HJT电池技术发展状况-王文静

HJT电池技术发展状况 王文静 中科院电工所 从BSF 到HJT 背面接触 变线接触 背面线接触变 无接触 背面无接触变 双面点接触 双面点接触变 双面无接触 第3页 HJT电池 高效率 大尺寸 低衰减 双面率高 工艺简单 薄片化 无衰减 有增效 90~95% 5步 160~100μm 24%~25% 直接加绒至 210mm硅片 铜栅线 钙钛矿叠 层电池 HJT电池的优势 截止2019年国际上最高效率记录 25.11% 25.10% 24.70% 24.68% 24.04% 23.61% 23.50% 23.18% 22.00% 22.50% 23.00% 23.50% 24.00% 24.50% 25.00% 25.50% 截止2019年HJT电池最高效率 各种电池的工艺步骤 清洗制绒 扩散 去除PSG和背结 前表面SiNx 丝印与烧结 光再生 测试 清洗制绒 扩散 去除PSG和背结 前表面SiNx 丝印与烧结 光再生 测试 背表面AlOx&SiNx 双面氧化 清洗制绒 前扩散硼 去除PSG和背结 LPCVD沉积本征多晶硅 退火 前表面镀AlOx&SiNx 背表面镀SiNx 离子注入P LPCVD背面氧化 双面Ag丝印与烧结 光再生 测试 清洗制绒 双面PECVD镀a -Si膜（p/ i/n） 双面PVD镀TCO膜 测试 光再生 双面Ag丝印与烧结 BSF电池 （7步） PERC电池（10步） N-TopCon电池（12~13步） N-HJT电池 （6步） 激光制备SE 激光制备SE HJT电池工艺流程 清洗制绒 丝印前后电极与烧结 测试 PVD制备双面TCO PECVD制备双面非晶硅掺杂层Cat-CVD制备双面非晶硅掺杂层 RPD制备双面TCO 光注入退火增效 HJT电池大规模量产设备——Singulus 的清洗植绒设备 HJT电池清洗流程与其它电池的比较 制备Si:H薄膜设备的分类 PECVD法 磁控溅射法—Applied Film 直接法（Direct） 间接法（Remote） 管式炉—Centrotherm，北方华创、捷佳创、48所、赛瑞达 平板炉—理想、迈为、AM、MB、捷造、Singlas、Ineotech —平板型 微波—Roth&Rau 直流—OTB CAT-CVD的内外部结构 型号CCV-1400C-5 156mm，硅片产能 每载台单面81片，双面162 片 系统节拍260sec 产能2243UPE 工艺 沉积材料a-Si 电源DC 8kW 工艺气体 SiH 4 , H 2 for a-Si SiH 4 ,H 2 , B 2 H 6 /H 2 for p layer SiH 4 ,H 2 , PH 3 /H 2 for n layer 膜厚10nm 有效沉积面积1560X1700mm Meryer Burger公司的HJT 电池产线PERCVD 设备— HELiA PECVD 1)采用了特殊的S- Cub ® 等离子反应器，是一种盒中盒布局，实现了极低污染的均匀沉积。 2)离子源为RF 13.56MHz的沉积频率。 3)稳定而均匀的沉积过程，防止交叉污染。 4)硅片翻片在惰性气氛中进行 5)配备沉积腔室的在线清洗功能 6) 2400片/hr HJT电池大规模量产设备—— 理想公司的PECVD 设备布局 1 in 1：50MW/台。1600片/ hr 2 in 1：100MW/台。3000片/ hr 关键技术： 双套沉积腔室 调频快速耦合功率 多个子腔室共用一个大腔室，产能升级 成本降低 钧石公司的PECVD 设备 INDEOtech公司的八面系统  PECVD Mirror的创新技术——沉积双面电池需要翻片时不破坏真空。 专有的集成射频电极（IRTF）等离子技术——推出了第三个电极，用于增强等离子体转向。 抗交叉污染处理（ACCT）的特殊技术 INDEOtech公司的八面系统  3000片/ hr  4个沉积腔分别位于两侧，沉积顶面 和底面不用进行翻片处理。 每个载板装36片硅片，加热腔可以同 时放置6个载板，有3个载板进行沉积， 另外3个处于等待状态。 