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1.HIT问世已30年,技术积累带来突破
1.1 异质结电池从萌芽走向成熟
HIT萌芽:1989-1990年。日本三洋用非晶硅薄膜代替本征微晶硅层,做出的电池效率达到14.5%,并命名为HIT。三洋将HIT注册为商标,专利保护到2015年结束。
HIT摸索:1991-2015年。海内外众多研究机构对HIT工艺进行优化,对不同的工艺路线进行了摸索,少量企业建立了中试线,研发效率接近25%。
HIT导入:2016-2019年。2015年三洋专利保护到期,大量企业进入HIT领域,建设了十几条中试线,尝试将HIT导入商业化生产,量产效率站上23%,研发站上25%。
中国HIT产业发展历史。
早期摸索:2011-2014年。上澎、赛昂、国电等企业引入进口设备进行了初步尝试。
中期尝试:2015-2018年。中智、汉能、晋能、钧石等企业建立中试线进行量产尝试,并摸索设备工艺和电池工艺,但碍于成本因素并未大规模量产。
近期突破:2019年。汉能研发效率达到25.11%,成为新的世界纪录。晋能和钧石研发效率接近25%,量产效率站上24%。靶材和银浆国产化也取得重大突破,HIT降本路径越来越清晰,性价比不断提升,布局HIT的企业从早期7家拓展到当前约20家。
1.2 异质结电池工艺
HIT电池结构:晶硅衬底+正反面各 3 层膜。HIT电池以 N 型单晶硅片作衬底,正反面依次沉积本征非晶硅薄膜、掺杂非晶硅薄膜、金属氧化物导电层TCO,再通过丝网印刷制作正负电极,导出电流。
HIT电池制造工序:清洗制绒>非晶硅薄膜沉积>TCO沉积>制作电极>测试分档。
清洗制绒:去除硅片表面杂质,制作金字塔绒面,减少阳光反射。HIT电池要求制作大绒面,制绒难度高于PERC。
非晶硅沉积:主要使用PECVD设备进行非晶硅薄膜沉积,薄膜厚度为纳米级,且内部结构较为复杂,半导体级工艺,技术摸索集中在这个环节。
TCO沉积:使用PVD或者RPD设备沉积金属氧化物导电层TCO,该工艺在平板显示领域应用较多,已经十分成熟,PVD和RPD目前还存在路线之争。
制作电极:丝网印刷或者镀铜,制作电极导出电流,MBB多主栅技术导入后,银浆消耗量大幅度下降,镀铜必要性大幅降低,主流企业基本都走刷银路线。
1.3异质结电池优势
效率高:目前主流企业量产效率都站上24%,行业新进者基本也在23.5%以上,明年底有望冲击25%。效率高带来组件环节BOM成本和电站环节BOS成本的节省。当前单晶PERC和常规多晶效率差3%,价格差0.35元/瓦。
衰减低:HIT年均衰减0.25%,不到PERC一半,25年内多发电5%左右。
➢ N型硅片掺磷,没有P型硅片的硼氧对、铁硼对等复合中心,光致衰减LID很小;
➢N型硅片少子为空穴,空穴比电子更难被俘获而复合,对金属杂质不敏感;
➢HIT表面TCO膜为导电体,电荷不会在电池表面聚集,无电位诱导衰减PID;
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