机械设备行业：光伏电池设备促进技术进步，降本增效带来平价上网-20190308-上海证券-26页-solarbe文库

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1 重要提示请务必阅读尾页分析师承诺、公司业务资格说明和免责条款。  投资摘要 ● 光伏行业平稳增长，平价上网带来行业持续向上。 2020 年之前全球光伏行业有望平稳增长，2019 、2020 年新增装机为 112GW 、124GW，同比增长 9 、11 。2020 年后平价上网有望驱动行业持续向上，而各个环节的降本增效是行业平价上网的源动力。 ● 电池技术迭代是促进行业降本增效的动力。PERC 技术成熟、设备国产化率高，预计到 2020 年前依然是高效电池扩产的主流技术，叠加 SE （选择性发射极）进一步提升效率。N 型电池是未来高效电池的发展方向，其中 N-PERT 技术与双面 PERC 电池对不性价比不明显，TOPcon 量产难度高，而 IBC 技术虽然转换效率较高，但是未有量产实绩，HJT 由于工序少、国内已有企业量产，成为高效电池未来的发展方向，但是其目前的阻碍是设备投资较贵。从以上的对比来看，PERC 和 HJT 技术将是未来光伏电池发展的主要方向。 ●PERC 电池设备企业国内竞争力强， HJT 设备国产化弱。目前国内 PERC 电池设备国产化率较高，除了技术要求极高的板式 PECVD 、以及国外性价比较高的烧结炉需要进口外，其他国内设备厂家已经具有很强的竞争力。在下游客户降本增效的需求下，市场占有率持续提高。HJT 设备主要由 Meyer Burger 、日本住友、精曜等厂家掌握，国产率较低。根据测算，2019-2021 年高效电池设备累计市场空间合计达到 315 亿元。 ● 从梅耶博格看光伏电池设备企业的成长动力。光伏电池设备龙头企业梅耶博格的成长动力来源于行业发展和不断推出满足下游技术迭代需求的设备。公司目前重点发展 HJT 电池设备、SWCT 组件设备。从梅耶博格的成长来看，我们认为电池设备企业的成长遵循以下成长路径主流工艺设备下游客户市场占有率的提高，多品类电池设备的拓展，下一代电池技术设备的国产化推动。  投资建议光伏平价上网带来光伏行业新一轮向上周期，平价上网要求行业降本增效，光伏电池设备在促进技术进步发挥中坚力量。PERC 电池新建产能有望持续维持高位，国产化设备市场占有率持续提升。HJT 等新型电池技术产业化加快，国产设备逐步布局。光伏设备企业正迎来下游需求、自身竞争力增强、未来新技术设备突破等多重因素叠加，设备企业有望迎来持续高增长。建议重点关注光伏设备中具有长期成长动力的企业。  风险提示。1 ）、光伏行业需求不及预期；2 ）、新技术产业化推进速度慢。增持首次日期2019 年 3 月 8 日行业机械设备- 光伏设备分析师倪瑞超 Tel 021-53686179 E-mail niruichaoshzq.com SAC 证书编号 S0870518070003 报告编号NRC19-IR02 首次报告日期 2019 年 3 月 8 日相关报告无证券研究报告 / 行业研究/ 行业深度每日免费获取报告 1、每日微信群内分享 7 最新重磅报告； 2、每日分享当日华尔街日报、金融时报； 3、每周分享经济学人 4、行研报告均为公开版，权利归原作者所有，起点财经仅分发做内部学习。扫一扫二维码关注公号回复研究报告加入“起点财经” 微信群。。行业深度 2 2019 年 3 月 8 日目录 . 4 1 、光伏的定义. 4 2 、光伏行业需求展望 . 