N型高效单晶硅片技术概况及展望-隆基股份韩璐

N型高效 单晶硅片技术概况及展望 隆基 股份 硅片 事业 部 韩璐 产品 &客服经理 2018. 11. 8 2 LONGi Confidential 2 CONTENTS 内容 平价上网对高效电池的需求1 高效单晶的挑战及解决措施 未来光伏 N型高效单晶硅的发展趋势 2 3 4 N型高效电池对单晶硅材料要求 LONGi Confidential 3 LONGi Confidential DownstreamUpstream High EfficiencyLower Module Cost Lower BOS Solar PV System The Solar PV module value proposition had been mostly about the lowest production cost High efficiency modules lower BOS costs and improve overall system economicsValue Chain Shifting to Higher Efficiency 72 Ce ll Poly Solar Wafer Cell Module 1.1 高效 是降低“度电成本” 最有效的途径 一、平价上网对高效电池的需求 Higher efficiency means fewer modules, less mounting hardware, smaller land, etc. 3LONGi Confidential 4 LONGi Confidential 4 Dr. Radovan Kopecek 2018 Mar.nPV, Switzerlant 1.2 高效率 ： 高效产能需求， N型潜力 巨大 1. 单晶市占率会大幅度提高 ， 高效电池产能远快于 ITRPV2018预测； 2. 相比 P型电池 ， N型高效电池 （ HIT， N-PERT、 IBC等 ） 由于高转化效率等优势更具竞争力 ， 市场份额会不断 提升 。 （ 阻碍 因素： 1. N型硅片成本较高 ~8%； 2. 初期 投资 大 ~设备因素等 ) LONGi Confidential 一、平价上网对高效电池的需求 5 LONGi Confidential Progress in Photovoltaics Research & Applications, 2016, 24(10):1319-1331. 2.1 不同电池结构转化效率与硅材料少子寿命、电阻率的关系 1） 转化效率越高的电池 结构对少子寿命越敏感 ， 要求越高； 2） 电阻率对部分电池结 构影响较大 ， 通常来看电 阻率低转化效率更高； (a) AL-BSF (b) PERC (c) PERT (d) SHJ (e) IBC(std) (f) IBC(opt) (g) TOPCon LONGi Confidential 二、 N型高效电池对单晶硅材料要求 Note: 电阻率越低，少子寿命也越 低 ： 平衡 如何把握 ？ P型 LID问题？ 5 6 LONGi Confidential 2.2 N型高效电池对单晶硅材料需求 晶体不同位置因为 氧碳 含量、寿命、电阻率、热历史等的差异，对电池效率影响 不同； 通过 优化品质指标，可减少这种差异。 21.0 21.2 21.4 21.6 21.8 22.0 22.2 22.4 22.6 0 1000 2000 3000 4000 5000 效率 少子寿命 /U S 晶体位置 寿命 -WCT120 转化效率 1 2 3 4 5 6 LONGi Confidential 2018/11/13 6 二、 N型高效电池对单晶硅材料要求 7 LONGi Confidential 降低氧含量： 氧是硅中第一大杂质 ， 降低 氧含量能够有效 降低 光衰 ， 减少同心圆 、 黑心 、 低效出现 几率； 降低碳含量： 碳与硅同主族 ， 属于非电学杂质 ， 但 能够 促进 氧 的聚合和沉淀； 减少 缺陷： 晶体中的缺陷亦会形成复合中心； 降低 金属含量： 金属大多都是深能级杂质； 实现高纯管 控 ， 减少 金属污染能够有效提高晶体寿命 。 降低 碳含量 降低施主减少缺陷 降低 金属含量 降低 氧含量 高效 单晶 3.1 单晶品质提升主要路径 LONGi Confidential 2018/11/13 三、高效单晶的挑战及解决措施 7 8 LONGi Confidential CZ工艺过程 • 提升车间环境洁净度 • 优化拉晶工艺制程 • 开发更纯坩埚及涂层 • 提升自动化水平 • 各类与原料接触工具的开发 硅料清洗破碎 • 优化原料分类清洗标准 • 开发新型硅料破碎设备及工艺 多晶硅原料 • 提高硅料纯度进检标准 • 提高拉晶原料分类标准 • 提高不合格料退出标准 单晶炉热场 • 高纯热场部件的规模应用 • 严格热场部件使用管理 • 高纯新材料开发 纯度 提升 3.2 聚焦关键品质问题 ---提升高纯，减少金属污染 LONGi Confidential 8 三、高效单晶的挑战及解决措施 9 LONGi Confidential 3.3 聚焦关键品质问题 ---原料纯度 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 0% 6% 11% 16% 22% 27% 32% 38% 43% 48% 54% 59% 65% 70% 75% 81% 86% 91% 97% 特级料 一级料 二级料 结晶百分比 电阻率规格： 0.8~1.8Ω.cm 少子寿命（归一化） 不同纯度硅料对应单晶寿命 LONGi Confidential • 原料纯度差异造成的少子寿命差异，特别在 N型单晶中更为 明显； • 国产多晶硅料还需要进一步提升 纯度。 8648 7386 6792 7685 4965 6300 A B C D E F N型单晶使用不同厂家原料寿命值 少子寿命 9 三、高效单晶的挑战及解决措施 10 LONGi Confidential 3.3 聚焦关键品质问题 ---硅料 破碎 /清洗 LONGi Confidential 7973 7397 7000 7200 7400 7600 7800 8000 8200 X-1 X-2 少子寿命 /U S 不同破碎方式寿命对比 7.8% Old process New Process 少子寿命 +10% • 硅料破碎环节是金属杂质污染的源头之一，金属杂质的引入会显著降低少子寿命； • 优化后的清洗工艺显著降低过程中杂质的引入，提高少子寿命。 不同 清洗 方式寿命对比 10 三、高效单晶的挑战及解决措施 11 LONGi Confidential 金属 A厂家 B厂家 C厂家 铁（ Fe） 24% silicon heterojunction solar cells on Meyer Burger’s mass production tools and how wafer material impacts cell parameters 4.3 薄片效率验证 四、未来光伏 N型高效单晶硅的发展趋势 LONGi Confidential 20 21 LONGi Confidential M2 Or Bigger ? 4.4 大尺寸 : 标准化 9 2 2 1 1 1 4 2 4 3 2 1 3 0 2 4 6 8 10 12 全方片（ 156.75*220） 157 157.25 157.35 157.75 158.75 全方片（ 158.75*223） M4（ 161.7*211） N型 P型 更 大尺寸需求汇总（ N/P型） LONGi Confidential 21 四、未来光伏 N型高效单晶硅的发展趋势 22 LONGi Confidential 高效 定制化 低成本高纯度，高寿命，低缺陷，低杂质 … 工艺提升 及 成本 持续 降低 … 电阻率、 尺寸规格 ， 其他品质指标 … LONGi Confidential 22 四、未来光伏 N型高效单晶硅的发展趋势 4.5 汇总 23 LONGi Confidential 隆基与您同行！ THANKS! 善用太阳光芒 创造绿能世界 Utilizing solar energy, Building a green world 我们致力：成为单晶硅产品的领航者，为全球光伏电站贡献更高效率。 我们致力：成为光伏产业忠实的伙伴，为客户投资创造更大价值。 我们致力：推动光伏产业发展，为子孙后代创建绿色地球。