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中泰机械异质结线上策略会
机构研报精选 / 2021-08-23 09:59 发布
会议专家:
异质结制造专家:
易总 爱康科技异质结项目负责人
杨总 东方日升异质结项目负责人
异质结设备专家:
张总 捷佳伟创CTO
杨总 钧石能源总裁
谢总 创一智能董事长
异质结材料专家:
常总 金阳硅业总经理
陈总 壹纳光电总经理
黄总 爱康科技研究院院长
一、异质结行业逻辑汇报
中泰机械冯胜团队自2018年率先启动光伏新技术研究,明确提出《技术进步将替代政策波动成为产业的关键变量》,先后发布多篇围绕HJT的深度研究报告。2021年4月我们召开《异质结量产电话会议》,在底部坚定看好异质结产业链。站在当前时点,我们关于异质结产业链的逻辑主要分为三点:
一、异质结行业的正在发生的变化。与2019年山煤扩产10GW相比,异质结已经从主题性行情转变为中长期确定的趋势。2021年以来,行业主要发生四点变化:
1、能源巨头积极布局异质结产业链。周末发生了两件事:一是【华润电力布局12GW异质结项目】8月13日,华润电力12GW高效异质结太阳能电池及组件制造项目于舟山启动,主要建设内容包括24条 500MW 二代异质结太阳能电池生产装备线和24条500MW电池组件封装生产线等主体工程,项目总投资110亿元。二是【浙能电力战略投资浙江爱康光电】8月13日,浙能电力拟投资3亿元认购浙江爱康光电新增注册资本,增资完成后将持有浙江爱康光电20%股份,增资所获得的资金将全部用于浙江爱康光电湖州长兴高效异质结光伏电池及叠瓦组件项目的建设、生产和经营。除此之外,光伏产业龙头纷纷布局GW级异质结产线,产业链对异质结的关注度前所未有之高。
2、异质结设备成本大幅降低。2020年异质结设备国产化后单GW投资额降至4-4.5亿元/GW,2021年以来,随着钧石推出板式PECVD大腔体方案(13*13),捷佳伟创推出管式PECVD方案,预计年底单GW投资额将降至3-3.5亿元。单GW投资成本的降低将直接带来投资回收期的缩短,从而带动产业投资热情。
3、银浆问题具备明确解决路线。异质结金属化电极方案分为三类:纯银浆的丝网印刷、银包铜丝网印刷以及铜电镀(无丝网印刷)。纯银浆的方案由于单耗较高及低温银浆价格较贵,是制约异质结产业发展的主要阻碍。但随着新技术的应用,银包铜预计较纯银方案节省银浆成本50%以上,铜电镀预计能节省成本80%以上。目前光伏行业主流公司均已对铜电镀技术进行研发和推进。
4、量产转换效率拉开差距。研发级转换效率持续创新高,各家均做到25%以上。更为核心的量产转换效率数据,根据我们现场调研,在采用RPD后,爱康科技已经能实现稳定量产转换效率24.8%,相较于PERC当前的22.8%拉开2个百分点差距。
二、当前时点下异质结关注的重点。
我们要重点强调,此次异质结产业链的机会起于能源巨头和产业龙头布局GW级以上的异质结,其本质在于技术的中长期技术趋势确定。但从短期来看,异质结性价比仍需提高,当前4-4.5亿/GW的设备投资额、转换效率24%出头的常规异质结技术,在设备开机率相对较低、低温银浆技术相对较贵的背景下,并不能带动产业链的投资热潮。
以此次华润电力的投资项目来看,项目内容为建设二代异质结太阳能生产线,目标转换效率在26%,较当前具备进一步提升空间。我们认为后续异质结关注的重点也将集中在技术的降本增效两个维度:
①降本类技术:铸锭单晶、银包铜及铜电镀、大腔体板式PECVD、管式PECVD。
②增效类技术:HBC、CAT-CVD、RPD。
今天全天,我们也将重点围绕这两类技术进行投资机会分析。
三、建议重点关注的标的。
市场空间:作为光伏行业颠覆性的技术革命,异质结带来的投资机会将与单晶替代多晶媲美,预计设备市场空间(450-600亿),银浆市场空间(300亿),靶材市场空间(150亿),电池与组件空间(几千亿级)。
数据来源:《异质结深度报告:颠覆与被颠覆》
投资建议,推荐三条主线:
1)异质结设备公司率先迎来订单催化。首推捷佳伟创,全面技术布局能够应对技术路线变化,对应2022年仅30倍出头,具备明显预期差。其次建议关注:电池设备(迈为股份、金辰股份)、N型硅片(金博股份)、组件变化(奥特维)。
2)当前已布局异质结制造的企业具备先发优势:爱康科技、东方日升。
3)异质结量产将带动材料需求提升:低温银浆及银包铜(苏州固锝、帝科股份)、靶材(隆华科技)、铸锭单晶硅片(金阳新能源)。
注:除捷佳伟创、金博股份外,盈利预测均来自wind一致性预期。
风险提示:异质结新技术推进不及预期,行业扩产不及预期。
二、会议要点合辑
1、爱康科技:易总 爱康科技异质结项目负责人
要点:
1、短期内长兴和泰兴2个基地的异质结电池产能整体规划大约是5GW。根据老板的想法,我们争取今年年内整体实现3GW产能投产,剩余的2GW将于明年上半年投产。我们三个基地的整体规划是长兴基地规划到10GW,泰兴基地规划到6GW,赣州基地也是规划到6GW。
2、组件的可靠性是一个比较大的难点问题,我们要如何把组件的衰减控制到如3%以内,这个问题和设备关系很大,与工艺也有一定关系,这个问题我们花了一个多月解决,这是最大的问题,当时是从材料端和工艺端共同去努力解决的,从刚开始衰减的6%到后来做到1%多一些。
3、良率也很关键,我们现在良率为97%。我们在生产过程中不断改造替换一些东西,比如很简单的托盘、吸嘴、花篮也需要考虑,这些和以前17年18年做量产的时候是不一样的,因为那个时候对电池和组件的要求和现在不一样,现在要求越来越高。这个是最大的考验。从功率提效来看并不难,还有一些国产材料的导入,比如添加剂、靶材、银包铜的选择都做完了。现在我们慢慢开始做降本的工作。
4、在RPD的助力下,我们转换效率已经突破24.8%。
5、异质结最大的问题就是设备成本和材料成本的问题,目前正在被逐一解决。效率上领先PERC1.4-1.5个百分点没问题。从现在来看,以前我觉得异质结的设备成本到4个亿是极限,现在来看还会再少一点,它的设备成本下降也还可以。材料的痛点还是在银包铜,银浆的现在成本是8000元/KG,银包铜肯定会降到5000元/KG以下,成本降了七八分钱,这是个关键。我相信9月份肯定会出结果,这个东西一出来,成本下降30%-40%很正常。气体化学品在成本中占比较小。所以今年下半年就是元年。
