光伏电池片设备是实现光伏电池片技术关键，助力光伏行业降本增效
思瀚产业研究院 拉普拉斯    2023-09-29

（1）行业技术水平及特点

现阶段光伏电池片设备技术变革主要是聚焦新型高效光伏电池片生产所需要的核心工艺设备，产业参与者需具备对行业发展趋势、客户深层次需求的理解能力，并具有深厚的技术沉淀、经验积累及量产落地的能力，具有较高的准入门槛。

当前规模化量产的光伏电池片正处于 PERC 向 TOPCon、XBC 等新技术演进阶段，电池片厂商需要平衡好技术成熟度、经济效益等多个因素，对上游设备厂家提出更高的综合性解决方案要求。设备厂商需要配合下游进行持续的验证和优化，不断对解决方案进行迭代，以实现降本增效目标的持续推进。此外，由于不同下游厂商可能采用不同的工艺路线或者工艺细节，设备具有一定的定制化特点。

（2）光伏电池片发展进程

近年来，光伏电池片技术呈现出持续的创新和变革趋势，PERC 替代 Al-BSF成为目前最为成熟的技术路径。随着 PERC 的量产效率已经逐渐接近理论极限转换效率，以 TOPCon、XBC 和 HJT 为代表的新型高效光伏电池片技术进入规模化量产阶段。

（3）LPCVD 和硼扩散设备是制备 N 型新型高效光伏电池片 TOPCon 及XBC 的核心工艺设备

①TOPCon 和 XBC 的核心工序设备情况

TOPCon 电池片由 PERC 电池片的基础架构升级而来，主要差别在于硼扩散与隧穿氧化及掺杂多晶硅层的制备：

①由于衬底硅片由 P 型变为 N 型，所以需要在衬底表面进行硼扩散以制备 P+发射极；

②背面由隧穿氧化及掺杂多晶硅层构成，以多晶硅层的制备方式划分，主要分为三种技术路线，分别为 LPCVD、PECVD 及 PVD，其中 LPCVD 相较于 PECVD、PVD 在技术成熟度、成膜质量（均匀性好、致密度高）方面具有优势，随着石英管寿命的提升以及双插工艺（双插，即一个舟齿放置两块硅片，相较于单插，硅片放置量提升一倍）的不断成熟，LPCVD 已成为下游客户的主流选择。

除上述外，TOPCon 生产过程涉及的其他设备则与 PERC 大体相同，主要环节包括清洗制绒、刻蚀、正面氧化铝（Al2O3）沉积、双面氮化硅（SiNx）沉积、丝网印刷等。

XBC 电池片制造工序较 PERC 差异较大，但也需要使用 LPCVD 制备隧穿氧化和掺杂多晶硅层，N 型 XBC 则还需要硼扩散设备进行硼掺杂。

②硼扩散设备是制备 N 型电池片 PN 结的主要设备

N 型光伏电池片具有高转换效率、低衰减率、弱光效应好和低温度系数等优势，但是，N 型硅片需要在硅片表面扩散硼元素以达到形成 PN 结的目的，而硼扩散设备一直是困扰 N 型光伏电池片量产的难题。

硼原子相对于其拟扩散进入的衬底硅原子而言，原子质量较小，对硅原子的替代需要更高的能量，硼扩散工艺相对于磷扩散需要的温度更高（由 850℃上升至 1050℃左右），且扩散时间长，工艺难度大，设备维护费用高。

行业内原有工艺采用三溴化硼作为扩散硼源，通过氮气携源的方式通入设备，其通入状态为小液滴，在扩散过程中，容易造成硼源在硅片表面分布不均匀，导致形成的 PN结不均匀，同时产生的副产物为粘稠状物质，设备需要频繁维护，稼动率低，运营成本极高，难以实现大规模量产，主要用于研发。

③LPCVD 是制备高质量隧穿氧化及掺杂多晶硅层的成熟设备

目前N型电池片隧穿氧化及掺杂多晶硅层制备的技术路线分为LPCVD方案（LPCVD+磷扩散设备）、PECVD 方案（PECVD+退火）、PVD 方案（PVD+退火）。LPCVD 凭借技术成熟、成膜质量高、产能大等优点成为下游客户最主流的解决方案；PECVD 方案则在成膜效率方面具有一定优势，部分厂商也进行了采纳；少部分厂商基于 PVD 低绕镀等优势则选择了 PVD 方案。

（4）热制程设备和镀膜设备是光伏电池片产线核心价值组成部分

就一般电池片制备工艺而言，热制程设备包括硼扩散设备、磷扩散设备、氧化、退火设备，镀膜设备主要包括 LPCVD 设备、PECVD 设备及 ALD 设备。从公开信息披露的生产线设备价值量分布来看，热制程和镀膜设备是价值的核心组成部分。

来源思瀚发布《2023-2028年中国光伏电池片行业市场现状与投资前景预测报告》