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激光工艺与PERC技术,首家激光设备合作伙伴将亮相PV CellTech 2019

  • 2019年03月07日
  • 作者: Finlay Colville
    Finlay Colville

    Finlay Colville

    太阳能情报分析部门总监,Solar Intelligence, Solar Media

    Finlay Colville博士于2015年6月加入Solar Media(太阳能传媒),担任太阳能情报分析部门总监。Finlay Colville博士自2005年起活跃于太阳能产业,经常在全球主要太阳能会展和高水平产业聚会中发表演?#29627;?#24182;定期为太阳能?#21448;?#21644;在线新闻撰写评论文章。 此前,Finlay Colville博士曾在Solarbuzz公司担任太阳能事务部门副总监,带领Solarbuzz团队专注于太阳能市场研究和策略项目咨询。而在开始其在Solarbuzz的工作之前,Colville博士已有十余年相关业务和全球营销经验。他曾在美国Coherent Inc. 的太阳能事业部担任营销总监,负责市场商情分析和太阳能产品策略。 Finlay Colville博士拥有苏格兰格拉斯哥大学物理学学士学位和圣安德鲁斯大学非线性光子学博士学位。

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  • 翻译: Selina Shi

    Selina Shi

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PERC在中国起飞之后,中国激光集成商将成为PERC支出的受益者之一,这在?#25345;?#31243;度上是不可避免的,实际上,这正是在现实中所发生的。

PERC在中国起飞之后,中国激光集成商将成为PERC支出的受益者之一,这在?#25345;?#31243;度上是不可避免的,实际上,这正是在现实中所发生的。

2012年,光伏制造业首次引入PERC设备。当时,(武汉)帝尔激光科技开始销售用于电介质消融的激光设备。2014年之后, PERC在中国遍地开花,出货量猛增。

2012年,光伏制造业首次引入PERC设备。当时,(武汉)帝尔激光科技开始销售用于电介质消融的激光设备。2014年之后, PERC在中国遍地开花,出货量猛增。

即将于2019年3月12日至13日在马来西亚槟城举行的PV CellTech 2019大会将见证大会首个激光设备合作伙伴——武汉帝尔激光科技有限公司的参与。

鉴于当下c-Si电池加工中激光工艺的快速发展,激光设备供应商参与PV CellTech大会并不令人感到意外。但非常有趣的是,首家支持PV CellTech大会品牌的公司并非一家成熟的西方激光设备供应商,而是来自中国的帝尔激光科技。

本文概述了激光设备在太阳能行业的坎坷发展史,之后关注了帝尔激光科技当下在这一领域强劲的市场份额增长,这一增长主要得益于制造业主流工艺使用了PERC。

太阳能行业充满希望的激光成长期

笔者在开启太阳能行业生涯之前在激光行业工作,曾就职于全球大型激光供应商之一 (Coherent Inc.)。大约15年前,机缘巧合,笔者进入了太阳能行业,主要是为了解激光源和设备在电池和组件生产中会有哪些市场机遇。

在这一时期,激光实际上经历了在太阳能行业中的首次重大发展,存在着两条发展路径: c-Si电池生产前端正面边缘(结点)隔离和薄膜组件划线连接点(声名狼藉的P1、P2和P3图案制作阶段)。

由于欧洲湿法蚀刻设备供应商成功的将结点隔离转向了化学法背面工艺,因而两条路径中的第一条(边缘隔离)持续的时间相当短,表现令人失望。

当时的薄膜行业时运不佳,处于由风险资本投资的工厂扩建阶段。一百多家公司设立了薄膜厂,其中许多都使用了在大面积玻璃组件上沉积a-Si / uc-Si涂层的方法。薄膜图案制作是激光的一种实际应用,推动着薄膜厂激光设备的支出在相对较短的时间内就超过了10亿美元。

今天,薄膜工厂激光设备唯一有意义的支出是First-Solar 独家展示的Series 6产品。所有的业务都集中在一种激光集成设备上,多年来它都是First Solar优选供应链俱乐部的一部分。

在薄膜领域使用First Solar激光设备的机会不可小觑。First Solar在四年内扩建了44条Series 6新生产线,总资本支出约为25亿美元,其中约40%已在2018年年底前拨付。激光设备部件支出轻而易举的超过了1亿美元,这对于激光设备供应商来说是一项非常优质的业务。

随着所有a-Si入场者薄膜竞争力的消亡,所有的一切几乎都分崩离析。CIS/CIG不再处于日本太阳能前沿,再加上上文所述的从激光向正面/背面结点隔离化学蚀刻的转变,作为一种重要工具的激光似乎已从太阳能行业中消失,重新回到了研发实验室。而在此之前,几乎所有的先进电池概念最初都支持激光的发展。