2、东方日升:杨总 东方日升异质结项目负责人
要点:
1、后续扩产规划:我们大概从2019年开始决定要做异质结,一开始我们在常州这边规划了一个500MW的基地,第一期我们大概购买了100MW的第一条线设备,主要用于工艺调试。后续我们初步的规划是第一条线目前已经差不多了,把厂区原有500MW的规划陆续填满相对应的一些设备。待银包铜等技术路线验证成熟后,我们会考虑GW级扩产规划。
2、新的金属化电极方案很关键。银铜浆一旦在组件上确认到它的特性和银浆一样,会对整个行业的发展产生非常大的一个影响。用银铜浆的成本有机会降一半,甚至更低。如果再搭配相关技术,有机会可以达到3折-4折的银浆成本,异质结和PERC的成本差距有机会从2毛5降到1毛,甚至更低。铜电镀是半导体成熟技术,有望将成本进一步降低。
3、异质结设备看法:我个人来看,迈为做的比较早,他的思路包括210半片和组件焊接方案对行业都具备启示意义;钧石在这上面已经投钱跑了很多年,我相信他们在异质结的改善上以及一些成功率上也是得到了大家的认可。捷佳伟创目前在提供的方案上给出的比较多,也有一些不错的想法,比如说管P和RPD对行业的降本增效意义重大,所以我觉得捷佳伟创这边主要提供了多样化的选择,让客户可以自己来选择他的一些工艺路线。以PECVD为例,在市面上已经有五六家厂商都在做了,包括金辰股份,这是比较健康的方向,就是各家厂商有自己独特的想法,大家都不断让异质结产业可以向上成长。
3、捷佳伟创:捷佳伟创CTO张总
要点:
1、捷佳伟创异质结设备布局:捷佳伟创在异质结设备领域的思路是提供高转换效率、低成本、低设备投资来展开,常规4道设备均能提供,且还在管式PECVD、CATCVD、RPD、铜电镀等新技术进行。公司全面布局的思路是因为认为常规异质结设备(转换效率24-24.2%,设备投资成本4.5亿/GW)经济性仍需提升。
2、常州中试线进度:中试线大概6月1号的时候设备开始进场,采用的是平板式的、10*10的PECVD,TCO采用PVD(RPD送客户了),7 月 20 号我们的首批片下线了,近期将会出板P数据。管P8月1日入场,首次镀膜的效果也是非常理想,预计也会很快有正式结果出来。中试线上有客户工程师驻厂,数据验证客户也第一时间知晓。
3、管式PECVD优点:一是管式PECVD投资成本较低,当前单GW的投资与板式PECVD的差异是9000万-1亿,未来下降的幅度会更高。二是管式设备的工艺灵活,可以自由搭配。三是管式异质结设备的能耗与平板式设备和Cat设备相对来说比较低。四是管式设备采用并行处理方式,开机率更高。
4、RPD进度:目前在客户量产端能够达到平均转换效率24.8%的水准,我们预期后期通过INIP流程变更等,在不牺牲设备量产能力的前提下,可以短期内实现平均转换效率达到 25% 的水准,总体上来讲RPD性能已经完全达到在客户端高效量产的水准。在客户端RPD的电池转换效率相对于PVD来讲非常有优势,且采用RPD镀膜的电池在组件端的输出功率比PVD要高出 0.3% 左右(不考虑遮边),电池转换效率和在组件端输出功率的贡献叠加使RPD优势明显。
4、钧石能源:钧石能源总裁杨总
要点:
1、华润电力舟山12GW项目:这个项目是由华润电力与舟山海投共同合资成立的项目公司。去年福建钧石就跟舟山就这个项目有签约,整个项目从一开始的规划、立项、技术方案、投资招商政策的洽谈,我们都是在做一些引导性、前期的规划性工作。项目所有都是整线的方案,市面上目前能提供二代异质结整线装备与产品、承担完成这个项目的只有钧石能源。我们在这个项目上需要提供整个设备解决方案、技术上的支持跟服务,以及前期工厂运营的支持。
2、PECVD中大腔体串联较小腔室多腔室串联优势明显。大腔体设备产能更大,也可以进行多腔室串联,相较于小腔室多腔体PECVD具备更低的设备综合投资成本、更低的COO成本;但由于腔体越大均一性则更难以控制,因此难度非常高,钧石也是经过10多年的6代产线研发才达成的金石能源目前腔体大小为3M*3M, 相当于液晶领域的10.5代线的面积,钧石PECVD单载板生产已达到13*13=169片(166尺寸),业内领先。
3、微晶化在异质结是成熟技术。2007年钧石已经和南开大学承接了国家863非晶微晶叠层薄膜电池,实现国内首个微晶电池产业化,2009年承接国家863非晶微晶叠层成套技术装备,均已结题。微晶化同时适用于大腔室和小腔室多腔体的PECVD,效率会提升0.2%-0.3%,目前来看还缺经济性,微晶化的痛点是大大降低了生产节拍以及生产均一性难以保障,还需要改良。
4、钧石能源在异质结设备竞争中优势突出。从存量订单来看,金石能源在通威项目提供了两条核心装备(PECVD与PVD),产能500MW;钜能电力原产线是500MW铜栅生产线,现在增补了200MW银栅产线。晶澳项目合约已经签订收到部份预付款,相关订单细节目前还不能透露。目前公司在谈订单规模超过5GW。
5、创一智能:创一智能董事长谢总
要点:
1、异质结自动化设备的重要性:异质结理解为晶体硅的制程、薄膜的工艺,对膜层保护的要求是很高的,对自动化的制程要求也很高,而且自动化制程的销售额占比也比较高,占到 15% 左右,以转换效率24%来类比,如果1GW对应1年20亿销售额,自动化的良品率和产能每下降一个点,会导致产线一年会损失 2000 多万。这个损失得靠提高 0.5%转换效率才能弥补。
2、激光设备在异质结工艺中的应用:①我们现在做半片可以选择在制程之前把它变成半片,或者在组件端做成半片,一般都采用激光划片,就是大家说的无损切割。②激光转印,就是用激光的方式就是移印银浆,取代丝网印刷制程。③微晶未来可以用激光去退火,未来HBC是不是也会用到激光设备还要再去开发探讨。
3、铜电镀设备:可以分为三类,第一类设备类似于PVD把种子打到膜层上,第二部分就是从曝光显影的设备形成电路图,第三个就是电镀设备,把相关的线路图镀在硅片上,由之前的丝网印刷变成了现在的三个步骤。