RPD和PVD 的对比 捷佳伟创公司对PRD 镀膜机的改进 冯. 阿登纳公司的PVD 设备 各种TCO 镀膜设备 公司型号技术双面镀节拍 冯.阿登纳 XEA/NOVA 3.6磁控溅射√3600片/小时 XEA/NOVA 5.5磁控溅射√5500片/小时 XEA/NOVA L磁控溅射√8000片/小时 Meyer Burger HELiA PVD 磁控溅射√3000片/小时 Singulus GENERIS LAB磁控溅射√2600片/小时 GENERIS PVD 3000磁控溅射√3000片/小时 GENERIS PVD 5000磁控溅射√5200片/小时 钧石能源——磁控溅射√4800片/小时 Ulvac磁控溅射√ 捷佳伟创 RPD3000A RPD 须移出腔室翻 片 3000片/小时 RPD5500A RPD+PVD√5000片/小时 MBB(9BB) 光注入增效 RPD镀TCO BOM差异4BB 5BB MBB 0BB（SWCT） 电池浆料 350mg/pc s 300m g/pcs 200mg/pcs 120mg 单片成本2.1￥/pcs 1.8￥ /pcs 1.3￥/pcs 0.72￥/pcs 效率/% 22.8% 23.2% 23.8% 24.0% M2功率/W 5.57 5.668 5.815 5.864 单瓦成本 0.359￥/ W 0.318 ￥/W 0.224￥/W 0.123￥/W 浆料成本占 比 21.7% 19.2% 14.7% 7% 浆料占组件 成本 14.6% 12.9% 9.9% 5.0% 三个支撑HJT提效 到24%的关键技术 HJT电池产线平均效率接近24% 主栅的改进提高所有电池的效率 7主栅 无主栅（SWCT） 12主栅 无栅线（IBC） BOM差异5BB MBB成本差异 （72片） 电池浆料110mg/pcs 74mg/pcs -11.8￥ 焊带成本+80% +0.3￥ 多主栅与HJT电池的结合 BOM差异4BB 5BB MBB SWCT 电池浆料350mg/pcs 300mg/pcs 200mg/pcs 120mg 单片成本2.1￥/pcs 1.8￥/pcs 1.3￥/pcs 0.72￥/pcs 效率/% 22.8% 23.2% 23.8% 24.0% M2功率/W 5.57 5.668 5.815 5.864 单瓦成本0.359￥/W 0.318￥/W 0.224￥/W 0.123￥/W 浆料成本占比21.7% 19.2% 14.7% 7% 浆料占组件成本14.6% 12.9% 9.9% 5.0% 多主栅与PERC电池的结合 HJT：电池成本1.657RMB/W，组件成本2.435RMB/W 光注入处理设备 陶瓷辊道光注入炉金属网带式光注入炉 金晟阳光 捷佳伟创 科隆威 迈为  CT 设备降本 MBB TCO BOM差异4BB 5BB MBB 0BB（SWCT） 电池浆料 350mg/pc s 300m g/pcs 200mg/pcs 120mg 单片成本2.1￥/pcs 1.8￥ /pcs 1.3￥/pcs 0.72￥/pcs 效率/% 22.8% 23.2% 23.8% 24.0% M2功率/W 5.57 5.668 5.815 5.864 单瓦成本 0.359￥/ W 0.318 ￥/W 0.224￥/W 0.123￥/W 浆料成本占 比 21.7% 19.2% 14.7% 7% 浆料占组件 成本 14.6% 12.9% 9.9% 5.0% 清洗Singulus、YAC、捷佳伟创、RENA PECVD (热丝) MB、AM、Ulvac、理想、迈为、均石、 捷佳伟创、捷造、金辰 PVD MB、冯.