PG电子光伏电池造作装备中,激光SE、激光转印、激光融化等激光装备可谓升高TOPCon、HJT、IBC设备、钙钛矿等新型产物光电转换成果的“超等兵器”。以激光SE为例,正在TOPCon中使用激光掺硼工夫,仅推敲激光SE(Selective emitter,选拔性发射极工夫)带来的转换成果就可晋升0.3%。
华安证券估计,2023年不含组件和钙钛矿工夫的光伏用激光装备商场界限可达43.39亿元,同比增进93%。
激光SE工夫是指正在金属栅线与硅片接触片面实行高浓度磷掺杂或硼掺杂的重掺杂,下降电极和硅片之间的接触电阻;电极以表的区域则实行低浓度掺杂,下降表表复合率,告竣开道电压、短道电流和填充因子的刷新,从而将电池光电转换成果绝对值晋升。
跟着PERC电池逐步迫近其24.5%的转换成果极限且降本速率趋缓,“PERC+”成为PERC工艺升级、晋升光电转换成果的首要对象。
此中,PERC+SE是重要升级途径之一。该工夫途径加强了电池对太阳光中紫表光和红表光的招揽,可将PERC电池成果晋升约0.3%-0.5%。同时,PERC+SE仅需正在PERC临盆线底子上加添SE激光掺杂装备,进入较幼且效益显明。跟着2020-2021年大尺寸PERC+电池的扩产,激光SE装备已成为新增“PERC+”产能标配。
2023年PERC电池商场份额占比约为60%,推敲到PERC产物将来或逐步被镌汰,对应装备商场空间料将逐步缩幼。但SE装备正在TOPCon电池工夫迭代PERC时不停饰演降本提效的脚色,并希望成为TOPCon标配工艺。
遵循硅片进入扩散炉的次数,TOPCon所采用的激光SE工艺可分为一次硼扩和二次硼扩两种途径。
此中,一次硼扩硅片只需进入扩散炉一次,仅用一次激光装备就能够处置选拔性掺杂题目设备,流程相对粗略也更具经济性,被以为是最终处置计划;二次硼扩则是硅片两次进入扩散炉,还需求配套非常的扩散炉和冲洗装备,经济性较差,目前未大界限行使。
从工夫道理上看,TOPCon激光硼掺工艺道理与PERC+SE中的激光SE装备根本一致,通过告竣局限重掺,将光电转换成果晋升0.2%-0.4%。
目前激光硼扩SE工夫正在TOPCon电池界限已告竣冲破。2023年5月,晶科能源(688223.SH)正在互动平台体现,TOPCon电池本年重要通过激光SE提效0.2%-0.3%以上。具体来看,目前TOPCon量产成果正在25.3%支配,叠加激光SE、工艺优化等要素,华泰证券估计2023年年合TOPCon成果希望晋升至25.7%以上,较PERC的23.5%晋升显明。
中信筑投预测,正在TOPCon电池片合键引入激光掺杂装备,具体电池片合键提效0.2%则发动单元本钱下降0.238分/W,而且组件、电站合键单元本钱也分手下降0.373、0.758分/W,合计编造单元降本1.369分/W。
2022年以还,国内新增成立和谋划中的TOPCon电池产能已超250GW,再加上从IRR角度来看,N型电池的收益率更好,是以相较于P型电池,N型电池对装备投资本钱加添容忍度更高,激光SE装备的商场界限或将连接增加。
目前,TOPCon激光掺杂装备逐步成为重要比赛赛道,吸引了多家企业构造。
截至2023年2月,帝尔激光TOPCon光伏电池SE一次激光掺杂装备订单产能累计依然冲破100GW。据悉,帝尔激光2016年胜利研发SE激光掺杂装备设备,是初度将激光装备量产化行使于PERC工艺的国内企业,2018年PERC+SE装备环球市占率高达86%。