6、铸锭单晶:金阳新能源硅业科技总经理 常总
要点:
1、公司自主开发两个技术门槛:一是在坩埚上进行图层设计;二是后续硅片除杂的处理。公司解决了铸锭单晶技术路线中的外观和位错两个问题,具备给供应商批量供货的能力,九月会开始全面的生产182大尺寸的铸锭单晶硅片,目前公司P型、N型产品都提供,覆盖市场主流尺寸。
2、铸锭单晶的优势:硅原材料成本低、电耗低、氧含量低、尺寸优势、空间利用率高;电阻率分布集中。目前公司铸锭单晶在同客户同产业绝对效率PERC可以保持在0.25%以内,HJT在0.3%以内,单片售价较常规拉晶硅片低0.6元/片以上,主要是因为铸锭单晶的硅料成本比拉晶成本低,与市场上的拉晶硅料成本相差60元每公斤以上。
3、产能规划与售价:290个铸锭炉到2021年底可以达到6GW的年产能,9月开始全面量产,本年的出货量大约1.6GW;2022年公司的硅片生产线满负荷运行,将有望达到年产20GW硅片。182硅片售价预计为4.6元/片,毛利率在30-35%。
7、靶材:长沙壹纳董事长 陈总
要点:
1、ITO靶材在异质结与平板检测应用中存在差异:最大区别在于平板显示更关注的是透光率和导电性,异质结不仅在可见光,还需要在近红外有很好的透光率。导电性要求方面,异质结需要有2个接触面:一个是跟非晶硅层接触,第二个是跟金属铟的接触,两个界面之间需要解决欧姆接触的问题。
2、竞争格局:公司在RPD领域竞争对手主要为日本公司,技术属于国内领先水平,国内没有竞争对手;PVD领域中国内厂商包括先导稀材、隆华科技(子公司晶联)。973产品有一定技术壁垒,且良率较低,产品价格较高;9010产品市场竞争充分,价格较低。
3、铟的制约:目前原材料铟的耗用量约为5-6毫克/wh,对应单GWh耗量为5吨左右(考虑用料回收的情况下)。目前铟的产能及储备充足,长期看不会制约异质结行业发展。
8、金属化电极:爱康科技研究院副院长、研创材料总经理黄博士
要点:
1、异质结金属化电极方案分为三类:纯银浆的丝网印刷、银包铜丝网印刷以及铜电镀(无丝网印刷)。其中银包铜预计较纯银方案节省银浆成本50%以上;铜电镀预计能节省成本80%以上。目前光伏行业主流公司均已对铜电镀技术进行研发和推进。
2、从工艺来看,传统的铜电镀采用的是挂镀的方式,量产效率及良率较低,当前已发展第二代链条式方式,且采用印刷工艺替代传统的掩膜工艺,成本大幅降低。此外针对环保问题各家也均进行妥善处理。从设备来看,铜电镀目前单GW投资额预计在1-1.2亿,较丝网设备更高,但随着设备的国产化,预计成本会大幅降低。
3、设备公司中捷佳伟创重点在布局铜电镀工艺,且RPD设备镀膜所用的IWO材料与铜电镀工艺具备更佳的契合度。
三、爱康科技异质结项目进展
专家:易总 爱康科技异质结项目负责人
要点:
1、短期内长兴和泰兴2个基地的异质结电池产能整体规划大约是5GW。根据老板的想法,我们争取今年年内整体实现3GW产能投产,剩余的2GW将于明年上半年投产。我们三个基地的整体规划是长兴基地规划到10GW,泰兴基地规划到6GW,赣州基地也是规划到6GW。
2、组件的可靠性是一个比较大的难点问题,我们要如何把组件的衰减控制到如3%以内,这个问题和设备关系很大,与工艺也有一定关系,这个问题我们花了一个多月解决,这是最大的问题,当时是从材料端和工艺端共同去努力解决的,从刚开始衰减的6%到后来做到1%多一些。
3、良率也很关键,我们现在良率为97%。我们在生产过程中不断改造替换一些东西,比如很简单的托盘、吸嘴、花篮也需要考虑,这些和以前17年18年做量产的时候是不一样的,因为那个时候对电池和组件的要求和现在不一样,现在要求越来越高。这个是最大的考验。从功率提效来看并不难,还有一些国产材料的导入,比如添加剂、靶材、银包铜的选择都做完了。现在我们慢慢开始做降本的工作。
4、在RPD的助力下,我们转换效率已经突破24.8%。
5、异质结最大的问题就是设备成本和材料成本的问题,目前正在被逐一解决。效率上领先PERC1.4-1.5个百分点没问题。从现在来看,以前我觉得异质结的设备成本到4个亿是极限,现在来看还会再少一点,它的设备成本下降也还可以。材料的痛点还是在银包铜,银浆的现在成本是8000元/KG,银包铜肯定会降到5000元/KG以下,成本降了七八分钱,这是个关键。我相信9月份肯定会出结果,这个东西一出来,成本下降30%-40%很正常。气体化学品在成本中占比较小。所以今年下半年就是元年。
四、东方日升异质结项目进展
专家:杨总 东方日升异质结项目负责人
要点:
1、后续扩产规划:我们大概从2019年开始决定要做异质结,一开始我们在常州这边规划了一个500MW的基地,第一期我们大概购买了100MW的第一条线设备,主要用于工艺调试。后续我们初步的规划是第一条线目前已经差不多了,把厂区原有500MW的规划陆续填满相对应的一些设备。待银包铜等技术路线验证成熟后,我们会考虑GW级扩产规划。
2、新的金属化电极方案很关键。银铜浆一旦在组件上确认到它的特性和银浆一样,会对整个行业的发展产生非常大的一个影响。用银铜浆的成本有机会降一半,甚至更低。如果再搭配相关技术,有机会可以达到3折-4折的银浆成本,异质结和PERC的成本差距有机会从2毛5降到1毛,甚至更低。铜电镀是半导体成熟技术,有望将成本进一步降低。
3、异质结设备看法:我个人来看,迈为做的比较早,他的思路包括210半片和组件焊接方案对行业都具备启示意义;钧石在这上面已经投钱跑了很多年,我相信他们在异质结的改善上以及一些成功率上也是得到了大家的认可。捷佳伟创目前在提供的方案上给出的比较多,也有一些不错的想法,比如说管P和RPD对行业的降本增效意义重大,所以我觉得捷佳伟创这边主要提供了多样化的选择,让客户可以自己来选择他的一些工艺路线。以PECVD为例,在市面上已经有五六家厂商都在做了,包括金辰股份,这是比较健康的方向,就是各家厂商有自己独特的想法,大家都不断让异质结产业可以向上成长。
五、捷佳伟创异质结技术进展
嘉宾:捷佳伟创CTO张总
要点:
1、捷佳伟创异质结设备布局:捷佳伟创在异质结设备领域的思路是提供高转换效率、低成本、低设备投资来展开,常规4道设备均能提供,且还在管式PECVD、CATCVD、RPD、铜电镀等新技术进行。公司全面布局的思路是因为认为常规异质结设备(转换效率24-24.2%,设备投资成本4.5亿/GW)经济性仍需提升。
