光伏TOPCON路线
作为接棒PERC电池的技术路线,HJT一向受到资本的青睐,而TOPCon则相对低调得多,不过近期市场对TOPCon的关注度明显提升。
关于TOPCon,行业有分歧,也比较正常,未来也许确实会市场分层,不同的应用场景由不同的路线主导,不过在当下看,TOPCon的经济性可能已经能看到了,可能在二季度市场会逐步形成共识。
业内晶科能源确实做的早,钧达股份早期的研发进度可能盯着晶科在推动,中来股份路线从N-PERT也转向TOPCon,这几家都有自己的中/大试线。晶科的合肥8GW产线正在调试,而钧达的8GW滁州项目业内反馈,近几个月已经给供应商付款预计可能在5-6月份调试。
市场担心的钧达TOPCon组件销售问题,这个目前是大可不必了,二线组件公司近几年被挤压到墙角,急于依靠新的路线翻身,而且TOPCon组件对perc组件的盈利已经比较可观,这些企业自己又没有研发新电池片能力,未来3-4年应该会主要依靠三方供货,据了解不少二线组件公司都急于锁定钧达(捷泰)TOPCon产线长单。
一、TOPCon 技术工艺
1、TOPCon 技术:TOPCon 采用背面氧化层+掺杂多晶硅的复合结构,形成良好的钝化接触, 全面提升电池的性能。
2、Topcon 工艺流程请看图片
3、原位掺杂和非原位掺杂:两种选择对性能差异不大,但从掺杂之后的后续处理问题来看, 目前原位掺杂是比较折中的选则,是最容易量产、最稳定的选择,可控性较好。
4、PE 和 LP:PE 路线有先天性问题,体现不出 TOPCon 的优势。Poly 沉积快,致密性很差, 用 PE 做的电池效率低。从量产角度看,LP 已经满足需求,后续 LP 将是主流。
5、N 型和 P 型技术路径和难度对比:P 型做 TOPCon 容易很多,但效率提升不太明显,仅比 P 型 PERC 效率高 0.5pct 左右。这主要是载流子的问题,P 型的载流子是空穴,跃迁相对比 较难,而 N 型的载流子是电子,所以目前主流选择 N 型。
6、TOPCon 和 IBC 结合的可行性:今年除了是 TOPCon 的元年,也是 N 型硅片的元年。N 型硅 片具有先天性优势,TOPCon 技术是可以和 HJT 和 IBC 技术融合的,但是目前 TOPCon 尚且处 于能做的阶段,而不是技术很好的阶段。
二、TOPCon 与 PERC 对比
1、优势:
效率高:TOPCon 目前量产效率最高的厂家效率高达 24.8%,当前主流的 PERC 是 23.2%, TOPCon 高 1.6 个百分点。预计到 2023 年下半年,TOPCon 可以达到 26.8%,PERC 的效率在 23.5%左右,效率差能达到 3.3 个百分点。
衰减低:一方面,TOPCon 电池没有掉档的情况,而 PERC 电池目前的测试效率经一段时间后 复测效率掉 1~2 个档;另一方面,对于组件端,TOPCon 发电功率不存在衰减,PERC 首年有接近 8%的功率衰减。
长波响应好:PERC 只是对短波响应好,TOPCon 不管是长波还是短波响应都很好。TOPCon 不 受天气影响,发电量持续保障,而 PERC 发电量受天气影响严重。
2、劣势:
固定投资高:TOPCon 设备投资 2 亿元/GW,而 PERC 是 1.2 亿元/GW。
工艺复杂:TOPCon 工艺是 12 步,而 PERC 是 11 步,TOPCon 新增三道工序,删掉了两道工 序,调整了一道工序,但它新增的几道工序都是比较复杂难以控制的。
非硅成本高:目前来看 TOPCon 非硅成本是 0.26-0.27 元/W,PERC 是在 0.2 元/W 左右,TOPCon 比 PERC 高 30%,预期最终两者成本均有所降低后 TOPCon 成本比 PERC 高 20%。
三、TOPCon 与 HJT 对比
1、优势:
技术成熟,兼容性好:TOPCon 的技术相对成熟,兼容性好,12 道工序中有 8 道工序和 PERC 完全一样,新增的三道工序里面,设计的操作、工艺窗口、参数设置等与原有的 PERC 近似 度非常高。
车间投资低:TOPCon 设备投资 2 亿元/GW,而 HJT 目前来看要做到 3~3.5 亿元/GW。
量产性好:TOPCon 的操作员工和工艺设备都可以直接从 PERC 原有车间无缝衔接,不需要做 额外培训和技能升级。
效率高:目前 TOPCon 比 HJT 效率高 0.4pct,预计到 2023 年效率差可能还会拉大。
非硅成本低:TOPCon 是 0.26-0.27 元,而 HJT 目前是 0.33 元。
电池无衰减:TOPCon 不管是电池端还是组件都没有衰减,但是 HJT 因为使用低温凝胶,效 率逐渐衰减。
2、劣势:
工艺流程长:TOPCon 有 12 步,而 HJT 只有 5 步(清洗制绒、掺杂晶体硅、导电膜、丝网印 刷、测试分选)。工序流程越长,意味着设备对应的人员、工艺复杂度等增加很多。
车间占用面积大:工艺流程长造成需要的设备多,土地占用面积大,同时整个工程车间的设备动力成本等也会相应增加。
硅片厚度降低幅度小:PERC 的硅片厚度在 170~175μm 之间(如果减薄太多,铝背厂的应 力将导致硅片强度不达标),TOPCon 目前主流能做到 150~155μm(要面临硼扩的超高温和 剧烈升降温的考验,后续应该不会减薄太多),HJT 目前主流的实验室批量在 110~120μm 之间,有极个别的厂家能做到 90μm 左右。TOPCon 省了约 20μm 左右的厚度,而 HJT 省 60μm 左右。
硅片尺寸受限:TOPCon 尺寸目前主流是 182,210 目前来看阻力较大,主要的阻力来自于电 池板和组件端的面积。而 HJT 受工艺的限制小,可以优先上 210 尺寸。
3、HJT 量产化遇到的问题:
低温银浆:250 度的超级低温导致银浆的金属化非常差,带来很多的衍生问题,最大的一点 在于组件的焊接拉力完全不达标。
TCO 膜:TCO 膜特别容易老化,老化后性能下降很严重。PERC 和 TOPCon 电池组件寿命一般 是 15~20 年,而 HJT 技术在实验室恶劣条件下,TCO 膜的寿命是 3~5 年。
PVD&RPD 设备:设备来源于半导体,要精准控制,但是它连续作业能力不高。
作为接棒PERC电池的技术路线,HJT一向受到资本的青睐,而TOPCon则相对低调得多,不过近期市场对TOPCon的关注度明显提升。
关于TOPCon,行业有分歧,也比较正常,未来也许确实会市场分层,不同的应用场景由不同的路线主导,不过在当下看,TOPCon的经济性可能已经能看到了,可能在二季度市场会逐步形成共识。
业内晶科能源确实做的早,钧达股份早期的研发进度可能盯着晶科在推动,中来股份路线从N-PERT也转向TOPCon,这几家都有自己的中/大试线。晶科的合肥8GW产线正在调试,而钧达的8GW滁州项目业内反馈,近几个月已经给供应商付款预计可能在5-6月份调试。
市场担心的钧达TOPCon组件销售问题,这个目前是大可不必了,二线组件公司近几年被挤压到墙角,急于依靠新的路线翻身,而且TOPCon组件对perc组件的盈利已经比较可观,这些企业自己又没有研发新电池片能力,未来3-4年应该会主要依靠三方供货,据了解不少二线组件公司都急于锁定钧达(捷泰)TOPCon产线长单。
一、TOPCon 技术工艺
1、TOPCon 技术:TOPCon 采用背面氧化层+掺杂多晶硅的复合结构,形成良好的钝化接触, 全面提升电池的性能。
2、Topcon 工艺流程请看图片
3、原位掺杂和非原位掺杂:两种选择对性能差异不大,但从掺杂之后的后续处理问题来看, 目前原位掺杂是比较折中的选则,是最容易量产、最稳定的选择,可控性较好。
