TOPCon技术路线成本优势分析

最佳答案 匿名用户编辑于2024/01/16 14:00

TOPCon技术路线多点开花、各具优劣。

目前用于生长高质量重掺杂多晶硅层 的主流工艺为通过热氧法生长约1.5-2nm的隧穿氧化层,而掺杂多晶硅层主要分为 LPCVD、PECVD、PEALD及PVD四种技术路线。22H1以前投产产线以LPCVD为主,当下PECVD渐成主流。LPCVD路线已经过 多年量产检验,产线成熟度较高,成膜质量高,但仅头部少数企业解决了绕镀及石英舟耗费较大问题。PECVD绕镀和石英舟耗费问题较小,但膜层均匀性较差,且需 要一定规模熟练工人花费特定时间调试产线,仅少数企业产线具备较好的生产良率, 但其已经成为当下新建产线的主流路线。

设备投资额接近,良率相同时非硅成本差异较小。当我们假定LP与PE路线都处 于98%良率时,两种路线在生产过程中仅有石英舟寿命、产线投资额存在差异,此 时根据我们测算,两种路线下TOPCon电池的非硅成本仅相差0.004元/W,较为接近。

LP路线成熟度更高,良率领先带来非硅成本优势。由于工艺成熟度较高且经过 多年量产检验,LPCVD产线当前已实现98%的量产良率,但PECVD受产线调试进 度不及预期以及缺乏足够熟练工人影响,量产良率普遍维持在96-97%之间,较LP 路线落后1-2pct。根据我们测算,以98%的生产良率为基准,良率每落后1%,TOPCon 电池片非硅成本将增加0.006元/W。因此在其他条件不变的情况下,当前基于PECVD 产线的TOPCon电池非硅成本较LPCVD产线平均高出0.006-0.012元/W,LPCVD产 线凭借良率领先拥有一定的成本优势。

整线采购生产设备差异较小,难以获取显著成本优势。对于整线采购的电池厂 商来说,各设备厂商产品同质化较为严重,电池厂商较难通过采购差异化生产设备 获取成本优势。在设备采购方面,目前已有多家厂商推出各自TOPCon技术方案, 氧化层需要新增的设备主要是氧化炉、PECVD、PEALD,隧穿氧化层一般需要增加 LPCVD、PECVD,根据掺杂方案的不同,需要增加退火炉、扩散炉或者离子注入 机。SEMCO、CT、捷佳伟创、Tempress、拉普拉斯均可提供相关设备,沉积设备 差异较小。同时,在LP/PECVD路线选择方面,根据上文分析,LP与PE路线新建产 线设备投资额较为接近,且中长期来看,随着PE路线良率逐步向LP靠拢,两种路线 TOPCon电池非硅成本差距将持续缩小,因此长期来看不同技术路线对TOPCon厂商 生产成本的影响同样较小,各TOPCon电池厂商难以通过沉积设备差异化采购/不同 沉积路线的选择持续获取显著的成本优势。

以泛半导体为代表的精密制造企业在生产过程中会产生各类复杂污染物,影响 环境和自身产品良率。以光伏为例,光伏生产对大气环境的影响以废气、废液和粉 尘为主。从环保角度出发,此类污染物如果不能及时回收处理,将会对周边环境产 生严重的不良影响,且由于电池片和组件的生产过程通常需要一定量的人力参与, 不能及时处理生产过程中的伴生污染物将增大对员工身体和工作效率的损害,进而 影响光伏厂商的产能利用率。从生产角度出发,生产过程中伴生的污染物会破坏生 产车间的洁净程度,增大生产设备被腐蚀污染的概率,加大电池片/组件等被杂质掺 入的概率,降低生产良率。同时,污染物的存在或将提升生产事故发生的可能性, 对公司生产威胁较大。

辅助生产设备差异化明显,有望打开全新降本通道。对光伏厂商而言,光伏环 保系统(辅助生产设备)既可以解决企业的达标排放问题,也可以保障企业的安全 生产,提高产品良率,是光伏类精密制造企业的核心生产设备,其与厂房动力设备、 原辅料输送设备共同构成了精密制造企业的厂务系统,为企业核心生产工艺设备运 转提供支持。在氨气处理方面,光伏电池在沉积镀膜环节通常会排放大量的氨气, 目前市场中主流的处理方法是通过生化反应降低氨气浓度后将其排放。仕净科技开 发的氨气回收系统可以将沉积镀膜环节排放的氨气回收并制成氨水,在减少生化反 应所需化学试剂消耗的同时,可出售氨水获取额外收入。以长600m,宽150m,年 产能10GW的单栋TOPCon电池厂房为例,仕净科技氨气回收系统可以降低氨气处理 设备投资额700万元/GW,出售氨水可获取额外收入263万元/GW(6年期折现), 根据我们测算可降低光伏电池非硅成本约0.01元/W。在纯水回收方面,仕净科技纯 水回收系统可回收70%纯水,降低纯水处理设备投资额450万元/GW,纯水回收节省 成本548万元/GW(6年期折现),降低非硅成本0.01元/W。同时,仕净科技可凭借 丰富的工艺设计经验保证厂房生产稳定性,降低停机次数和停机时间,提高生产效 率。在光伏环保系统(辅助生产设备)领域,目前仕净科技已将氨气处理、纯水回 收等辅助生产设备应用于其自建的TOPCon电池产线,相关辅助生产设备尚未大规 模应用于行业TOPCon电池产线中。未来随着仕净科技光伏辅助生产设备可行性得 到规模验证,率先与仕净科技开展深度合作的TOPCon电池厂商有望持续打开降本 通道。