2、常州中试线进度:中试线大概6月1号的时候设备开始进场,采用的是平板式的、10*10的PECVD,TCO采用PVD(RPD送客户了),7 月 20 号我们的首批片下线了,近期将会出板P数据。管P8月1日入场,首次镀膜的效果也是非常理想,预计也会很快有正式结果出来。中试线上有客户工程师驻厂,数据验证客户也第一时间知晓。
3、管式PECVD优点:一是管式PECVD投资成本较低,当前单GW的投资与板式PECVD的差异是9000万-1亿,未来下降的幅度会更高。二是管式设备的工艺灵活,可以自由搭配。三是管式异质结设备的能耗与平板式设备和Cat设备相对来说比较低。四是管式设备采用并行处理方式,开机率更高。
4、RPD进度:目前在客户量产端能够达到平均转换效率24.8%的水准,我们预期后期通过INIP流程变更等,在不牺牲设备量产能力的前提下,可以短期内实现平均转换效率达到 25% 的水准,总体上来讲RPD性能已经完全达到在客户端高效量产的水准。在客户端RPD的电池转换效率相对于PVD来讲非常有优势,且采用RPD镀膜的电池在组件端的输出功率比PVD要高出 0.3% 左右(不考虑遮边),电池转换效率和在组件端输出功率的贡献叠加使RPD优势明显。
正文:
1. 捷佳伟创在异质结设备这一块的布局以及设备相关的战略方向?
捷佳伟创在异质结技术、设备领域的布局和研发根据三个特征来展开。第一个特征是转换效率效率的高效性,异质结平均转换效率达到25% 以上才具有可量产性、盈利性,我们目前主要是针对RPD的TCO镀膜和未来的靶材研究、PECVD的IINP工艺流程,管式和平板式PECVD以及CatCVD的微晶化这三个方向来进行量产化可行性研究。第二个特征是低成本,主要是在硅材料、银浆以及金属化电极,还有低运营成本。低运营成本可能前期在异质结领域关注度不够,但大家都量产后未来的竞争就是低运营成本的竞争。第三个特征是低设备投资,只有首次投入门槛下降才会让异质结技术的量产、规划规模迅速的扩展,带来运营折旧压力的下降。
设备布局
公司制绒设备市场占有率非常高,而且在客户端的机制表现没有问题。我们在各种设备里都有相应的产品,我们现在的中试线上全部都是捷佳伟创自己制造的设备,包括自动化、制绒、平板式和管式的PECVD、PVD、RPD、新型印刷方式。
中试线的情况
中试线大概6月1号的时候设备开始进场,采用的是平板式的、10*10的PECVD,TCO镀膜本来我们是按照PAR(PVD+RPD)的布局,但是RPD临时给客户了,所以没用。印刷这一块包括固化都是自己制造的,其中所有的自动化都由捷佳伟创自己来完成。大概在 7 月 20 号我们的首批片下线了,截止到现在效率都在持续爬坡,目前效率状况比较令人满意的。根据这段时间设备在中试线上和在我们客户端的运作情况来看,我们目前所有的设备包括平板式PECVD的运行都非常稳定,腔体的设计已经完全达到我们的预期,跟进口的PECVD也做了一些横向的比较,数据也非常满意。管式PECVD在 8 月 1 号也进入了我们中试线,这几天开始镀膜了,首次镀膜的效果也是非常理想的,很短的时间内我们会有电池数据的一个对比,这是我们中试线的基本情况。
我们未来的路线图围绕高效、低成本、低设备投资,把能做的工作做到客户认可的程度。预计在三季度末,我们量产达到平均转换效率24.8%的水准,现在在我们的客户端,在采用传统的RPD设备和IINP工艺流程而非最新的微晶化的情况下,就已经完全实现了这个目标,大概在四季度末,也就是明年年初,我们预计可以达到平均转化效率 25%的技术能力。最新的微晶化技术总体上来讲,对于转换效率有提升,但是对于量产的良率和设备的产能都有巨大的损耗,所以我们会在管式设备和CatCVD上面做更加具体的研究,针对微晶化有专项设备来进行发展。低成本这一块,目前国内的量产效率一般是24 到 24.2%的水准,前期投资都在4.8亿到5亿之间,甚至比5亿更高,非硅成本都是在 4 毛左右,表明常规类的异质结设备经济性需要提升。
在捷佳伟创两道印刷这种新型印刷方式的推动下,预期银浆的耗量前期能够先下降 35% ,我们还会采用其他的方式(正在进行实验),预期在未来一个时间段以内,银浆耗量总体上能够下降到50%左右,这个不是以银包铜的方式来实现,今后银包铜的研发达到一定程度的话,可以跟我们的这些技术进行相应地叠加。通过管式设备、两道印刷方式的导入,对于能耗会有巨大的贡献,能够将运营成本降低1.5分左右。设备这一块通过导入各种新型技术,也有一个客观的下降空间,这是作为设备厂家,我们在近期能够完成的一些降本方案,这样异质结可能就会从高投入门槛逐渐进入具有盈利能力的新型技术路线。
2.管式PECVD与平板式PECVD、CatCVD对比
第一,管式设备投资成本较低且对于新型工艺技术路线的兼容性比较好,是天然的IINP相应设备配套,微晶化对于平板式设备镀膜速率的影响很大,现在至少是 1.2 的镀膜比例,但是由于管式设备的工艺节拍大概是 20 分钟,镀膜时间只占了工艺时间的1/ 10 到 1/ 5,所以微晶化对于管式设备产能的影响很小,因此管式设备对于微晶化的支持和兼容表现的比平板式设备更有优势,而CatCVD的优势更加明显,因为它本来就是采用热分解方式来实现的设备形式。第二,管式设备的工艺灵活,可以控制更好的界面层,也可以减少在镀膜过程中的一些轰击缺陷,对于非晶硅层和非晶硅界面层的保持都会有比较好的设备硬件支撑和技术支撑。第三,管式异质结设备的能耗与平板式设备和Cat设备相对来说比较低。第四,平板式和CatCVD采用串行方式,我们最高承诺92%的开机率,因为串行方式一旦设备出现故障,就要宕机停产,而管式设备采用并行处理方式,开机率更高,目前在PERC设备上的表现来看,都能够达到98.5%的开机率,我们的管式异质结设备达到97%左右的开机率是没有任何问题的,且复机很快,设备利用率更高。总体来说,管式设备的性价比优势比较明显。
3.管式设备单GW投资额具体降低了多少?我们之前解决了管式PECVD的哪些问题?主要的技术门槛是什么?
