24.5 扩产1华耀 项目 5江苏潞能 201年3月开工预计扩产1GW 1GW协鑫 5GW划中 5一道50MW 效率24 规划尚德 扩产2与微导合作 2GW -8* CONFIDETIAL -OR INTEAL USG ONLY *TOPCON电池发展现状 -9* CONFIDETIAL -OR INTEAL USG ONLY * TOPConLPCVDexsitu制绒硼扩散SE预留背面抛光LPCVD Tunel Oxidea-Si（i） 磷扩散CleanPSGEpolyBSG氧化炉Thermal SiO2正面Al23SiNx背Six 丝网印刷烧结测试分选 TOPConLPCVDinsitu清洗机硼扩散SE预留背面抛光LPCVD Tunel Oxidea-Si（n） CleanSE（npolyBSG退火炉High-T aneal正面Al2O3SiNx背Six丝网印刷机 烧结炉测试分选 TOPCON主流技术路线PERC工艺制绒磷扩散Selctive Laser doping 背面抛光氧化炉Thermal SiO2正面Al23 SiNx背Six丝网印刷烧结测试分选 TOPConPECVD制绒硼扩散SE预留背面抛光Tunel OxideUV-O3/PEALD PECD a-Si（n）leanSnpolyBSG退火炉High-T aneal正面Al2O3SiNx背Six 丝网印刷烧结测试分选 -10* CONFIDETIAL -OR INTEAL USG ONLY * TOPCON核心工序隧穿氧化层氧化层生长方法方法热氧化法PECVD原子沉积湿化学法准分子源干氧 生长原理高温下与硅基反应Plasm电离与硅基反应用三甲基硅烷层沉积方式生长沸腾的HNO3/268wt强氧化性生长发射172nm紫外光解O2，所得自由基生成3氧化生长设备热氧化管式炉PECVD管式or板ALD槽式湿法设备槽式湿法设备优缺点1.目前钝化效果最好2.均匀性较难控制 3.反应速度慢1.钝化效果较热氧差2.生长速率块3.均匀性1.钝化效果次之2.氧层均匀性较好3.率验证低1.钝化效果一般2.反应过程中学组成不变可长时间使用3.生厚度具有自限制性，工艺控制简单4.废水处理较难1.钝化效果较差2.稳定性工艺为难控 -1* CONFIDETIAL -OR INTEAL USG ONLY * TOPCON核心工序非晶硅生长对比项目LPCVDPECVD PEALD PVD机台投资成本50左右50左右60左右20产能大大一般大（据说＞80）工艺集度高一般氧化层要单独增加工序ALD生长氧化层高 钝化效果好一般 一般沉积速率68nm/in 16nm/in 16nm/in 10nm/in目前效高低 低低 常见问题1.石英件损伤2.绕镀较难去除1.存在掉粉问题2.原位掺杂会导致陶瓷环导电3.气泡4.膜层不密，烧结后开压较低5.目前效率偏低1.ALD生长氧化层BOM成本较高2.原位掺杂会导致陶瓷环导电3.气泡问题4.膜层不密，烧结后开压较5.目前效率偏低1.采用上镀膜依然会有绕镀，下碎片清理较难故障率高，效低2.方阻均匀性差氧化层3.硅靶材用量较大，更换频繁成本高4.机台uptime偏低 -12* CONFIDETIAL -OR INTEAL USG ONLY * TOPCON核心工序非晶硅生长序号CompanyPoly techolgyEficent（）时间Cel are（cm2）1 隆基LPCVD25.09 201 24.72 晶科 4. 35.8 3 LPCVD2.79 20 267.4 天合 4.58 19 4.5 晶科LPCVD2. 20 26 3.6 19 47 Meyr Burge PECVD2.8 20 2.38 中来L 3. 19 46.9 FraunhoferCT板式PECVD2.5 2.5 10 CEA-INES L 3 4.IS PECVD2.95 2.