5 3 、平价上网是行业持续发展的根本 . 6 . 8 1 、传统光伏电池工艺 . 8 2 、PERCSE 成为 P 型电池标配 9 3 、N 型电池是下一步方向 . 12 4 、各种技术对比，谁将胜出 . 15 PERC HJT . 16 1 、PERC 电池设备企业国内竞争力强 16 2 、HJT 电池设备国产化弱 20 3 、设备市场空间测算 . 21 . 23 . 25 . 25 图表目录图 1 太阳能电池结构和工作原理 4 图 2 光伏产业链 4 图 3 全球光伏新增装机排名前列的国家 5 图 4 新增装机达到 GW 级的国家数 5 图 5 全球光伏装机 5 图 6 中国光伏装机 5 图 7 国内光伏度电成本测算 7 图 8 国际光伏度电成本测算 7 图 9 光伏项目总成本 7 图 10 某光伏电站初始投资成本构成 7 图 11 电池生产流程 9 图 12 降低电池片损失的技术 9 图 13 电池技术路线 10 图 14 PERC 工艺流程 . 11 图 15 N-PERT 电池结构 . 12 图 16 N-PERT 电池工艺 . 12 图 17 HJT 电池结构 . 13 图 18 HJT 电池工艺 . 14 图 19 TOPCON 电池结构 14 图 20 IBC 电池结构 . 15 图 21 光伏电池各种技术路线对比 16 行业深度 3 2019 年 3 月 8 日图 22 各种电池片转换效率对比 16 图 23 各种技术电池片占比 16 图 24 丝网印刷线 20 图 25 HJT 电池结构 . 21 图 26 全球光伏新增装机 21 图 27 全球 PERC 和 N 型产能 21 图 28 梅耶博格收入及增速 24 图 29 梅耶博格 EBITDA . 24 图 30 梅耶博格的收入地区占比 24 图 31 公司 PERC 的订单 24 图 32 电池设备企业的分析框架 25 表 1 电池设备竞争格局 17 表 2 不同厂家制绒设备技术指标对比 18 表 3 不同厂家扩散设备技术指标对比 18 表 4 不同 PERC 设备对比 19 表 5 HJT 设备竞争格局 . 21 表 6 高效电池设备投资情况 22 表 7 PERC 电池设备市场空间测算 . 23 行业深度 4 2019 年 3 月 8 日 1、光伏的定义光伏的本质是光生伏特效应。当光线照射在太阳能电池上时，光线中具有足够能量的光子包会在电池内部被吸收，并将电子从硅材料的共价键中激发出来、产生电子－空穴对。界面层附近的电子和空穴在复合之前，将因为空间电荷电场的作用而作定向运动，电子向带正电的 N 区，空穴向带负电的 P 区运动，其结果在 P 区和 N 区之间产生一个可测试到的光生电压并通过电池的前后电极向外电路输送电流。图 1 太阳能电池结构和工作原理数据来源GCL SOLAR 上海证券研究所光伏的产业链。光伏产业链的上游是晶体硅原料的采集和硅棒、硅锭、硅片的加工制作，产业链的中游是光伏电池和光伏电池组件的制作，产业链的下游是电站系统的集成和运营。图 2 光伏产业链数据来源爱旭科技上海证券研究所行业深度 5 2019 年 3 月 8 日 2、光伏行业需求展望光伏行业全球多点开花。2018 年中国光伏行业经历 531 新政以后，整体需求不佳，拖累全年装机，从而导致全球装机不及预期。根据光伏行业协会的数据统计， 2018 年中国光伏装机为 43GW ，同比下降 18 。而海外市场成为新亮点，海外市场全球装机为 60GW ，同比大增。