(需要指出的是,机缘巧合之下的笔者激光-太阳能职业发展之路似乎与这一时点非常吻合,此时在太阳能行业激光已不再流行,此事择日再叙。)

这一时期出现在2012年3月太阳能股票暴跌之后,反映出平均售价的崩溃(在中国推动下,电池/组件产能过剩,后果首现),此后业内付出了12-18个月的努力以消除制造成本。

除了PECVD设备引入背面钝化涂层(现在简称为PERC)这一件事之外,先进电池的概念已不再引人注目。

PERC一手打开了激光进入GW级太阳能领域之门并将激光接触开孔推向了主流工艺的位置。最初,这只是向着更薄硅片(不能应对丝网印刷触点问题)发展的必然结果。通过在背面沉积多重优化涂层以降低损耗而带来的效率优势本身就成为PERC将硅片厚度保持在180-200微米范围内的理由。

源自欧洲,中国主导

20世纪80年代,在新南威尔士大学的研究实验室中,人们构思了PERC概念。在欧洲研究项目的支持下,PERC生产线进入了光伏产业,这些研究项目参与者包括首批启用这一技术的公司:Q-CELLS、REC Solar和SolarWorld。目前,欧洲设备供应商,尤其是德国供应商主导了c-Si生产设备。

因此,上述电池生产商的PERC生产线使用德国公司生产的激光设备不足为奇,尤其是Innolas和3D-Micromac。实际上,中国大陆/台湾地区第一家进入PERC生产领域的公司(Sunrise Global Solar)也使用了欧洲激光设备供应商的专业知识和经验。

PERC在中国起飞之后,中国激光集成商将成为PERC支出的受益者之一,这在某种程度上是不可避免的,实际上,这就是现实状况。

这里所说的公司就是(武汉)帝尔激光科技,下图显示了自2012年公司开始发运激光/PERC设备以来(最初为一家硅基组件超级联盟重要成员发运设备),用于PERC的激光设备市场份额的快速增长。当PERC进入中国时,出货量从2014年开始真正起飞。至2018年年底,帝尔激光科技的激光设备可以说是主导了与PERC相关的激光活动。

2012年,光伏制造业首次引入PERC设备。当时,(武汉)帝尔激光科技开始销售用于电介质消融的激光设备。2014年之后, PERC在中国遍地开花,出货量猛增。

其他激光工艺的新焦点,尤其是选择性发射极

虽然激光行业将PERC做为c-Si太阳能行业的首个主流激光应用产品,但这并非是在先进电池制造业的唯一一项应用。

目前,MWT电池生产出现了小规模复兴。 MWT或是太阳能电池的最终激光工艺流程:在过去的12个月中,中国已经安装了GW级水平的MWT新电池项目并计划根据市场需求升级项目。

业内追踪的另一个重要激光应用是用于选择性发射极形成的激光掺杂。人们曾将激光磷掺杂视为高效太阳能电池形成的有力候选工艺并进行了短暂尝试,但是这一工艺比2008/2009年业内引入的改进浆料的难度更高、风险更大。然而,有强烈迹象表明,中国正在进行的投资显示,这种工艺利好近期激光PERC产品的预定。

PV CellTech大会结束后,我们将在PV-Tech上对选择性发射极形成激光掺杂进行更多报道。

激光公司参与PV CellTech大会仍是路线图讨论的关键议题

PV CellTech大会于2016年召开以来,激光生产商和设备集成商一直是热诚的参会方。随着帝尔激光科技正式成为2019年大会的首家激光设备合作伙伴,我们似已成功获得了c-Si领域内所有设备制造商的支持。

在激光设备供应商加入之前,大会的早期参与方是提供化学蚀刻、沉积设备(PECVD、PVD、ALD)、熔炉(扩散、烧制)、丝网印刷机、镀铜设备,离子注入机和各种检测设备的供应商。

太阳能电池加工精度的要求越高,生产线就会越需要激光。当硅片厚度降至需要更加小心的进行表面处理时,激光工序的用处会更多。

PV CellTech 2019大会将于2019年3月12日至13日在马来西亚槟城举行。除了聆听大部分业内首席技术官和研发负责人对未来2-3年的技术路线图的预期之外,与会者还可以在此次大会上与PV-Tech的合作电池设备供应商进行交流,对希望了解行业不断提高的电池效率和性能并从中获益的人们来说,这是一个莫大的激励。

请点击此处大会网站链接预定最后数个参会席位。还可以向下滚动页面,在大会网页上找到所有与PV CellTech 2019大会合作的所有公司的网站主页。

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(责任编辑:Selina Shi)

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