说明近6次TOPCN电池实验室纪录均由LPCV设备制得 -13* CONFIDETIAL -OR INTEAL USG ONLY * TOPCON核心工序硼扩散低压管式Br3，BCl3扩散常见硼扩掺杂技术旋涂硼源 常压管式扩散离子注入退火硼扩散技术难点 硼和硅之间存在较大的不匹配比例扩散速率较低需要较高扩散温度10℃左右均匀性难控制工艺时间长产能低 硼扩散挑战B2O3对于石英器件损伤严重，尾气管堵塞、石英炉门与石英件粘连高温要求较高石英件易变形泵需要定期维护，且如果尾气过滤较差泵损坏炉管内部结晶严重难以清洗，如频繁升降温清洗易导致加热丝变形维护成本高产能低，机台说明目前硼扩均改善为BCL3作为硼源 -14* CONFIDETIAL -OR INTEAL USG ONLY * TOPCON核心工序湿法刻蚀Pon工艺湿法刻蚀艺步骤TOC工主要包含碱刻蚀及酸主要用来形成绒面及对绕镀，扩的刻蚀。常见问题绕镀不干净导致电池片外观EL不良影响率 04链式酸刻蚀需求解决，刻蚀不 均匀以及翻液过等现象保持机台稳定性 03产能需求，提升产能以及兼容大尺寸 01槽式碱绕镀刻蚀机台不稳定，不均匀导致电池EL及外观良 02刻蚀化学品成本较高，尤其是TMAH需尽快开发无机碱工艺以及添加剂 -15* CONFIDETIAL -OR INTEAL USG ONLY *拉普拉斯TOPCON设备介绍 -16* CONFIDETIAL -OR INTEAL USG ONLY * 深圳市拉普斯能源技术有限公司，成立于2016年5月，是一家由海内外多名半导体及光伏设备行业顶尖专家创立的光伏高端装备与解决方案供应商。目前公司核心产品以热制程（扩散氧化退火等），镀膜（PECVD，LPCVDAL等）以及配套自动化设为主，应用领域集中在光伏高效电池片和半导体分器件相关生产制造愿景致力于成为光伏高端装备与解决方案提供商的引领者价值观可靠、增值专注拉简介 PN结密度 功能结构 集成电路/IC分立器件/MES IGBT 热制程Difusion/Thermal 镀膜Coating CVD-PEL-ACVMOD-ALD, etc.离子注入Ion mplantio扩散Difusion-硼BCl3磷POl-氧化炉退火-光电器件 红色公司涉足领域及产品类型NP接触封装Contac/ Encapsultion镀膜CoatingPN结 Junctio基底Base -17* CONFIDETIAL -OR INTEAL USG ONLY *专利技术布局加热器模拟与设计技术匀流技术气体精准控制电极设计场分布及N型高效TOPCon电池量产技术方案高级工程师法国机械学士48年半导体PECVD，扩散LPCVD和RIE等高端制造设备的开发经验拥有丰富结构和电气控制开发经验高级工程师半导体物理学博士专长热处和镀膜工艺40年光伏经验拥有多项高效电池专利，发表论文近50篇。曾为韩国L公司开PERT和HBC电池 高级工程师厦门大学凝聚态物理学博士17年等离子体、电气控制经验负责低压水平扩散PECVD水平镀膜设备等研发，申请专利30余项 Alex FOSCA 博士Jean Marie CASTEL 庞爱锁公司总部及高端装备研究院位于深圳，目前在江苏无锡正在建设拥有10万平米建筑面积的半导体、光伏高端装备制造运营中心现有205名员工，其中6名硕士12名技术研发人员占工总数近50，公司高端装备研究院还拥有9名外籍半导体专家 拥有超过20项专利，参与国家级半导体及光伏高端装备领域科技项目2申请专利授权申请发明授权421212209 最电池转换效率5.09 介绍-团队介绍 -18* CONFIDETIAL -OR INTEAL USG ONLY *2016 2017 20182015 20筹划半导体高端装备国产化项目，引进意法等欧洲半导体设备和核心零部件技术团队第一代硼扩散设备定型销售实现N-PERT电池量产 完成磷扩散设备、硼扩散第二代设备定型销售；满足180m和210m大硅片量产。