2018 年全球光伏新增装机达到 GW 级的国家增加到 15 个，而 2016 、2017 年分别是 6 个、9 个。图 3 全球光伏新增装机排名前列的国家图 4 新增装机达到 GW 级的国家数数据来源PV InfoLink 上海证券研究所数据来源PV InfoLink 上海证券研究所全球平稳增长；中国平稳过渡。由于全球新兴国家光伏装机的旺盛，全球光伏装机预计保持平稳增长，根据 PV InfoLink 的数据，2019、2020 年全球光伏新增装机为 112GW 、124GW ，同比增长 9 、 11 。而中国在 2018 年 531 新政以后，行业也将迎来平稳发展，预计中国 2019 、2020 年光伏新增装机为 43GW 、45GW ，同比增长 0 、5 。由于众多市场的兴起，中国的比重逐步降低。图 5 全球光伏装机图 6 中国光伏装机数据来源PV InfoLink 上海证券研究所数据来源PV InfoLink 上海证券研究所 0 10 20 30 40 50 GW 6 9 15 0 2 4 6 8 10 12 14 16 2016 2017 2018 GW 0 10 20 30 40 50 60 0 20 40 60 80 100 120 140 2015 2016 2017 2018 2019E 2020E GW yoy -50 0 50 100 150 0 10 20 30 40 50 60 2015 2016 2017 2018 2019E 2020E GW yoy行业深度 6 2019 年 3 月 8 日 3、平价上网是行业持续发展的根本平价上网是光伏行业的未来。光伏平价上网，分别对标传统能源发电成本与用户购电成本，即通常说的发电侧平价与用户侧平价。发电侧平价光伏发电即使按照传统能源的上网电价收购也能实现合理利润。用户侧平价光伏发电成本低于售电价格，根据用户类型及其购电成本的不同，又可分为工商业、居民用户侧平价。光伏实现平价上网的终极目标，是能在发电侧实现平价上网。 2018 年 12 月 29 日，三峡集团新能源公司联合阳光电源建设的中国首个大型平价上网光伏项目在青海格尔木正式并网发电，标志着替代煤电的平价清洁能源正式走进千家万户。据介绍，该项目总装机规模 500MW ，占地 771 公顷，总投资约 21 亿元，是国内一次性建成规模最大的 “光伏领跑者” 项目，也是国内首个大型平价上网光伏项目。该项目的平均电价为 0.316 元/ 千瓦时，比青海省火电脱硫标杆上网电价0.3247 元/ 千瓦时低 2.68 光伏平价上网的好处行业真正实现市场化，降低行业的投资成本。光伏行业只有真正的实现平价上网，才能步入良性的市场化发展阶段，步入稳定增长的渠道。根据目前的测算，到 2020 年前后有望实现真正的平价上网。从光伏度电成本来看平价上网路径。目前计算光伏发电度电成本（LCOE ）的公式包括两个国内和国际。以国内的光伏发电度电成本测算公司来看，计算度电成本的变量有 6 个。其中固定资产残值 VR 、第 n 年的折旧 Dn 基本是按比例取，第 n 年的运营成本 An 变化也相对较少。变化最大的是三个变量项目初始投资成本 I0 、第 n 年的利息 Pn 、第 n 量的发电量 Yn 。发电量的变化对度电成本影响最大，其次为初始投资、贷款利率。采用提高发电量的技术，如跟踪技术等，是降低度电成本的最有效措施；获得较低的贷款利率，是降低度电成本最直接的措施；降低初始投资、提高系统效率、降低组件衰减带来根本性的变化。