海目星的全主动TOPCon激光一次掺杂装备重要用于一次硼扩激光直掺工序设备,重要客户席卷晶科能源、天合光能(688599.SH)、隆基绿能(601012.SH)等。2023年5月,海目星正在互动平台体现,公司SE装备签单情形优异,2023年一季度该类装备订单约4亿元。
因为IBC(叉指式背接触电池)拥有平台化工夫特点,能够和TOPCon、HJT的特点相贯串(譬喻招揽TOPCon钝化接触工夫演酿成TBC电池、招揽HJT的非晶硅钝化工夫演酿成HBC电池),是以,IBC的造备工艺相较于其他光伏电池工夫更为多变,激光开槽、激光掺杂等激光工夫也可正在多个合键阐明效率。
此中,因为IBC电池的正负南北极金属栅线呈指状交叉陈列于电池后背,激光开槽工夫可行使于其后背PN区造备上。
IBC造备时需求多步打掩膜的程序,造程特别繁复,而且PN电极之间有泄电危机。通过激光刻蚀,能够绕过掩膜,更低本钱地造备PN区,也能够更天真凿凿地去除钝化膜变成金属化的接触区。
为防卫短道,IBC电池后背的P区和N区之间往往需求隔断,采用激光开槽能够同时保障较低的接触电阻、较高的电池成果与较好的钝化效率。
得益于IBC的额表组织,其正在下降光学牺牲、晋升成果、表观体面等方面具备上风,适合散布式等高端行使场景,有较高的产物溢价。目前隆基绿能15GW的HPBC项目已入手投产,远期谋划产能近30GW;爱旭股份(600732.SH)的珠海6.5GW的ABC产能投产期近,远期谋划50GW以上。
因为激光开槽正在IBC的造作经过中属于标配装备,依然显示出龙头受益于行业β的属性。
2022年5月,帝尔激光公布布告称,2022年新签隆基系订单约6.02亿元,占2021年收入47.88%PG电子官方网站。据悉,新缔结单以HPBC的激光开槽订单为主。截至2022年10月,帝尔激光依然获取了40GW以上的IBC订单。
激光转印是一种通用型工夫,可取代现有高效太阳能电池产线中的丝网印刷机装备,正在PERC/TOPCon/HJT/IBC等一起光伏电池片的金属化合键均能够行使。
此中,激光转印工夫正在HJT中的行使上风特别显明,起首是由于HJT所采用的低温银浆本钱较高,约占非硅本钱的50%;其次,激光转印工夫冲破了守旧丝网印刷的20μm线μm以下,精度更高,而且由于优劣接触性印刷工夫,对电池片的毁伤更幼;末了,激光转印能够兼容差异浆料,低温银浆、银包铜等都可正在激光转印上行使,可大幅俭朴浆料耗量、下降电池本钱的同时晋升太阳能电池成果。
与现阶段遍及行使的丝网印刷工夫比拟,华安证券测算得出,若HJT丝印工夫下银浆耗用量为20mg/W,激光转印的银浆耗用量为丝印的70%,激光转印正在1000万元/GW的装备溢价下仍有0.04元/W的本钱上风。
但从本质行使来看,丝网印刷工夫量产工夫较长,具有持久的验证底子,工夫更为成熟。
况且,除了采用激光转印下降银浆用量表,钢板印刷、0BB、铜电镀等格式也能够告竣该效率,而且银包铜浆料的单元耗用本钱更低,这使得激光转印的本钱上风正在肯定水平上被减少。
因为HJT产能还未大界限放出,HJT相干刷新装备的放量阶段还没有到来,激光转印工夫若念获得更为遍及的行使,还需求通过络续试验来升高装备良率和精准性,下降装备代价。
因为HJT电池组织中存正在α-Si:H/c-Si的界面,需求正在光照情形下对HJT电池实行加热退火,即采用激光LIA(Light-InducedAnnealing,光诱导退火)工夫。该工夫能够有用删除界面态(Si吊挂键)密度、下降界面复合,最终告竣电池转换成果显明上升,重要显示正在Voc(开道电压)和FF(填充因子)的晋升上。