当前单GW的投资差异是9000万-1亿,未来下降的幅度会更高。
管式设备应用到异质结这一块时有一个首先需要解决的问题,因为异质结的镀膜对于非晶硅层的损伤是非常重要的一个指标,采用中频或者高频的电源进行镀膜对非晶硅层损伤比较大,缺陷比较多,所以管式设备首先必须要能够采用射频进行镀膜,射频在导入平板式设备时比较容易,但是在今年 1 月份之前还没有合适的射频电源。我们优势在于有管式设备非常成熟的一些经验,现在我们通过导入平板式设备,对于平板设备的电极设计、载板设计也有一些相应的理念和经验,相当于是结合了两种设备的长期设计经验,今年年初在射频导入管式设备这一块取得了非常明显的进步。当然后续还有更多的问题需要解决,比如粉尘的处理,载具持续使用过程中怎么样保持性能,针对这些问题,我们现在也把设备放到中试线上进行相应的工艺测试,截止到目前,工艺测试的效果非常好。
4.公司新型两道印刷技术具体介绍,有竞争对手吗?降低银耗量的技术原理?
两道印刷我们有协作也有自研,是通过印刷设备、网板设计、浆料配方的改进来实现的,可以缩减设备投资,减少占用空间。现在国内研究这个的不多。
降低银耗量是通过两道印刷和新型网板的结合来实现的,前期降低35%银耗量的目标已经实现了,对电池的转换效率略有提升,在未来不到两个月的时间,我们会把另外一项技术叠加进来,使银耗量下降到50%,当前浆料配方中银含量仍较高,未来银包铜技术成熟的话可以使用银包铜代替银粉,使银含量进一步下降。
5. RPD设备介绍,RPD我们现在具体的进展如何?我们的RPD客户有谁?RPD目前展现出来的转换效率?后续RPD的销售规划是怎样的?
我们与客户共同努力,解决了设备一些原有的设计缺陷,比如以前RPD可能某一个批次的转化效率非常高,但是很难把转化效率非常高的那个点复原,但现在我们通过台湾团队、内陆工程师跟优质客户共同开发,已经彻底解决了这个问题。
主要的RPD主体有捷佳伟创、爱康。
在客户量产端能够达到平均转换效率24.8%的水准,我们预期后期通过INIP流程变更等,在不牺牲设备量产能力的前提下,可以短期内实现平均转换效率达到 25% 的水准,所以总体上来讲RPD性能已经完全达到在客户端高效量产的水准。
在客户端RPD的电池转换效率相对于PVD来讲非常有优势,且采用RPD镀膜的电池在组件端的输出功率比PVD要高出 0.3% 左右,电池转换效率和在组件端输出功率的贡献叠加使RPD优势明显。
6.在异质结板块,捷佳伟创走的不是某一种技术路线,而是一个相对全面的技术路线布局,是基于怎样的战略考虑?
我们始终围绕三个特征:高效、低成本、低设备投资。我们在PECVD这一块,有平板式和管式PECVD、CatCVD,目前来看高效的技术以RPD为主体来实现,后期RPD不一定能够贡献更高的转换效率,但是我们可以通过CatCVD与平板式、管式相结合,与微晶化技术叠加来实现,所以在高效这一块,PECVD布局本身就有必要,现在我们能够完成RPD设备技术和技术改进。
即使是从PERC年代发展到2021年以管式二合一为基本选型标准,仍然有20%-30%的客户会选用ALD 方案,当时捷佳伟创没有开发ALD 基础,纯粹只有二合一技术方案,会失去部分客户。
所以基于两个方面的原因,第一,要把握异质结未来的技术发展方向,而不是停留在目前比较局限的认知上,提前布局我们认为对于高效性、低成本、低设备投资有帮助的技术基础,进行相应设备的研发布局,第二,在多变的市场需求环境下,有必要提供多样性产品应对客户选择。
7.管式PECVD和平板式PECVD的验证/落地的时间点?
可能最近就能在中试线上看到相关的数据,客户可以到我们的中试线上去做相应的测试,也可以把相应的材料进行交换测试、交叉对比。
中试线数据的验证对客户而言有比较大的意义,我们相当于是一个开放型的平台,可以帮客户进行一些相应的技术验证和技术培养,也可以帮我们的友商验证一切有利于我们提高高效性、降低成本、降低设备投资的设备材料和技术。
8.目前我们常州中试线的具体规模是多大?中式线上目前在跑的设备有哪些?