行业深度 7 2019 年 3 月 8 日图 7 国内光伏度电成本测算图 8 国际光伏度电成本测算数据来源智汇光伏上海证券研究所数据来源智汇光伏上海证券研究所光伏电站初始投资成本主要包括开发费用、勘察设计费用、施工费用，以及主材设备如光伏组件、逆变器、支架等。其中组件成本占初始投资成本达 57 ，光伏成本能否下降主要来源于组件成本。图 9 光伏项目总成本图 10 某光伏电站初始投资成本构成数据来源中国电力企业管理上海证券研究所数据来源GCL SOLAR 上海证券研究所光伏各个环节降本增效带来平价上网。技术创新推动转换效率提升，并降低度电成本LCE是光伏走向平价上网时代的根本保证。其主要通过光伏系统制造的各个环节降低成本。其中，硅片环节主要通过改良拉晶方法来实现更低的单位能耗和更高的产率，通过降低硅片的厚度（薄片）和改进切割技术（金刚线切割）以节省硅料的使用。电池片环节主要通过不断研发、应用更为高效的技术路线，例如目前正在进行的常规电池向高效 PERC 电池的升级，未来向更高效的 N 型 HJT 等技术发展。组件环节则通过各种不同的封装工艺在既有的电池片效率前提下，尽量提升组件的输出功率或增加组件全生命周期内的单瓦发电量，此外还有通过产线的自动化、智能化改造以降低生产成本，目前成熟的技术包括半片、叠瓦等。行业深度 8 2019 年 3 月 8 日 1、传统光伏电池工艺传统光伏电池的生产工艺。太阳能电池分为晶硅类和非晶硅类，其中晶硅类电池又可以分为单晶电池和多晶电池。目前常规的电池是 P 型电池。传统的电池生产流程，包括从硅片出发经历清洗制绒、扩散制结、刻蚀、去除磷硅玻璃、PECVD 镀反射膜、丝网印刷、烘干烧结、分类检测等工艺，完成电池的制造。 ①清洗制绒清除硅片表面油污和金属杂质，去除硅片表面的切割损坏层；在硅片表面制作绒面，形成减反射机构，降低表面反射率。制绒是利用碱对单晶硅表面的各向异性腐蚀，形成的半球状的绒面。扩散制结 POCl3 液态分子在 N2 载气的携带下进入炉管，在高温下经过一系列化学反应磷原子被置换在高温下经过一系列化学反应磷原子被置换，并扩散进入硅片表面，激活形成 N 型掺杂，与 P 型衬底形成 PN 结。刻蚀去除扩散后硅片周边形成的短路环。去除磷硅玻璃去除硅片表面氧化层及扩散时形成的磷硅玻璃。 PECVD 镀反射膜制作减少硅片表面反射的 SiN 薄膜。丝网印刷用丝网印刷的方法，完成背场、背电极、正栅线电极的制作，以便引出产生的光生电流。 ⑦烘干烧结烘干金属浆料，并将其中的添加料挥发。 ⑧分类检测通过模拟太阳光脉冲照射 PV 电池表面产生光电流，光电流流过模拟负载，在负载两端产生电压，负载装置将采样到的电流、电压传送给 SCLoad 计算, 得到 IV 曲线及其它指标。 SCLoad 根据测试结果，按照给定的分类规则分类行业深度 9 2019 年 3 月 8 日图 11 电池生产流程数据来源百度文库上海证券研究所 2、PERCSE 成为 P 型电池标配通过降低光学和电学损失提升电池光电转换效率。影响晶硅电池光电转换效率的原因主要来自两个方面光学损失和电学损失。光学损失包括电池前表面反射损失、正面电极的遮光损失以及长波段的非吸收透射损失。在减少其损失方面，有表面制绒、减反射膜、减小正面电极面积等方式。电学损失包括硅片表面及体内的光生载流子复合、硅片体电阻、扩散层横向电阻和金属电极电阻，以及金属和硅片的接触电阻等造成的损失，其中光生载流子的复合最大。在减小其损失方面，有增加钝化层、选择性发射极、异质结等方式。图 12 降低电池片损失的技术数据来源帝尔激光招股说明书上海证券研究所行业深度 10 2019 年 3 月 8 日光伏电池技术路线。目前晶硅类电池的技术方向包括单晶和多晶。