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制造商具有省级技术中心(光伏薄膜沉积设备:市场规模将破百亿,国产设备厂商开始发力)

发布时间:2024-04-17 12:54:44 制造技术 259次 作者:装备制造资讯网

薄膜沉积是指在基底上沉积特定材料形成薄膜,使其具有光学、电学等特殊性能。

按原理不同,薄膜沉积可分为物理气相沉积(PhysicalVaporDeposition,简称PVD)、化学气相沉积(ChemicalVaporDeposition,简称CVD)和原子层沉积(AtomicLayerDeposition,简称ALD)。

制造商具有省级技术中心(光伏薄膜沉积设备:市场规模将破百亿,国产设备厂商开始发力)

其中,光伏薄膜沉积设备主要应用于太阳能晶硅电池片的制造环节,伴随光伏电池由P型向N型的升级,TOPCon所采用的薄膜沉积设备投资占比将从25%提升至35%左右,HJT投薄膜沉积设备投资金额占比更是高达50%。招商证券预计2022年光伏薄膜沉积设备市场空间约为66亿元,2023年有望超百亿元。

1.PVD:适用于钙钛矿的多个环节

PVD主要包括真空蒸镀(VacuumEvaporation)、磁控溅射(MagnetronSputtering)、电弧离子镀(ArcIonPlating/Deposition)三种方法。其中,真空蒸镀和磁控溅射是较为常见的两种方法。

真空蒸镀法又称真空镀膜,是在真空环境中对有机发光材料加热,使之气化后粒子沉积到基片表面成膜的工艺,也是PVD技术中发展最早、应用较为广泛的镀膜技术。

从光伏电池的应用情况来看,链式多腔PVD真空镀膜设备主要应用于HJT的第三道生产工序。通过磁控溅射技术或RPD(离子反应镀膜)技术,在非晶硅钝化异质结电池正背面沉积TCO透明金属氧化物导电膜,主要为75-80nm厚的ITO氧化铟锡膜,用于纵向收集载流子并向电极横向传输,同时减少入射光学反射。

得益于蒸镀在大面积薄膜制备上具有优势,且适用于TCO玻璃基板层、空穴传输层、钙钛矿层等多项镀膜环节,有望成为钙钛矿的主流镀膜技术。

2022年11月,奥来德(688378.SH)发布公告称,拟使用超募资金4900万元投资建设新项目,其中包括2900万元的钙钛矿结构型太阳能电池蒸镀设备的开发项目。该项目将用于钙钛矿太阳能电池工艺的薄膜的制备方法和设备,打破进口依赖,实现自主可控。

磁控溅射法是在传统溅射基础上,利用磁场提高溅射效率,使入射粒子不断轰击ITO靶材,将靶材原子溅射出来并沉积到衬底表面,进而实现TCO导电薄膜的制备。该方法的优势在于设备成本低,工艺稳定、具有更快的薄膜沉积速率,而且能满足大规模产业化要求。

磁控溅射作为一种成熟的薄膜制备技术,在制备钙钛矿电池方面具备较大的应用潜力。与真空蒸镀技术相似,磁控溅射也出现在钙钛矿电池空穴传输层、电子传输层、背电极等多个环节。

此前,北京大学邹德春教授提出,通过磁控溅射制备了高质量钙钛矿薄膜,实现成分可控,无溶剂,大面积和批量生产。实验结果表明,通过磁控溅射制备的钙钛矿薄膜的功率转换效率(PCE)为6.14%。

现阶段,PVD设备的价值量较高。板硝子(日本玻璃制造商)欧洲技术中心报告显示,一条光伏用TCO镀膜玻璃的磁控溅射产线(包设备)投资约4000万美元。

相关设备厂商中,海外进程较为领先。

德国的冯·阿登纳(VonArdenne)拥有超过50年的电子束工艺经验以及40余年的磁控管技术能力,是薄膜光伏领域玻璃镀膜系统和设备的领先供应商之一;美国应用材料(