常州中试线上有制绒、平板式PECVD、PVD、印刷、固化,包括全线的自动化,本来我们TCO镀膜这一块是按照PAR来设计的,但是RPD这一块被东方日升先拿过去了,我们现在自己还要想办法补,以平板式PECVD的产量为基准,现在中试线能达到250MW以上的规模。
9. CVD环节的INIP和PVD环节的微晶化的作用?如何节省成本?
常规流程是I-N-I-P,现在钧石、迈为一起进行过相应的实验,通过I-IN-P的改造,使用I、IN、P三套设备完成I-IN-P的转换,通过这种转化能够减少层间镀膜的污染,对于转换效率的提升有一定的帮助,这种技术验证确实能够支撑这么一个说法,对于兼容性高的管式设备的来讲,易于实现这种技术改造。
微晶化是今后在效率提高的过程中去探索的技术路线,通过微晶化可以改变透光率和镀膜层的禁带宽度,后期对效率的提升有发展空间。CatCVD易于实现微晶化,管式PECVD的兼容性也更好一点,但是平板式设备的兼容性不够,且是串行设备,在串行设备上进行微晶化对于镀膜速率、整体节拍的影响比较大的,成本上升空间较大,实现了高效性却不能实现低成本,与异质结设备需要具备的三个主要特征背道而驰。
10. 如何理解管式PECVD天然具备大产能的优势?
因为管式PECVD的装片量提升优势大,我们现在的装载量大概定在300多片/炉,炉子又能进行叠加,每管单独进行工艺,互相不干涉,I层可以做一台设备,IN 层可以做一台设备,P层可以做一台设备,这是一种组合方式,也可以两管做一个I层、两管做一个IN层、两管做一个P层,可以有非常灵活的组合方式,当然它的载具不能通用,这个通过设备软件自动对载具进行识别区分。现在一台设备可以做到 5400 到 5500片/H 的产能,通过多台组合可以使产能迅速扩大,但是占地面积远远低于平板式设备,设备有往空中发展趋势。
11. 公司铜电镀技术的布局如何?
铜电镀我们现在正在研发,有布局,铜电镀最有利于异质结银耗的下降,从技术上来讲,在TOPCon这一块的兼容性相对更好,有拓展前景,我们有铜电镀的专业人才,也有铜电镀相关设备的基础,因为我们现在走的路线,湿法设备比较多,也有干法设备,包括我们的 PVD设备和PECVD设备都会要用到。总体上来讲,现在铜电镀是设备厂家和电子厂家都在发展的一种方向。
六、钧石能源异质结技术进展
嘉宾:钧石能源总裁杨总
要点:
1、华润电力舟山12GW项目:这个项目是由华润电力与舟山海投共同合资成立的项目公司。去年福建钧石就跟舟山就这个项目有签约,整个项目从一开始的规划、立项、技术方案、投资招商政策的洽谈,我们都是在做一些引导性、前期的规划性工作。项目所有都是整线的方案,市面上目前能提供二代异质结整线装备与产品、承担完成这个项目的只有钧石能源。我们在这个项目上需要提供整个设备解决方案、技术上的支持跟服务,以及前期工厂运营的支持。
2、PECVD中大腔体串联较小腔室多腔室串联优势明显。大腔体设备产能更大,也可以进行多腔室串联,相较于小腔室多腔体PECVD具备更低的设备综合投资成本、更低的COO成本;但由于腔体越大均一性则更难以控制,因此难度非常高,钧石也是经过10多年的6代产线研发才达成的金石能源目前腔体大小为3M*3M, 相当于液晶领域的10.5代线的面积,钧石PECVD单载板生产已达到13*13=169片(166尺寸),业内领先。
3、微晶化在异质结是成熟技术。2007年钧石已经和南开大学承接了国家863非晶微晶叠层薄膜电池,实现国内首个微晶电池产业化,2009年承接国家863非晶微晶叠层成套技术装备,均已结题。微晶化同时适用于大腔室和小腔室多腔体的PECVD,效率会提升0.2%-0.3%,目前来看还缺经济性,微晶化的痛点是大大降低了生产节拍以及生产均一性难以保障,还需要改良。
4、钧石能源在异质结设备竞争中优势突出。从存量订单来看,金石能源在通威项目提供了两条核心装备(PECVD与PVD),产能500MW;钜能电力原产线是500MW铜栅生产线,现在增补了200MW银栅产线。晶澳项目合约已经签订收到部份预付款,相关订单细节目前还不能透露。目前公司在谈订单规模超过5GW。
九、靶材技术进展
嘉宾:长沙壹纳董事长 陈总
要点:
1、ITO靶材在异质结与平板检测应用中存在差异:最大区别在于平板显示更关注的是透光率和导电性,异质结不仅在可见光,还需要在近红外有很好的透光率。导电性要求方面,异质结需要有2个接触面:一个是跟非晶硅层接触,第二个是跟金属铟的接触,两个界面之间需要解决欧姆接触的问题。
2、竞争格局:公司在RPD领域竞争对手主要为日本公司,技术属于国内领先水平,国内没有竞争对手;PVD领域中国内厂商包括先导稀材、隆华科技(子公司晶联)。973产品有一定技术壁垒,且良率较低,产品价格较高;9010产品市场竞争充分,价格较低。
3、铟的制约:目前原材料铟的耗用量约为5-6毫克/wh,对应单GWh耗量为5吨左右(考虑用料回收的情况下)。目前铟的产能及储备充足,长期看不会制约异质结行业发展。
正文:
1、壹纳光电及TCO靶材简介。
壹纳光电最早源于中南大学课题组,1995年开始做TCO透明导电材料,是国内首家商用ITO靶材供应商,至今在行业已经有25年。公司形成了坚实的底层逻辑,把设备、工艺及所需原料整个生产过程包括最终产品检测、对应客户需求形成了以材料为基础的底层逻辑。相较于行业内其他公司,长沙壹纳能够快速根据客户对TCO材料的要求做出相应的产品
TCO是透明导电氧化物的简称,目前可以应用于HJT行业的主要是ITO靶材,最早应用于显示行业。ITO靶材属于TCO材料的一种,ITO即氧化铟锡,最早运用在显示行业。运用在显示行业的ITO成分比例为90%氧化铟,10%氧化锡。运用在异质结行业中的ITO正面采用973的ITO靶材,背面采用9010的ITO靶材。另一种RPD靶材则不采用ITO,采用IWO或者其他材料,公司目前与下游的客户,设备供应商做针对性的产品研发,目前已取得不错效果。
ITO与目前应用于异质结及平板检测的还是有差别。TCO在异质结和平板显示最大的区别在于平板显示更关注的是透光率和导电性,但异质结方面不仅在可见光,还需要在近红外(780-1200nm之间)有很好的透光率,异质结对光进入的波长上有区别。