多晶电池逐渐向黑硅方向升级。单晶包括 P 型和 N 型。P 型电池中 PERC 技术逐渐成为主流，叠加 SE （选择性发射极）技术，电池效率逐渐提升。但是 P 型电池有其转换效率的极限，而 N 型电池成为未来高转换效率的方向，目前包括 PERT 、 TOPCon （隧穿氧化钝化接触）、 IBC （全背电极接触）、 HJT （异质结）四种技术路径。下面将分别对各种技术路径进行讲解，对各种技术路径的讲解主要分为工艺特点、优点、缺点、工艺设备以及相应的厂家。图 13 电池技术路线数据来源PV InfoLink 上海证券研究所 1 ）PERC 硅片内部和硅片表面的杂质及缺陷会对光伏电池的性能造成负面影响，钝化工序就是通过降低表面载流子的复合来减小缺陷带来的影响，从而保证电池的效率。与常规单晶电池工艺相比，PERC 单晶电池主要增加了背面钝化和激光打孔两道工艺。背面钝化工艺在硅片背面沉积三氧化二铝和氮化硅，对硅片背面进行钝化。三氧化二铝由于具备较高的电荷密度，可以对 P 型表面提供良好的钝化；氮化硅主要作用是保护背部钝化膜，并保证电池背面的光学性能。激光打孔工艺是利用一定脉冲宽度的激光去除部分覆盖在电池背面的钝化层和氮化硅覆盖层，以使丝网印刷的铝浆可以与电池背面的硅片形成有效接触，从而使光生电流可以通过 Al 背场导出。 PERC 目前成为电池升级的主流方向，主要在于以下优点升级方便在传统电池工艺基础上增加两个工序即可升级；电池效率提升明显多晶 1.0-1.2 ；单晶 1.2-1.5 。但是其缺点是其效率提升存在极限。行业深度 11 2019 年 3 月 8 日图 14 PERC 工艺流程数据来源爱旭科技上海证券研究所 2 ）SE （选择性发射极） SE （选择性发射极）的原理主要是在电极与硅片接触部位进行重掺杂，在电极之间位置进行轻掺杂。这样既降低了硅片和电极之间的接触电阻，又降低了表面的复合，提高了少子寿命。SE （选择性发射极）工艺有氧化物掩膜法、丝网印刷硅墨水法、离子注入法和激光掺杂法，目前普遍使用的是激光掺杂法，激光掺杂法是采用扩散时产生的磷硅玻璃层作为掺杂源进行激光扫描，形成重掺杂区。常规产线升级成激光掺杂选择性发射极生产线，工艺上只需增加激光掺杂一个步骤，从设备上来说，只需增加掺杂用激光设备，与常规产线的工艺及设备兼容性很高。由于工艺相对简单而且投资较少，进入 2019 年， PERC 多数都采用了激光 SE 工艺。行业深度 12 2019 年 3 月 8 日 3、N 型电池是下一步方向 1 ）N-PERT 电池 N 型电池由于结构的原因相对于 P 型具有较大的优势P 型的少子是电子， N 型少子是空穴，硅锭中的杂质和位错对电子的捕获原大于空穴。N 型硅对铁等重金属杂质有较高的容忍度，N 型硅在相同重金属杂质浓度下有比 P 型电池更高的效率， N 型硅电池和组件的初始光诱导衰减几乎为零等。以上各项优点导致其转换效率的上限比 P 型的高的多。 N-PERT 电池工艺包括 ①双面制绒 ②上表面扩散硼制成 PN 结③ 背面扩散磷制成 NN 结④双面钝化薄膜 ⑤双面金属化。在 N 背表面场上，采用 SiO2/SiNx 叠层钝化膜，SiO2 膜可以很好的对 N 面进行表面钝化，加上 SiNx 膜的带正电荷特性，可以同时获得较好的表面钝化和场钝化的效果，而且还能起到很好的减反射作用。P 掺杂面使用 Al2O3 薄膜钝化技术。 N 型用到双面掺杂、双面钝化技术，工艺难度增加，与 P-PERC 双面电池对比以后，性价比不明显，目前已经证明为不经济的路线。