了高效太阳能电池TOPCon技术的整线和量产突破，达到良率95以上，平均效率24以上。 深圳市拉普斯能源技术有限公司注册成立立式PECVDEGA设备定型销售LP设备定型销售实现TOPCon量产完成用于第三代半导体SiC、GaN超高温氧化炉/退火/真空钎焊炉定型销售获得首个设备订单完成磷扩散、硼LPCVD第三代设备2019 2发展历程 公司介绍-发展历程 -19* CONFIDETIAL -OR INTEAL USG ONLY * 公司介绍-产品介绍平台 应用平台1扩散磷扩硼 氧化退火平台2LPCVD原位本征POLY氧化掺杂平台3PECVD TWIN常规SiNx镀膜AlOx/Six二合一 4（储备）PECVD EGAPE-ALD镀膜CV双面平台5扩散/LPCVD自动化上下料一拖二MCDPL在线检测（储备） PERC工艺酸抛光制绒扩散SE 刻蚀后氧化Al2O3镀膜激光开槽 丝网印刷测试分选 使用设备清洗机磷扩散激光 氧化炉ALDPECV激光开槽机丝网印刷 测试分选机 刻蚀机激光 TOPCon工艺制绒低压硼扩激光SE清洗抛背面TOPCon 扩散清洗退火激活正面Al2O3SiNx背i丝网印刷 烧结测试分选 使用设备清洗机硼扩散激光清洗机LPCVD 扩散炉清洗机氧化ALDPECVD丝网印刷机 烧结炉测试分选 -20* CONFIDETIAL -OR INTEAL USG ONLY * 公司介绍-产品介绍 拉普斯水平放片气流模拟 传统竖直放片气流模拟 水平放片气流无阻挡，可有效改善方阻均匀性尤其大硅片可有效提升炉管利用率提升产能更适合薄化改善粘片和碎 水平放片小舟双桨带工艺的炉管空间利用率更高石英与管无反复硬接触，石英件损坏低；自主设计改善大硅片用炉管的热场均匀性和可控 自主设计双桨悬臂 -21* CONFIDETIAL -OR INTEAL USG ONLY * 公司介绍-产品介绍 全系热处理设备均为20片/管大产能载片量。可有效解决硼扩及LP工艺时间长导致的流程节拍不匹配，以降低生人力成本大产能Laplce设备硼扩散采用BCl3作为硼源和大产能，可有效降低运行成本。能耗 硼扩散特殊的气源及水平放片耗材用量低，石英寿命长，真空泵维护保养简单； LPCVD舟石英管采用特殊镀膜防护处理可有效保护件。PECVTEIN设计提升产能共元器件运营成本低。运行成本低硅片尺寸可兼容156210m全尺寸（只需更改载具及自动化）机台集成多种工艺，DpolyUpoly可实现P和B掺杂等.采用水平放片更加适合大硅片薄等电池强大工艺集成能 机台采用水平放片，气流更加均匀方阻及效率稳定性集中性好适大硅、高方阻工艺好机台采用水平放片相较于菱形及方插优势在于自重挤压，减少间隙，绕扩/镀可控； 水平放片无弯曲搭片不良。单面性好 -2* CONFIDETIAL -OR INTEAL USG ONLY *TOPCON未来挑战 -23* CONFIDETIAL -OR INTEAL USG ONLY * TOPCON未来挑战 良率成本效率设备瓶颈 TopCn相对于PERC仍较高，主要为设备投入成本B扩及LPCVD等设备价格价高运营，工艺流程长，硅片非成本仍于PERC 从已知N型TopCn量产数据看目前TopCn量产良率基本在956较PERC偏低2左右仍需改善。良率 效率目前量产TopCn基本在24，距离TopCn世界纪录25.8仍差异较大理论效率28.4，然需要持续提升量产效率。 TopCn电池核心设备存在以下问题B扩工艺时间较长，产能偏低，且机台维护成本高LPCVD设备稳定性差非晶硅持续生长对石英件损伤严重，且绕镀严重瓶颈 -24* CONFIDETIAL -OR INTEAL USG ONLY * Thank you