导电性方面,异质结需要有2个接触面:一个是跟非晶硅层接触,第二个是跟金属铟的接触。两个界面之间需要解决欧姆接触的问题。在平板显示中没有这方面要求,因此异质结对TCO要求远高于平板显示对TCO的要求。从异质结电池本身TCO增效的解决方案来看,TCO是要光进得去电出得来,首先从薄膜本身结构来看有没有改善的空间,其次针对这样的薄膜结构,每一层薄膜所用的靶材它能够提供什么样的更优的平衡。
行业目前主要使用RPD和PVD,长沙壹纳也是目前国内唯一能同时批量供应异质结PVD和RPD用TCO靶材的合格供应商。目前这两种材料的效果都不是很理想,公司认为不管PVD还是RPD都有很大的提升空间,公司与下游客户目前非常深入努力研发,想要为行业做出更大的贡献。
正文:
1、异质结金属化电极各类方案介绍,主要包括工艺原理、涉及到的设备。
目前异质结金属化的电极方案主要分为三类:纯银浆的丝网印刷、银包铜的丝网印刷、铜电镀制程。纯银浆和银铜浆的丝网印刷制程设备是相同的,制程方式主要是丝网印刷设备、烘干、固化,在硅片的电极上面形成完整的金属线路。目前丝网印刷的高度大概是15微米,宽度大概是25-30微米,线宽约在50-60微米。丝网印刷的设备相对来讲比较成熟,是目前在异质结上最被普遍使用的一个制程方式。
目前大家比较关注的另一个技术是铜电镀技术,主要原理是在50-150摄氏度状态下,在硫酸铜的溶液中以铜当阳极,硅片当阴极,导电电刷去接触硅片上面已经与做好的种子层,充电接受电子以后,沉积在原来已经做好的铜的种子层的线路上面,逐步电镀成比较厚的厚度。现在铜的高度大概是8-10微米左右,线宽大概是15-25微米。
铜制程所需设备会比印刷所需设备多一点,第一,目前异质结四个道序里,PVD部分基本上只考虑到TCO的部分,如果要做铜制程,除了丝网印刷的设备以外,必须要再增加一台电镀机去做种子层的电镀。接下来要上油墨,传统是使用干膜的方式,目前已经慢慢朝向以印刷油墨的方式来进行,就需要印刷油墨的一个设备。印刷以后要再做曝光和显隐,目前的制程方式是把曝光批量整合到印刷的设备上面来,所以说未来可能方向是印刷、油墨和曝光会整合到一个设备上。接下来要做显影、电镀、去电镀、去光阻、去底铜,所以说会有一个显影跟电镀连在一起的设备,所以说在电镀制程上面,基本上会从原来的一台丝网印刷设备变成PVD、油墨曝光、显影电镀三台设备。这是目前异质结主要的三种方案主要的原理和涉及到的设备。
2、银包铜目前产业化进展情况。
银包铜目前主要是京都电子为主的,晶银、聚合也在发展,另外还有一家叫银频电子,目前大概是这几家公司在做。银包铜粉基本上已经国产化了,技术也在不断改进。未来的产能并不受制于国外。现在通威、隆基、东方日升、爱康、晋能、华晟已经都进入组件的可靠性测试阶段,目前晋能进展较快。其他的公司目前都在组件的测试阶段,在8月份应该大部分的公司都会完成组件的可靠性测试,目前性能还能够接受,可靠性大部分能够过关。
电镀铜产业化由于布局较晚,开发时间较短。预计到今年年底会有第二代设备开发出来,2022年-2023年才能产业化。
3、丝网印刷技术当前的银耗、低温银浆的成本、价格,以及银浆未来用量、价格的趋势如何看
当前银价5300/KG,银浆成本=银价*1、1,量产的话,银浆的合理成本价大概在5800-5900元/公斤左右,在目前高温银浆售价6000多的情况下,还有10%左右的净利空间。低温银浆因为产量比较小,生产的厂商比较少,所以现在来讲相对于高温银浆而言,定价偏高。目前国产的低温银浆大概是8000元/KG,进口低温银浆价格大概1万元/KG,国产银浆跟进口低温银浆有2000元/KG的一个价差。
预计在今年的年底,京都的银浆会在苏州量产,预计量产以后,价格应该会降低15%,也就是大概在8500/KG,随着他的银浆的降价,预期国产银浆价格应该从8000块降到7000块左右。所以说在到年底之前,国产纯银浆应该有12%到13%的一个降价空间,反映到电池片成本上面,目前异质结9BB的银耗大概是200-210mg,所以一片大概还要1.6元的银浆使用成本,如果银浆价格降到7000元/KG,每一片成本大概会在1.4元左右,所以预期在短期内在纯银浆部分应该会有12%到13%的成本下降空间。
4、银包铜相较于传统的低温银浆而言,在银浆的成本上大概可以节省多少?
银铜粉的银含量当前有30%、40%、60%等不同比例,主流以40%银含量的银包铜材料为主,预期它的价格会从目前的8000块降到4000块/KG左右,在使用丝网印刷式设备的情况下,对应的银含量大概会从200mg降到银包铜的65mg,每一片的银浆价格从原来的1.6元会变成0.8元,银耗量基本和PERC一样。
目前各厂商都是先测银包铜的浆料,先不新增设备状态下,早期导入较快。目前各厂商基本都处于可靠性测试阶段,大概比传统银浆效率低0.1%,但可通过增加包覆银的厚度增加导电性,使其与传统银浆导电性相同,将效率补偿回来。所以理论上铜银浆能够做到跟原来的银浆一样的导电特性,也能维持效率。
5、铜电镀工艺解读、优缺点分析,发展脉路介绍。
早期铜电镀的发展主要是在封装基板跟电路板的电镀铜方面,导入太阳也是近几年才开始的,因为过去是做陶瓷基板或者软板的电镀,所以过去是用挂镀式设备为主,挂镀式电镀的过程当中,硅片整个浸泡在电镀液当中。目前逐渐从挂镀式往链条式、水平式设备转移,预计年底到明年初应该会有新的量产器材出现,传统挂镀式有很多的缺点,量产的效率以及良率比较低,所以一直没有被导入到量产当中。预期新的水平链条式电镀方式能够加快太阳能铜电镀的产业化,它的油墨使用量、耗材使用量以及耗水量都只有传统的十分之一,这是一个很大的进步。除了基材部分的改变,传统的电镀是以干式的亚克力膜当做掩膜,然后再去承压,缺点是干式掩膜比较厚,没有办法在线路上面做得比较细。现在主要是以油墨印刷为主,优点是油墨控制比较好,精确度能够控制的比较好,同时线宽能够做得更细,有利于转换效率的提高。所以若铜电镀做得好,理论上能降低成本,同时由于致密度提高了,也有助于提高效率。除了电镀设备和掩膜,在曝光区部分,传统曝光机都是根据半导体需求而设计价格比较高,近期开始根据太阳能需求来设计,且处于国产化进程中,有助于曝光机成本的降低。另外,影响铜电镀的关键的因素还有它的TCO以及种子层的材料,近期在TCO、种子层的验证上,大家的研究越来越透彻,相关的特性也越来越清晰,有助于未来铜制程的量产化良率的提高。
6、如何看待铜电镀存在的环保问题?
