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PERC能改TOPCon?业内专家:能,但未必都值得!

来源:全球光伏

时间:2022-12-29

在异质结与TOPCon的PK中,普遍认为TOPCon不仅新产线投资成本低于异质结路线,还具有另一项异质结不具备的优势:TOPCon路线可以延续原有PERC产线的基本配置,另外投入5000 – 8000万即可升级成为TOPCon。

具体来说,就是在原有p型PERC的工艺基础上,将磷扩散改为硼扩散,增加隧穿氧化层,沉积多晶硅的制备步骤,沉积掺杂n+非晶硅或微晶硅层,取消激光开槽。相比异质结路线几乎全部都是新工艺、新设备的高投入,效率相近、技术成熟度相近的TOPCon路线似乎具备先天性的优势。

但原有的PERC真的都能改TOPCon吗?来自正泰新能的制造专家陆振宇告诉记者:能,但未必都值得。

不要简单地理解为所有老PERC产线都能加一些设备升级到TOPCON,这里有几个问题。

1.老产线是否预留TOPCON空间。

和异质结相似,TOPCon技术也被行业实践了多年,中来、林洋多年前便高举TOPCon的大旗。但多年的曲高和寡,直到2021年晶科坚定选择TOPCon路线后,才引来了天合、晶澳、阿特斯、正泰新能、尚德的大合唱。

因此,在头部企业明确选择TOPCon路线之前,几乎所有的PERC产线投资都很难前瞻性地预留TOPCon的升级空间的。陆振宇介绍,一般只有最近1-2年建设的PERC产线才可能有预留。像晶科、通威这样比较早对TOPCon感兴趣的企业,可能会考虑这一点。而像阿特斯等本来就对异质结感兴趣的企业,大概率是不会预留的。

TOPCon技术需要的设备、工艺步骤更多,因此需要的空间也就更大。对于讲究精益生产的光伏制造来说,如果为了预留空间而将物料传递的距离提升几倍,这在设计上不太容易实现。而且,电池制造不同于组件,连续衔接性强,现场暂存、缓冲区域少,也没有那么多的可利用空间。

如果老产线没有预留足够的空间怎么办?陆振宇表示:要么把几条产线搬出车间,要么把产线的一部分搬出车间,腾出空间来做改造施工。

但根据这两年的光伏发展情景,电池、组件的生产基本都处于一个满负荷的状态,停下几条线就意味着全车间的停产,陆振宇认为这个损失也是很大的。

2.尺寸的兼容。

尺寸之争持续了约3年时间,2020年下半年之后的设备选型一般都以182兼容210为主。

在从第一代电池技术向异质结、TOPCon第二代电池技术的更替中,TOPCon由于风口来得较晚,因此基本上躲过了大尺寸之争,能够升级到TOPCon路线的PERC设备也基本上是兼容182/210。但异质结显然没有那么幸运,据悉异质结的一些头部企业,其产品仍基本是166,而如果想升级到210/182,显然又面临着一轮新的设备投资。

但如果要通过更早的PERC老产线改造升级来实现TOPCon的话,就不得不面临一个新问题:那些老产线要么是以前的158改造过来的166,要么是2019年前后新投资的166但仍需改造才能升级到182。

如果需要再次改造才能升级到182的话,那又是一笔新的投资,无论是从设备的可靠性,还是从设备的兼容性等方面综合想想,是不是有点顾虑?

3.新旧产能的匹配。

光伏产业技术可谓日新月异,不只是产品的更新换代上,还表现在生产工艺、生产设备、产能的不断升级上。每一次升级,都代表着提质增效和降本。

陆振宇介绍,现在新的TOPCon产线上与原PERC产线相似的设备都已经改造升级过了,产能已大大提升。例如扩散设备,新的扩散设备产能比原来增加30%的产能。如果在原PERC产线上通过改造来升级到TOPCon,势必会带来同一产线前后工艺产能不匹配的问题,老产线的低产能浪费了新设备的潜力。