阿登纳、捷佳伟创、迈为、 Ulvac、Singulus、均石 丝印Baccini、迈为、Micro-tech 烘干及 光注入 科隆威、迈为、捷佳伟创、金晟阳光、 Micro-Tech HJT电池要大幅降本的 主要技术路径 12亿/GW 9亿/GW 6亿/GW 2017 2018 2019 2020 规模 5亿/GW 国内HJT 电池新进企业 企业 HJT产能 效率 地点 已建 待建 批次平均 最高 金石能源 600MW 1GW 24.1% 24.68% 福建泉州 泰兴中智 160MW 24.0% 24.3% 江苏泰兴 山西晋能 220MW 2GW 23.8% 24.04% 山西太原 中威 300MW 0.8GW 23.73% 24.6% 四川双流 国家电投 100MW 汉能 120MW 23.7% 25.11% 四川双流 上彭 70MW 22.3% 浙江嘉兴 通威集团 250MW 1GW 24.0% 合肥和四川 爱康科技& 捷佳伟创 200MW 2GW 浙江长兴 爱康科技 5GW 江西 东方日升 60MW 1.5GW 江苏常州 华晟新能源 0.5GW 安徽宣城 联合再生 100MW 企业 HJT产能 效率 地点 已建 待建 批次平均 最高 阿特斯 0.25GW 浙江嘉兴 航天机电 0.4GW 上海 山煤集团 10GW 山西太原 比太科技 6GW 安徽颍上 晋锐能源 5GW 中利股份 1GW 江苏常熟 爱旭股份 0.25GW 嘉寓股份 2GW 朝阳市龙城区 水发集团& 山东高登赛 1GW 辽宁阜新市 国投电力& 花园电力& 金石能源 1.5GW 张家口 隆基股份 0.2G 合计 2180MW 43.4GW 国内HJT 电池新进企业 国外HJT 电池产业化进展 已建产能 待建产能 产线平均效率 最高效率 地点 松下( 日) 1000MW — 23% 24.7% 日本/ 马来西亚 REC 600MW 23.7% ? 美国 Sunpreme (上彭) 400MW 美国 SolerCity/松下 400MW 600MW 日本 长洲产业( 日) 80MW — 22.8% 23.5% 日本 台湾新日光 30MW 台湾 Kaneka(日) 20MW — 25.1% 日本 Hevel（俄） 160MW 100MW 23.8% 俄罗斯 Eco Solifer(匈) 100MW 24.1% 匈牙利 3 Sun(意) 200MW 意大利 ENEL Group(意) 200MW 计划2021年达到 24.1% 意大利 MB 1.4GW 瑞士 合计 2590MW 2.7GW 国内外HJT 企业的产能及所用设备 产能清洗PECVD PVD丝印 日本松下1GW YAC Ulvac/Cat-CVD住友/RPD Microtech 长洲产业50MW YAC MB/PECVD PVD ? REC 600MW ? MB MB迈为+SMW 台湾新日光15MW住友/RPD 泰兴中智160MW Singulus Ulvac/Cat-CVD冯阿登纳Microtech 汉能 120MW YAC理想能源PECVD北儒MB老线 480MW（在建）理想能源PECVD北儒 山西晋能 60MW YAC AM Ulvac迈为 60MW Singulus精曜PECVD精曜RPD迈为 拟建100MW 福建金石100MW捷佳伟创自制自制？ 福建钜能500MW？自制自制镀铜 中威200MW捷佳伟创 理想能源PECVD Ulvac/Cat-CVD 捷佳伟创RPD 冯阿登PECVD 捷佳伟创 通威（合肥）250MW YAC迈为冯阿登纳迈为 上彭30MW国产周星? MB 东方环盛（原国电集团）50MW(停产)周星周星周星周星 国电投100MW Singulus AM 住友RPD 冯阿登PECVD 镀铜 爱康200MW YAC AM捷佳伟创RPD AM 合计 3245MW 630MW(拟建+停产) 串焊温度对HJT 电池特性的影响 新的HJT焊接工艺：衬底温度较低，短时间光照焊接温度可以较高 使用不同的ECA银浆助焊 三种串焊方式 直接使用常规光焊接，但需要对焊接设备的温度和时间，以 及焊带进行改造。 导电胶带粘合。日本索尼公司开发了一款导电胶带，该胶带 将电极主栅与焊带粘接在一起并导电。 导电银浆（ECA：electrically conductive adhesives），这种浆 料使用丝印或喷涂的方式涂于电池主栅与焊带之间，后续经 过加热压合焊接。 各种电池的效率天花板