2016国际光伏原材料工艺技术路线图

光伏名人堂2020-07-15 13:41:18

原材料-硅料

硅料价格趋势:2010年67美元/公斤;2012年20美元/公斤;2016年2月大约14美元/公斤。价格与供过于求有关。西门子工艺仍然保持主流趋势,FBR(流化床)工艺有降低成本的优势,FBR(流化床)工艺的市场份额将适当的增加。其它技术(如改良金属硅技术)还没有成熟。


原材料-硅片切割

多晶硅片切割技术:目前,使用浆料的切割方法还是主导技术,将来金刚线切割技术成为主流被受期待。


单晶硅片切割技术:金刚线切割技术将成为主流。


原材料-硅片厚度

180um厚度的硅片仍是用于电池和组件生产线的首选厚度。随着技术的发展,硅片厚度缓慢降低。


对第6版的ITRPV预期重新做了修订,因为对硅片厚度的降低预期过度;

自2009年期,180um厚度的硅片是生产线的首选厚度,随着组件技术的发展,将来可以做到100um;

多晶硅片厚度在2020年后可以做到160um以下;单晶硅片的厚度可以做到更薄,主要取决于金刚线技术;随着技术的发展,硅片厚度缓慢降低。

原材料-每片电池的银浆消耗量

银浆仍然在碳化硅电池中占主导。


第6版的ITRPV的预测被证实了,自2009年至2015年降低了66%。如下图所示:


银浆成本在2016年约占电池成本的7%,银浆消耗量的降低是强制的和持续的,银浆消耗量的降低会延迟替代品铜和其它材料的市场份额。预期2018年铜会占据6%的市场份额;从2017年起,无铅浆料会广泛应用于碳化硅电池的生产中。


工艺制造-电池设备产能


趋势:电池生产线前后工序设备产能匹配;利用设备的综合效率对我们来说是一种挑战;

提升电池设备产能包括:设备的可运行时间;产能;利用率;标准电池片;

提升设备产能达到最优是降低设备成本的最好方法;两种提升设备产能的方法:

一种方法是循序渐进提升产能,这种方法适用于成批处理或链式设备;另一种方法是通过更新自动化设备来提升产能,这种方法适用于链式或簇式设备;

湿化学法,通过更新自动化设备来提升产能方面是领先的,可生产7500片/小时。

工艺制造-电池制绒

酸制绒:成熟且用于批量化生产;下一步:湿法黑硅技术;

替代品已经出现,但未用于批量化生产;

预期2018年后RIE法(反应离子制绒)会用于批量化生产。


工艺技术-复合电流

P型材料:在降低复合损失上取得了好的效果;

N型材料:克服了P型基底材料的局限;

通过优化晶体生长工艺,JO值进一步降低;

P型多晶JO值从2010年650fA/m2降低到2015年275fA/m2。

JO值将来进一步降低:

P型多晶JO值从2015年275fA/m2降低到2026年100fA/m2;

P型单晶JO值从2015年170fA/m2降低到2026年60fA/m2;

N型单晶JO值从2015年30fA/m2降低到2026年15fA/m2;

电池正面和背面复合损失:

预期JO值降低50%以上(小于60fA/m2);

P型材料在正面复合损失的改善是有限的;(例如:需要改善扩散/新的浆料);

铝背场的背面复合电流做不到200fA/m2以下。


工艺技术-发射极方块电阻

影响正面复合损失的一个因素是发射极方块电阻;

预期增加至135Ω/square;

自2009年开始,发射极方块电阻开始在增加;

增加值比上一版ITRPV预期要低;

90-100Ω/square是目前的主流趋势,2023年以后可以达到120Ω/square以上;

出现的其它新技术技术:

如匀相离子注入技术和选择性掺杂技术。

工艺技术-P型电池掺杂

匀相扩散技术是最成熟的技术,将占据主流位置。

选择性掺杂技术将占据小部分市场份额(激光掺杂和选择性刻蚀),趋势不明显。

匀相离子注入技术,不会占据太大的市场份额,只应用于特殊用途。

工艺技术-背面钝化

氧化铝薄膜技术预期仍是主流技术;其它技术如ALD占据小部分市场份额;PECVD镀膜技术市场份额预期会略微降低。


工艺技术-硼掺杂

硼掺杂技术可用于N型电池和P型电池。

BBr热扩散技术预期在硼掺杂中仍为主流技术。

其它技术将进一步发展:

APCVD技术具有潜力,离子注入技术预期占据小于20%的市场份额。
工艺技术-栅线宽度及数量

正面栅线宽度在持续降低,与前些年相比,栅线宽度降低的速度放慢了,校准精度将达到10um;丝网印刷中栅线宽度预期,在不明显降低导电率的前提下降低栅线的宽度

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