别的,LIA工夫正在HJT的行使还能删除电池片的暗衰减,延伸电池组件的行使寿命。
从行使情形来看,LIA装备的提效依然过厂商检修设备。早正在2020年11月,帝尔激光的激光LIA装备就获取欧洲客户量产装备订单,总金额1000多万元,2022年该客户仍有GW级订单落地。
但LIA装备代价量约为3000万元,相较于HJT目前遍及采用的LED光照形式本钱会更高。有沪上呆板装备理会师曾体现,跟着HJT本钱消重,更多一体化玩家会逐步进入HJT商场,加上激光LIA单机代价量的消重,国内LIA装备的分泌率将逐步晋升。
方今激光修复装备供应商仍以帝尔激光为主。2023年5月,帝尔激光正在投资者互动平台体现,公司的激光修复装备或许正在极短的工夫内杀青HJT电池的LIA经过,较守旧LED抗光衰工艺的装备上风显明。
激光融化工夫的焦点是行使脉冲激光来打穿电池后背的钝化层,变成后背接触,从而升高电池职能。
正在早期BSF(向例铝背场电池)向PERC电池转型的经过中,激光融打扮备可正在PERC电池钝化层实行图形化开槽,告竣PERC电池的高成果和高品德临盆,是光伏电池临盆线由守旧电池工夫向PERC工夫升级工业化的首要焦点装备,成果晋升约1%以上。
IBC方面,激光融化工夫可取代工艺繁复、本钱较高、难以大界限量产的守旧光刻工艺,告竣疾捷、无损、高效去膜工夫,从而到达后背P\N钝化膜层的精准融化,大幅度简化工艺、下降本钱、升高升IBC电池的比赛力。
帝尔激光于2012和2014年分手推出了研发型和量产型PERC激光融打扮备,可正在背钝化叠层上告竣疾捷高效融化,通过铝浆的烧结变成后背局限铝背场组织,晋升PERC电池的转换成果PG电子官方网站。该公司正在2022年年报中体现,申诉期内,公司的PERC激光融化、SE激光掺杂装备环球市占率遥遥当先。
此中,激光刻蚀工夫通过激光划线掀开膜层,阻断导通变成独自模块,获取子电池。钙钛矿的造备需求实行四次激光刻蚀,分手是P1-P3的平行激光划线则激光清边,重要为了封装。
激光刻蚀工夫具备本钱低、精度高、死区幼、成果上等上风,以到达钙钛矿恳求的0.3-0.5微米级别,能够无误把持P1、P2和P3线的线宽,下降钙钛矿电池的死区面积,升高光电转换成果和临盆成果。
目前,激光刻蚀已成为钙钛矿的主流造备技巧,刻蚀装备也成为钙钛矿的标配装备。
多家激光装备厂商已实行构造。譬喻德龙激光(688170.SH)2020年推出针对钙钛矿薄膜太阳能电池临盆整段装备,席卷P0层激光打标装备,P1、P2、P3激光划线激光清边装备及此中一系列主动打扮备,目前装备已进入客户量产线行使,率先告竣百兆瓦级界限化量产。
多能光电2021年已出货钙钛矿激光划线.SZ)正在互动平台体现,公司自帮研发的钙钛矿激光刻划装备2015年已告竣量产发卖,大尺寸整线激光刻划装备已正在钙钛矿头部企业交付。
一是光伏激光标配装备的领军企业将享用行业β以及与下游龙头企业的协作机遇,“譬喻依然获取验证的PERC激光融打扮备,以及正正在演绎的IBC激光开槽装备,后续另有钙钛矿激光装备的机缘等。”上述沪上呆板装备理会师体现。
二是具备增益刷新性子的光伏激光装备,需求合切降本增效以及装备进入带来的本钱加添,二者之间是否到达了肯定的平均并变成放量的节点。假若工夫途径发端放量叠加工夫刷新需求,或能为相干装备厂商带来少少功绩增量。“之前依然验证的是PERC的激光SE装备逻辑,正正在演绎的是TOPCon激光SE装备,后续还会有HJT激光转印、激光修复等装备。”PG电子官方网站设备光伏激光开发:2023年市集范围或近翻番 两大投资逻辑渐明白