图 15 N-PERT 电池结构图 16 N-PERT 电池工艺数据来源N-PERT 高效电池工艺介绍上海证券研究所数据来源YINGLI SOLAR 上海证券研究所 2 ）HJT （异质结）电池以 N 型单晶硅c-Si 为衬底光吸收区，经过制绒清洗后，其正面依次沉积厚度为 5-10nm 的本征非晶硅薄膜i-a-SiH 和掺杂的 P 型非晶硅p-a-SiH ，和硅衬底形成 p-n 异质结。硅片的背面又通过沉积厚度为 5-10nm 的本征非晶硅薄膜i-a-SiH 和掺杂的 N 型非晶硅 n-a-SiH 形成背表面场。最后电池的两面沉积透明氧化物导电薄膜（TCO），然后用丝网印刷的方法在 TCO 上制作 Ag 电极。 HJT 电池有如下优点行业深度 13 2019 年 3 月 8 日 ①结构对称、工艺简单、设备较少。HJT 电池是在单晶硅片的两面分别沉积本征层、掺杂层和 TCO 以及双面印刷电极。其结构对称、工艺相对简单。 ②低温制造工艺。HJT 电池采用硅基薄膜工艺形成 p-n 结发射区，制程中的最高温度就是非晶硅薄膜的形成温度200 ℃ ，避免了传统晶体硅电池形成 p-n 结的高温950 ℃ 。可以降低能耗、减少对硅片的热损伤。获得较高的转换效率。 HJT 电池中的本征薄膜能有效钝化晶体硅和掺杂非晶硅的界面缺陷，形成较高的开路电压。 HJT 电池由于其较高的转换效率（22.5-23.5 ），工序少以及已经有量产实绩，成为下一代高效电池的主要发展方向。但是其目前的阻碍主要在于工艺要求严格、需要低温组件封装工艺、设备投资高、透明导电薄膜成本高。图 17 HJT 电池结构数据来源摩尔光伏上海证券研究所 HJT 电池工艺主要包括制绒、非晶硅沉积、TCO 沉积、丝网印刷。非晶硅沉积主要使用 PECVD 。 TCO 薄膜沉积目前有两种方法 RPD 反应等离子体沉积和 PVD （物理化学气象沉积）。住友重工拥有 RPD 的专利，而 PVD 技术发展成熟，提供给设备的厂家较多。行业深度 14 2019 年 3 月 8 日图 18 HJT 电池工艺数据来源超高效 HJT 电池概述上海证券研究所 3 ）TOPCon （隧穿氧化钝化接触）电池 TOPCon （隧穿氧化钝化接触）电池通过再光伏电池背面制备一层超薄的隧穿氧化层和一层高掺杂的多晶硅薄层，二者共同形成了钝化接触结构，为硅片的背面提供了良好的表面钝化。由于氧化层很薄，硅薄层有掺杂，多子可以穿透这两层钝化层，而少子则被阻挡，如果在其上再沉积金属，就可以得到无需开孔的钝化接触。实现了背面整面钝化，且无需开孔接触。 TOPCon 技术只需要增加薄膜沉积设备，能很好地与目前量产工艺兼容，便于产线升级。但是其背面收光较差，量产难度很高图 19 TOPCon 电池结构数据来源摩尔光伏上海证券研究所行业深度 15 2019 年 3 月 8 日 4 IBC （全背电极接触）电池 IBC （全背电极接触）电池是将正负两极金属接触均移到电池片背面的技术，使面朝太阳的电池片正面呈全黑色，完全看不到多数光伏电池正面呈现的金属线。PN 结和金属接触都处于电池的背面，带来更多有效发电面积，也有利于提升发电效率。IBC 效率最高，可以达到 23.5-24.5 ，技术难度极高，设备投资高，成本高，国内尚未实现量产。图 20 IBC 电池结构数据来源360doc 上海证券研究所 4、各种技术对比，谁将胜出 1 ）PERC 目前技术比较成熟、性价比比较高，技术相对容易，设备完成了国产化，最高效率达到 22 ，成为这两年高效电池主要扩产的技术，叠加 SE （选择性发射极技术，预计到 2020 年前依然是光伏电池主流技术。 