而如果一个企业同时有两条产线,一条老线改造(老PERC线+新增设备升级)和一条新线(全新设备),新线上的产能会更高,运行可能更稳定,运营人员会更喜欢用新线。但既然选择老线升级,肯定是认为设备投入成本更低,折旧分摊也就更低。带来的结果就是制造成本的计算方法混乱,生产计划管理更复杂。

4.新旧产线制程不同与质量差异。

从理论上讲,将原有的PERC产线改造升级为现在的TOPCon产线,只需要新增三道工序,删掉原有两道工序,调整原有一道工序,但这只是对老产线最大程度保留下的TOPCon产线最基本配置。从下图我们来看一下标准的PERC产线和TOPCon产线的差异:

可以看出,TOPCon路线在扩散、氧化、本征沉积、离子注入、退火、丝印与烧结AlOx&SiNx等方面都有增加、替代或其它细微差异。毕竟原来的PERC设备都是为PERC工艺而开发,TOPCon设备则专为TOPCon工艺而开发。

如果需要更精细一些,那可能连“光再生”、“测试”工艺的设备都需要替换。TOPCon的弱光响应明显优于PERC,这是公认的事实,因此针对TOPCon的专用测试设备也已商业化。

当一个本来专用于PERC的设备,因为某些通用性而被用于TOPCon,其对质量的影响到底有多大呢?延伸一下,当整条产线上专为PERC而开发的设备,因为某些通用性而被转为TOPCon,其对质量的影响到底有多大呢?

正泰新能陆振宇告诉记者,目前正泰用全新产线生产的TOPCon电池,效率都在25%以上,预计到2023年下半年,TOPCon有可能达到 25.5%以上。这期间PERC技术由于工艺、设备的改进,效率也会提升,从现在的23.3%左右提升到23.5%左右。

“如果用原有的PERC产线改造,依靠原有的PERC设备+新增设备,可能很难达到25%的效率”,陆振宇这么认为。

制程差异、设备差异、设备不同的老化程度,都会对电池的效率产生影响,甚至还会影响批次的稳定性,带来新旧产线间的效率性能差异。从这些角度看,老产线改造是一种办法,但未必是值得做的办法。

5.老产能或成为负担

从晶科大手笔进军TOPCon来看,其在滁州的产能都属于新线产能,而现在行业中能看见的新建线数量也远远大于改造线,目前公开信息可知的改造线只有润阳的5GW。

从电池技术的迭代周期来看,TOPCon在2023年产能会在150GW左右,市占率会在25%左右,因此PERC技术在未来两年内仍有利用价值。在这个时候急着把PERC改造成TOPCon,不仅不能最大限度地回收老投资,还可能在每瓦成本上不如同行。

这些都从一定程度上反映了下游可能不会简单地走老PERC+新设备这个改造的路子。而两年之后当PERC产能被动过剩,并将告别历史舞台时,TOPCon路线可能在设备、工艺上又有了一轮新的迭代。那时候,老的PERC产能还有多少可用性?

“行业现在面临一个很尴尬的场景”,陆振宇感叹道,“一方面制造业都希望现有设备和技术能最大程度、最长时间地被利用,另一方面,光伏行业的技术更新就是与日俱进”。感叹的同时,陆振宇又不禁庆幸:“正泰新能正好赶上第二代电池技术落地的时机”。

作为全球光伏组件出货量TOP10以及中国市场光伏组件出货量TOP10的龙头企业之一,正泰多年来在刷出存在感的同时,并没有盲目扩张,在第二代电池技术落地之际,正泰选择了TOPCon,而不用背历史产能的包袱。

但并非每家企业都像正泰那般“幸运”。根据统计,到2021年底,全球组件产能约470GW,产量在210GW左右,其中TOPCon的产能预计在10GW左右。2020年底,全球光伏组件产能约320GW,这些基本上都不太会留TOPCon接口。

巨大的历史产能,离退出历史舞台还剩下两年的时间窗口。两年后行业将出现300GW以上的PERC鸡肋产能,与其食之无味,或许不如打包一下到全世界吧。毕竟30年前的中国,不也是这样被人玩的吗?


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