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光伏電池真空鍍膜工藝和設備發(fā)展概況和趨勢
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 玖方新材    2024-07-26

真空鍍膜（又稱薄膜沉積）是光伏電池制造的核心工藝，真空鍍膜設備通常用于在基底上沉積導體、絕緣體或者半導體等材料膜層，使之具備一定的特殊性能，廣泛應用于光伏、半導體等領域的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)。

真空鍍膜設備按照工藝原理的不同可分為物理氣相沉積（PVD）設備、化學氣相沉積（CVD）設備和原子層沉積（ALD）設備。

不同設備和工藝路線對鍍膜質(zhì)量，即致密性、均勻性等產(chǎn)生影響，從而決定了完成鈍化所需的膜層厚度。

HJT 電池在硅片正反面均要鍍制 5-10nm 的本征非晶硅層作為鈍化膜，再在上下表面沉積透明導電氧化物層（TCO），最后制備金屬柵線，非晶硅層和 TCO 層決定了 HJT 電池的質(zhì)量。

非晶硅層和TCO 層的沉積都有兩條技術路線。非晶硅層主要是采用等離子體增強化學氣相沉積（PECVD）和熱絲化學氣相沉積（CAT-CVD），TCO 層主要是反應等離子體沉積（RPD）和物理化學氣相沉積（PVD）。

在非晶硅層沉積方面，PECVD 優(yōu)點是沉積速度快、膜均勻性好，缺點是等離子體對硅片表面產(chǎn)生轟擊。

CAT-CVD 是利用高溫熱絲催化作用使 SiH4 分解從而制備硅薄膜，優(yōu)點是對界面轟擊較小，薄膜質(zhì)量好，硅片鈍化效果好，但是其均勻性較差，且維護成本較高。目前來看，PECVD 設備為市場主流，國內(nèi)的理想萬里暉、福建鈞石、捷佳偉創(chuàng)、邁為股份都實現(xiàn)了該設備的量產(chǎn)能力。

非晶硅沉積設備占 HJT 設備總成本的比重在 50%左右，降低 PECVD 設備成本、提高設備生產(chǎn)能力對于降低設備總成本意義重大。

目前主流沉積非晶硅層的 PECVD 設備均為板式 PECVD，主要原因在于板式 PECVD 設備使用頻率更高的射頻等離子體源，對硅片產(chǎn)生轟擊較小，生產(chǎn)的電池具有效率優(yōu)勢。但板式 PECVD 設備采用平板式載板，基片平攤在載板上，使得 PECVD 設備的占地面積大，產(chǎn)能相對較低，設備投資成本高。

管式 PECVD 設備采用石墨舟載具，單批次裝片量大，生產(chǎn)效率更高，但管式 PECVD 使用的石墨舟結構在高頻電源下工作不穩(wěn)定，在生產(chǎn)中往往使用中頻等離子源，頻率越低對于硅片的損傷越重，因此管式 PECVD 的薄膜沉積質(zhì)量往往不如板式 PECVD。

隨著真空鍍膜設備國產(chǎn)化率提高和單線產(chǎn)能提升，預計設備降本持續(xù)進行，根據(jù)光大證券假設，2023-2025 年 HJT 整線設備價格為 3.3/2.9/2.5 億元／GW,HJT 設備市場空間為 102.6、155.5、250.0億元，其中 PECVD 設備市場空間為 51.5、77.8、125.0 億元。

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