2 ）N-PERT 可实现量产，技术难度容易，设备投资较少。但是与双面 P-PERC 相比没有性价比优势，已经证明为不经济的技术路线。 3 ）HJT 效率可达 22.5-23.5 ，工序少、可实现量产，目前已经有 Panasonic 、上澎、晋能、中智、钧石等公司布局。但是其设备贵、投资成本高，成为阻碍其大规模产业化的一点。 4 ） TOPCon 背面收光较差，量产难度很高，目前有布局的企业包括 LG 、REC 、中来等。 5 ）IBC 效率最高，可以达到 23.5-24.5 ，技术难度极高，设备投资高，成本高，国内尚未实现量产，目前布局的企业包括 LG 、中来、 sunpower 。从以上的对比来看， PERC 和 HJT 技术将是未来光伏电池产能布行业深度 16 2019 年 3 月 8 日局的主要方向。图 21 光伏电池各种技术路线对比数据来源PV InfoLink 上海证券研究所图 22 各种电池片转换效率对比图 23 各种技术电池片占比数据来源CPIA 上海证券研究所数据来源CPIA 上海证券研究所 PERC HJT 1、PERC 电池设备企业国内竞争力强 P 型电池设备国产化率高。目前国内 P 型电池设备国产化率较高，除了技术要求极高的板式 PECVD 、以及国外性价较高的快速烧结炉行业深度 17 2019 年 3 月 8 日需要进口外，其他国内设备厂家已经具有很强的竞争力，在下游客户降本增效的需求下，市场占有率持续提高。根据通威的公告通威合肥太阳能二期 2.3GW 高效晶硅电池片项目，在前期成都一期项目、合肥技改项目大量引入了国产设备免费试用，如印刷线试用迈为、科隆威设备，PECVD 、制绒工序试用捷佳创设备。在经过一段时间验证国产设备可靠性后，为充分降低投资成本、提高收益，公司在招标中大量选购国产设备， “ 合肥太阳能二期 2.3GW 高效晶硅电池片项目” 原主要设备约 90 需要进口，现该比例已降至约 20 。表 1 电池设备竞争格局生产工序生产设备厂家硅片清洗，制绒清洗机捷佳伟创张家港超声制绒设备捷佳伟创 RENA 施密德晶洲装备扩散/制结扩散炉捷佳伟创 Tempress 丰盛装备 Centrotherm 北方华创电科48 所激光掺杂激光掺杂设备帝尔激光迈为股份刻蚀等离子刻边等离子体刻蚀机捷佳伟创 RENA 施密德退火 PERC PECVD板式） Meyer Burger PECVD管式） Centrotherm 丰盛装备捷佳伟创 ALD solay tec 江苏微导理想能源 PECVD PECVD 设备捷佳伟创 Centrotherm Meyer Burger 激光开槽激光设备帝尔激光迈为股份大族激光丝网印刷丝网印刷机迈为股份 Baccini 科隆威烘干和烧结快速烧结炉 despatch 分类检测自动分选机 halm 数据来源上海证券研究所综合整理 1 ）制绒设备制绒是利用碱对单晶硅表面的各向异性腐蚀，工业生产中一般采用成本较低的氢氧化钠或氢氧化钾稀溶液来制备绒面。利用 Si 在稀 NaOH 溶液中的各向异性腐蚀，在硅片表面形成 3-6 微米的金字塔结构。理想的绒面效果金字塔大小均匀，覆盖整个表面，相邻金字塔之间没有空隙，具有较低的表面反射率。单晶硅的绒面制备，能够有效地提高电池转换效率，由于市场的变化，对绒面质量的要求也变的越来越高。如何做出高质量的绒面，不仅仅是工艺技术的问题，还需要与优异的设备进行配合，而设备的相关性能也决定了工艺的效果。目前制绒设备技术指标控制严格的包括工艺温度、溶液均匀性、产行业深度 18 2019 年 3 月 8 日能等。