資本市場的記憶,有時候是很短暫的。
時間回到2020和2021年之間,還記得當時很多人喊出了異質結元年的口号。
隻要是和異質結沾邊的公司,哪怕廠房還是個空殼,哪怕設備還沒開始招标,隻要帶上了HJT這個關鍵詞,股價都能一飛沖天。
時隔一年,2021年底開始,Topcon又成了資本市場的寵兒。
最近市場反彈,心情不錯,花點時間整理學習一下未來可能的電池片技術。
至于未來市場和工業界選用哪種技術路線,先不盲目下判斷。本系列文章以學習和記錄為主,由于非專業出身,觀點不對的地方歡迎探讨。
Topcon
現在的資本市場上,不知道Topcon,感覺不好意思和其他人打招呼。
但是,真正有多少人知道Topcon的含義?盲猜不超過20%。
Topcon=Top con?在電池片頂上(top)加個什麼縮寫是con的材料嗎?
當然不是,Topcon的中文譯名叫隧穿氧化層鈍化接觸。T(tunnel)O(oxide)P(passivated),而con(contact)不過也就是接觸的縮寫。
Topcon也不算是新技術,是2013年由德國的研究機構Fraunhofer提出來的創新性結構。
上面的圖(a)是常見的Pert結構的電池片,而右邊的圖(b)則是Topcon電池片。
兩張圖的結構很像對不對?其實Topcon就是在Pert的結構上多增加兩層結構。
這樣做的好處顯而易見:提升了開路電壓,減少了金屬電極和矽之間的界面處載流子複合造成的損失,最終提升了電池的轉化效率。
上面粗體字的部分,每個又有不同的制備技術路線,留待下次展開。
HJT(異質結)相比Topcon,異質結電池的曆史更悠久,可以追溯到九十年代。
異質結電池的英文全稱是Hetero-Junction with Intrinsic Thin-layer,所以市面上的HJT和HIT都是一回事,隻是取了不同的英文縮寫而已。
從上圖可以看到,如果說Topcon電池可以看成是Pert結構的改良,那麼異質結電池和Perc則是完全不同的結構。
本質上來說,異質結電池是一種薄膜太陽能電池。
一個典型的HJT電池是以N型矽片為基底,從内到外分别鍍上i型非晶矽薄膜、P型/N型非晶矽薄膜、TCO透明導電膜(表層可能再加鍍抗反射膜)。
從結構的對稱性上來講,異質結電池是一種上下對稱結構。也正是因為這種對稱結構,矽片上下表面受力均勻不易碎裂,可以實現矽片薄片化(從170um減薄至120um)。
生産流程簡單化,是異質結的賣點之一。雖然隻有四步核心流程,但每一步難度都不小,而且和原有技術沒有可繼承性。
清洗制絨:基本可以沿用Perc的工藝,形成鋸齒形(金字塔形)的表面。
非晶矽鍍膜:異質結的核心工藝步驟,制備不同類型的非晶矽薄膜并鍍膜,形成鈍化效果。
TCO沉積:技術相對成熟,兩種技術路線并進(RPD和PVD),用來收集載流子并向電極傳輸。
絲網印刷:整個流程的最後一步,在正反兩面分别制作電極并固化,但這一流程的低溫銀漿還有門檻和降本空間。
最後總結一下異質結的優點:高轉化效率,雙面發電,制備流程簡化(每步難度增加),矽片薄片化。
當然,設備初始投資金額高、低溫銀漿、以及透明導電膜中的稀有金屬铟(In)能不能适應大規模量産,都是亟待解決的問題。
寫在最後從短期(最近兩年)的商業化量産和降本進度來看,Topcon領先了半個身位。
而從理論轉化效率來看,異質結的上限略高。
推動技術進步、推動産業化、最終實現降本,是每一家光伏企業的追求,希望大家都有光明的未來!
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