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光伏设备行业报告:平价主线(37页)

行业报告下载 2019-08-09 12 管理员

硅片生产包括硅生长/铸锭、开方、切片等环节。高纯硅通过直拉/铸锭形成单晶硅棒/多晶硅锭,后单晶硅棒经过截断、切片形成单晶硅片,多晶硅锭经开方、磨面、倒角、切片形成多晶硅片。单晶硅片与多晶硅片的核心区别在于铸锭的流程以及设备不同,单晶硅棒是通过单晶生长炉缓慢有序拉升而成,而多晶硅锭则是在多晶铸锭炉中直接融化多晶硅快速成锭。2018 年全国硅片产量达 109.02GW,同比增长 19.1%,全球前 10大硅片生产企业均位于中国。

硅片切割以金刚线切割为主。与砂浆切割对比,金刚线切割技术的应用,带来的主要优势有硅片薄化、切割速度更快、减少切口硅料损耗、硅片品质提高等。单晶硅因为质地均匀而率先实现金刚线工艺,在 2016 年已经普及,而多晶硅的金刚线切割技术替代稍慢,2017 年开始全面替代。目前金刚线切割技术在单晶渗透率达到 100%、多晶领域渗透率基本达 90%。

因单晶硅电池的转化效率普遍高于多晶硅电池,但单晶硅的成本更高,金刚线切割技术的应用缩小了单晶硅片和多晶硅片的成本差异,使得单晶硅电池的性价比提高。资料显示,按单晶硅片厚度 190um 测算,金刚线直径每下降 10um,单片硅成本下降约 0.15元,产能提升可达 4%。2016 年金刚线技术在单晶推广后,单多晶硅片价差明显缩小。目前,单多晶产能市占比从 2015 年的 2:8 变为 2018 年的 4:6。 切割后的硅片经过检测、分选后即进入电池片生产流程。电池片环节是以硅片为基底,通过在硅片表面制造电势差、金属电极等,并通过表面镀膜等方法提高转化效率,将硅片转化成能够利用光生伏特效应发电的电池片。传统的铝背场电池片生产工艺主要包括清洗制绒、扩散制结、刻蚀及去磷硅玻璃、制备减反射膜、丝网印刷、烧结、测试分选七大主要环节。

清洗制绒环节:主要是利用酸溶液(多晶)或碱溶液(单晶)除去硅片表面的机械损伤层,清除表面杂质,在硅片表面形成倒金字塔型凸起,增加硅片对太阳光的吸收效率。因为晶体硅在不同晶体取向上具有不同的腐蚀速度,因而能够在硅片表面腐蚀形成起伏不平的绒面,故称为制绒。

扩散环节:太阳电池制造的核心工序之一,通过高温下在 P 型硅片表面扩散掺入磷或在N 型硅片表面扩散掺入硼形成 PN 结。扩散层薄层电阻(方块电阻)是反应扩散层质量是否符合设计要求的重要工艺指标之一,也是标志进入半导体中杂质总量的重要参数。刻蚀环节:主要目的是去掉硅片边缘和背面的 PN 结以防止电池短路,其工艺可分为干法刻蚀和湿法刻蚀。此外,在扩散环节发生的化学反应使得硅片表面形成一层磷硅玻璃,使得硅片在空气中表面容易受潮,且增加了少子的复合,从而导致电流降低和功率衰减。去磷硅玻璃即利用氢氟酸溶液将磷硅玻璃去除。

制备减反射膜:即正面镀膜,在电池的正面沉积一层 SiNx 薄膜进行钝化,通常会采用PECVD(等离子体增强型化学气相沉积),可以保护硅片表面不受污染物质的影响,提高电池片的光吸收,并降低少数载流子的复合速率。丝网印刷:即电池金属化过程,丝网印刷机为电池片刷上银电极和铝电极,通俗的说就是为太阳能电池收集电流并制造电极。丝网印刷主要包括三个步骤:印刷背面银电极并烘干,印刷背面铝背场并烘干;印刷正面银电极并烘干。在印刷过程中主要检测的指标是印刷后的湿重和栅线的宽度,湿重过大或者过低会造成浆料浪费、弓片等问题;栅线如果宽度过大,会会使电池片受光面积较少,效率下降。

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标签: 新能源|电力|电池

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