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光伏電池片設備是實現(xiàn)光伏電池片技術關鍵，助力光伏行業(yè)降本增效
思瀚產業(yè)研究院 拉普拉斯    2023-09-29

（1）行業(yè)技術水平及特點

現(xiàn)階段光伏電池片設備技術變革主要是聚焦新型高效光伏電池片生產所需要的核心工藝設備，產業(yè)參與者需具備對行業(yè)發(fā)展趨勢、客戶深層次需求的理解能力，并具有深厚的技術沉淀、經驗積累及量產落地的能力，具有較高的準入門檻。

當前規(guī)模化量產的光伏電池片正處于 PERC 向 TOPCon、XBC 等新技術演進階段，電池片廠商需要平衡好技術成熟度、經濟效益等多個因素，對上游設備廠家提出更高的綜合性解決方案要求。設備廠商需要配合下游進行持續(xù)的驗證和優(yōu)化，不斷對解決方案進行迭代，以實現(xiàn)降本增效目標的持續(xù)推進。此外，由于不同下游廠商可能采用不同的工藝路線或者工藝細節(jié)，設備具有一定的定制化特點。

（2）光伏電池片發(fā)展進程

近年來，光伏電池片技術呈現(xiàn)出持續(xù)的創(chuàng)新和變革趨勢，PERC 替代 Al-BSF成為目前最為成熟的技術路徑。隨著 PERC 的量產效率已經逐漸接近理論極限轉換效率，以 TOPCon、XBC 和 HJT 為代表的新型高效光伏電池片技術進入規(guī)?；慨a階段。

（3）LPCVD 和硼擴散設備是制備 N 型新型高效光伏電池片 TOPCon 及XBC 的核心工藝設備

①TOPCon 和 XBC 的核心工序設備情況

TOPCon 電池片由 PERC 電池片的基礎架構升級而來，主要差別在于硼擴散與隧穿氧化及摻雜多晶硅層的制備：

①由于襯底硅片由 P 型變?yōu)?N 型，所以需要在襯底表面進行硼擴散以制備 P+發(fā)射極；

②背面由隧穿氧化及摻雜多晶硅層構成，以多晶硅層的制備方式劃分，主要分為三種技術路線，分別為 LPCVD、PECVD 及 PVD，其中 LPCVD 相較于 PECVD、PVD 在技術成熟度、成膜質量（均勻性好、致密度高）方面具有優(yōu)勢，隨著石英管壽命的提升以及雙插工藝（雙插，即一個舟齒放置兩塊硅片，相較于單插，硅片放置量提升一倍）的不斷成熟，LPCVD 已成為下游客戶的主流選擇。

除上述外，TOPCon 生產過程涉及的其他設備則與 PERC 大體相同，主要環(huán)節(jié)包括清洗制絨、刻蝕、正面氧化鋁（Al2O3）沉積、雙面氮化硅（SiNx）沉積、絲網(wǎng)印刷等。

XBC 電池片制造工序較 PERC 差異較大，但也需要使用 LPCVD 制備隧穿氧化和摻雜多晶硅層，N 型 XBC 則還需要硼擴散設備進行硼摻雜。

②硼擴散設備是制備 N 型電池片 PN 結的主要設備

N 型光伏電池片具有高轉換效率、低衰減率、弱光效應好和低溫度系數(shù)等優(yōu)勢，但是，N 型硅片需要在硅片表面擴散硼元素以達到形成 PN 結的目的，而硼擴散設備一直是困擾 N 型光伏電池片量產的難題。

硼原子相對于其擬擴散進入的襯底硅原子而言，原子質量較小，對硅原子的替代需要更高的能量，硼擴散工藝相對于磷擴散需要的溫度更高（由 850℃上升至 1050℃左右），且擴散時間長，工藝難度大，設備維護費用高。

行業(yè)內原有工藝采用三溴化硼作為擴散硼源，通過氮氣攜源的方式通入設備，其通入狀態(tài)為小液滴，在擴散過程中，容易造成硼源在硅片表面分布不均勻，導致形成的 PN結不均勻，同時產生的副產物為粘稠狀物質，設備需要頻繁維護，稼動率低，運營成本極高，難以實現(xiàn)大規(guī)模量產，主要用于研發(fā)。

③LPCVD 是制備高質量隧穿氧化及摻雜多晶硅層的成熟設備

目前N型電池片隧穿氧化及摻雜多晶硅層制備的技術路線分為LPCVD方案（LPCVD+磷擴散設備）、PECVD 方案（PECVD+退火）、PVD 方案（PVD+退火）。LPCVD 憑借技術成熟、成膜質量高、產能大等優(yōu)點成為下游客戶最主流的解決方案；PECVD 方案則在成膜效率方面具有一定優(yōu)勢，部分廠商也進行了采納；少部分廠商基于 PVD 低繞鍍等優(yōu)勢則選擇了 PVD 方案。

（4）熱制程設備和鍍膜設備是光伏電池片產線核心價值組成部分

就一般電池片制備工藝而言，熱制程設備包括硼擴散設備、磷擴散設備、氧化、退火設備，鍍膜設備主要包括 LPCVD 設備、PECVD 設備及 ALD 設備。從公開信息披露的生產線設備價值量分布來看，熱制程和鍍膜設備是價值的核心組成部分。

來源思瀚發(fā)布《2023-2028年中國光伏電池片行業(yè)市場現(xiàn)狀與投資前景預測報告》