光伏设备学习笔记(四):异质结设备,有哪些不一样?

2023-02-13 Bb猫儿

在这个系列的前三篇文章中,我们重点关注了Topcon的几条技术路线:PECVD、LPCVD和ALD。

作为第三代晶硅电池重要科技树分支之一、Topcon有力竞争对手的异质结电池,除了可以通用的环节之外,它的设备有什么不一样?

通过这篇文章,试着把现有的异质结设备做一个梳理。

异质结电池回顾

相比Topcon,异质结电池的历史更悠久,可以追溯到九十年代。

异质结电池的英文全称是Hetero-Junction with Intrinsic Thin-layer,所以市面上的HJT和HIT都是一回事,只是取了不同的英文缩写而已。

从上图可以看到,如果说Topcon电池可以看成是Pert结构的改良,那么异质结电池和Perc则是完全不同的结构。

本质上来说,异质结电池是一种薄膜太阳能电池

一个典型的HJT电池是以N型硅片为基底,从内到外分别镀上i型非晶硅薄膜、P型/N型非晶硅薄膜、TCO透明导电膜(表层可能再加镀抗反射膜)。

总结一下异质结的优点:高转化效率,双面发电,制备流程简化(每步难度增加),硅片薄片化。

当然,设备初始投资金额高、低温银浆、以及透明导电膜中的稀有金属铟(In)能不能适应大规模量产,都是亟待解决的问题。

TCO镀膜

平时我们接触的新名词太多了,那么,大家经常说的TCO镀膜到底是个什么材料呢?

TCO:Transparent Conducting Oxide。中文翻译过来就是透明导电氧化物

我们一般的常识都知道,导电材料一般透光性不好,而透明氧化物的导电性又不好。

那么,有没有一种材料,兼具了透光性和导电性?答案就是我们这里要讲的TCO。

我们讲的TCO,是一系列兼具透光性和导电性的半导体材料的总称。主要包括ITO(氧化铟锡)、IWO(钨掺杂氧化铟)、AZO(铝掺杂氧化锌)。

上面提到的TCO材料中,所有带有I的,都是含有稀有金属铟(In)的。

由于含量稀少,现在很多的研究,都聚焦在如何减少铟的用量。至于如何减少铟的用量,暂时还不在这篇文章的讨论范围。

镀膜设备哪家强?

TCO镀膜是异质结区别于其他技术路线的一步核心工艺,主要镀膜工艺可以分为物理法化学法

具体到细化的工艺,目前最常用的是两种,即磁控溅射法(PVD)和反应等离子沉积法(RPD)。

PVD:在真空室中,利用高能粒子轰击靶材表面,使被轰击出来的粒子在衬底表面形成薄膜。

RPD:使用离子源经磁场偏转后轰击到靶材上,将靶材原子轰击出来沉积到样品上,减小了离子对衬底表面的轰击和刻蚀。

关于两种技术路线的对比总结,可以参考下图。

写在最后

我们一直认为,具有长期巨大市场空间的,一定是降本增效的环节,而不是依靠中短期供需错配赚取**超额利润的环节。

对于解决了行业技术痛点的企业,无论是在一级还是二级市场,都会给予它们正确的估值溢价作为奖励。


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