4、PE 和 LP:PE 路线有先天性问题,体现不出 TOPCon 的优势。Poly 沉积快,致密性很差, 用 PE 做的电池效率低。从量产角度看,LP 已经满足需求,后续 LP 将是主流。
5、N 型和 P 型技术路径和难度对比:P 型做 TOPCon 容易很多,但效率提升不太明显,仅比 P 型 PERC 效率高 0.5pct 左右。这主要是载流子的问题,P 型的载流子是空穴,跃迁相对比 较难,而 N 型的载流子是电子,所以目前主流选择 N 型。
6、TOPCon 和 IBC 结合的可行性:今年除了是 TOPCon 的元年,也是 N 型硅片的元年。N 型硅 片具有先天性优势,TOPCon 技术是可以和 HJT 和 IBC 技术融合的,但是目前 TOPCon 尚且处 于能做的阶段,而不是技术很好的阶段。
二、TOPCon 与 PERC 对比
1、优势:
效率高:TOPCon 目前量产效率最高的厂家效率高达 24.8%,当前主流的 PERC 是 23.2%, TOPCon 高 1.6 个百分点。预计到 2023 年下半年,TOPCon 可以达到 26.8%,PERC 的效率在 23.5%左右,效率差能达到 3.3 个百分点。
衰减低:一方面,TOPCon 电池没有掉档的情况,而 PERC 电池目前的测试效率经一段时间后 复测效率掉 1~2 个档;另一方面,对于组件端,TOPCon 发电功率不存在衰减,PERC 首年有接近 8%的功率衰减。
长波响应好:PERC 只是对短波响应好,TOPCon 不管是长波还是短波响应都很好。TOPCon 不 受天气影响,发电量持续保障,而 PERC 发电量受天气影响严重。
2、劣势:
固定投资高:TOPCon 设备投资 2 亿元/GW,而 PERC 是 1.2 亿元/GW。
工艺复杂:TOPCon 工艺是 12 步,而 PERC 是 11 步,TOPCon 新增三道工序,删掉了两道工 序,调整了一道工序,但它新增的几道工序都是比较复杂难以控制的。
非硅成本高:目前来看 TOPCon 非硅成本是 0.26-0.27 元/W,PERC 是在 0.2 元/W 左右,TOPCon 比 PERC 高 30%,预期最终两者成本均有所降低后 TOPCon 成本比 PERC 高 20%。
三、TOPCon 与 HJT 对比
1、优势:
技术成熟,兼容性好:TOPCon 的技术相对成熟,兼容性好,12 道工序中有 8 道工序和 PERC 完全一样,新增的三道工序里面,设计的操作、工艺窗口、参数设置等与原有的 PERC 近似 度非常高。
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效率高:目前 TOPCon 比 HJT 效率高 0.4pct,预计到 2023 年效率差可能还会拉大。
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2、劣势:
工艺流程长:TOPCon 有 12 步,而 HJT 只有 5 步(清洗制绒、掺杂晶体硅、导电膜、丝网印 刷、测试分选)。工序流程越长,意味着设备对应的人员、工艺复杂度等增加很多。
车间占用面积大:工艺流程长造成需要的设备多,土地占用面积大,同时整个工程车间的设备动力成本等也会相应增加。
硅片厚度降低幅度小:PERC 的硅片厚度在 170~175μm 之间(如果减薄太多,铝背厂的应 力将导致硅片强度不达标),TOPCon 目前主流能做到 150~155μm(要面临硼扩的超高温和 剧烈升降温的考验,后续应该不会减薄太多),HJT 目前主流的实验室批量在 110~120μm 之间,有极个别的厂家能做到 90μm 左右。TOPCon 省了约 20μm 左右的厚度,而 HJT 省 60μm 左右。
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