目前几家想做铜电镀的公司都已经申请了排污许可证。铜电镀过程中并没有大量排废水,现在各厂商都是参照台湾的经验,因为台湾是全世界PCB生产最多的地方。
电镀液是用精确的淋洒方式淋洒在线路上,所以电镀液的使用非常少,多余的电镀液是由环保公司回收,没有排放。电镀、蚀刻之后需要做清洗,清洗部分会有一些重金属铜离子,会由污水处理厂降低浓度以后再回收做铜电镀的清洗,所以清洗部分的水也不排放。因此整体来讲是闭环式的使用状态,并没有大量排放电镀废水。台湾的污水处理厂是把过滤的铜金属回收,当作污水处理费,所以台湾的铜电镀厂家就不用支付污水处理厂任何处理费。
7、三种工艺成熟度不同,往后看几种工艺是并存还是替代关系?
银包铜导入的话,纯银浆占比可能就会被逐渐取代。目前来讲,主流设备商均以国产银浆为主。银包铜降低成本,但性能可能成本。电镀铜不仅降低成本,而且转换效率还有望提升约0.3-0.5%。
8、目前行业内主要厂商情况。
三类金属化里面,丝网印刷有几家设备厂商:美国印材、迈为、科隆威、捷佳伟创。
在铜电镀部分,目前跟国内厂家在合作的厂商包含跟通威合作的太阳井、澳洲的SUNDRY以及香港的PAL。目前南昌国电投跟钧石是使用香港PAL的技术,隆基的一家子公司美畅使用的是德国RENA的技术,通威太阳井部分仿效的是荷兰的MIKO的制程技术,捷佳伟创也是在布局,技术来源应该是香港的技术。
这几家公司早期都以挂镀式为主,现在慢慢都向链条式移转,预期在今年底、明年初应该会有几条水平链条式设备推出市场,到明年这个设备应该会比较成熟。
9、从成本角度评估三种技术未来的发展状态
异质结9BB纯银成本大概1.4元/片,0.21元/W,银包铜会降到0.8元/片,0.12元/W,银包铜有助于降低银浆成本,按目前基准来讲,可以降低将近50%的成本。铜制程技术价格会降到0.45/片,0.068/W,相当于银浆价格大概在2200元/KG,即铜制程可以降低70%-80%成本。目前这两个技术都是主流厂商非常关注的,各有优缺点,银包铜对于现有设备没有改动,但铜电镀必须要增加曝光机跟电镀机,从成本来看,铜电镀成本最低,若完全产业化,可取代PERC。目前铜电镀还有一些缺点,过去挂镀破片率比较高,未来随着水平式设备的导入,破片率会降低,当然这个过程当中还有很多技术问题,从产业化角度来看,大概先是银包铜,下一步是铜电镀。
10、爱康目前在金属化电极上的进度,在上述三类技术上的进展情况。
在银包铜部分,已经完成了对大部分厂商所生产的银包铜的第一轮可靠性测试,现在已经进入第二轮测试。目前我们泰兴长兴两个基地中,测试端都在泰兴基地做,预计在8月底、9月初会导入到长兴基地生产线去做量产评估。泰兴基地的第二轮可靠性验证应该会在8月底做完,目前来看银包铜的可靠性还能够接受,甚至我们还测出来有功率提高的状态。在异质结产业中,我们是少数几家把电池跟组件打通的,所以我们在组件端会花更长的时间去确认所有的可靠性问题。
在电镀铜部分,我们在2019年就介入了电镀铜的开发,传统的9BB的TCO是无法在电镀铜上面使用的,必须要使用97%比例的ITO或者是RPO所使用的IWO,主要是因为在电镀过程中,在清洗或去光阻时会用到一些酸和碱,会对原来的TCO 有蚀刻作用,如果致密度不够高或是耐候性不足的话,在电镀过程中会侵蚀原来的TCO,造成TCO的剥离跟损坏。目前的研究结果显示,在TCO端,RPD使用的IWO是最好的TCO材料,它在电镀过程中能提供比较好的基础结构。在种子层端,我们也开发了新的合金材料当种子层,种子层通常会用到两种材料,我们设计合金材料当作一种种子层,会让膜层结构变简单。
在铜电镀部分,我们跟台湾的厂商从2019年开始合作做相关的技术开发,经历过了从干式掩膜到油墨的制程,在银包铜导入以后,我们就会开始积极设计新的电镀铜设备,预计可能会在明年中开始导入我们其他的基地,具体要看基地状态,预期在明年中到明年底能够导入到我们的生产线上面,很多业内厂商也都在积极进行铜制程的开发跟导入工作。
11、介绍一下做TOPCON主要厂商浆料方面降本的主要做法?
TOPcon成本比perc高,效率比异质结低。TOPcon银浆耗量约180,只比HJT银浆耗量(200以上)低一些。而且TOPcon制程方案没有确定,影响了量产。TOPcon银浆耗量目前用的是高温银浆,而不是银包铜使用的低温银浆,因此更可能走电镀铜工艺路线。隆基近期TOPcon项目进度滞缓因为没有解决金属化部分问题,生产成本没有优势。TOPcon使用的银耗和异质结差不多,在良率低的情况下,如果银耗降不下来,就无法量产。