为了保证反应条件的一致性，温控精度要在±1 ℃；溶液均匀性和产能也是重要的考察点。目前国内外的设备厂家包括 RENA 、施密德、捷佳伟创、晶洲装备等。国内以捷佳伟创为代表的设备企业在产能、控温精度、自动配补液精度等方面的性能已经达到世界先进水平。表 2 不同厂家制绒设备技术指标对比关键性能指标国际同类设备商捷佳伟创国内同类设备商产能（片 /h ） 6000 6500 2400-3300 控温精度（℃ ±1 ±1 ±2 碎片率≤ 0.05 0.05 0.10 单晶制绒及反射率 ≤8 ≤11 12.5 自动配补液精度 ± 1 ± 1 5 机械手方式移动速度mm/s 1500 1500 700-1500 机械手方式定位精度（mm ±1 ±1 ±1 -5 数据来源捷佳伟创招股说明书上海证券研究所 2 ）扩散设备扩散主要是电池片制 PN 结的过程，扩散工艺的好坏直接影响电池片效率的多少。扩散的方法包括三氯氧磷POCl3 液态源扩散、喷涂磷酸水溶液后链式扩散、丝网印刷磷浆料后链式扩散。目前国内多采用第一种方法三氯氧磷POCl3 液态源扩散，其具有稳定、可控性强等优点。POCl3 液态分子在 N2 载气的携带下进入炉管，在高温下经过一系列化学反应磷原子被置换。POCl3 在高温下 600 ℃分解生成五氯化磷PCl5 和五氧化二磷P2O5 ，POCl3 分解产生的 P2O5 淀积在硅片表面，P2O5 与硅反应生成 SiO2 和磷原子，并在硅片表面形成一层磷- 硅玻璃，然后磷原子再向硅中进行扩散。扩散设备的核心技术指标是扩散方阻均匀性，其他指标包括控温精度和稳定性、工艺时间等。扩散炉的提供厂家包括 Tempress 、 Centrotherm 、捷佳伟创、丰盛装备、北方华创、电科 48 所等。表 3 不同厂家扩散设备技术指标对比关键性能指标国际同类设备商捷佳伟创国内同类设备商电池片进炉吹扫除尘及出炉快速冷却无有无恒温区长度 mm 1600 1600 1300-1600 工艺时间（分钟） 60-80 60-80 80-90 控温精度（℃ ± 0.5 ± 0.5 ± 0.5 温度稳定性（℃/24h ± 0.5 ± 0.5 ± 0.5-1 方阻均匀性 3 4 4 数据来源捷佳伟创招股说明书上海证券研究所 3 钝化和 PECVD 设备行业深度 19 2019 年 3 月 8 日传统 PECVD 工艺主要是镀反射膜制作减少硅片表面反射的 SiN 薄膜。高效 PERC 电池工艺中增加了背面钝化工艺，背面钝化工艺在硅片背面沉积三氧化二铝和氮化硅，对硅片背面进行钝化。目前 PERC 电池中钝化工艺包括两种方式一种是使用 PECVD （等离子体化学气相沉积）设备一次性完成三氧化二铝和氮化硅膜的层叠；二是使用 ALD （原子层沉积）设备完成三氧化二铝镀膜； PECVD 完成氮化硅镀膜。 ALD （原子层沉积）设备独立完成三氧化二铝镀膜，ALD 镀膜具有低温沉积、速度慢、膜质好等优点，但是稳定性待检验；设备厂家包括solay tec 、理想能源、江苏微导等。目前 PECVD 分为板式 PECVD 和管式 PECVD 。板式 PECVD 钝化膜生长及氮化硅覆膜集成一体，设备及工艺相对稳定，市场暂时领先，Meyer Burger 公司优势突出。管式 PECVD 用石英管作为沉积腔室，使用电阻炉作为加热体，将一个可以放置多片硅片的石墨舟插进石英管中进行沉积。其膜质较好，有增加氧化硅提升钝化效果潜力，少量试产，损伤及绕镀现象待检验，设备厂家包括 Centrotherm 、捷佳伟创、