20220516-天风证券-机械设备行业专题研究_ibc电池与钙钛矿电池_未来电池片技术将如何演绎__26页_1mb

报告摘要

本报告分析了IBC电池与钙钛矿电池作为未来高效电池片技术的潜力，探讨了其技术特点、制备工艺、商业化尝试及设备需求。

IBC电池：一种将p+掺杂区域和n+掺杂区域均放置在电池背面的高效太阳能电池，可显著提升短路电流、填充因子和开路电压，从而提高能量转化效率。
钙钛矿电池：采用具有钙钛矿晶体结构的有机无机杂化材料作为吸光层，具有高光电转换效率、低制造成本、轻质、柔性及多样化应用等优势，但存在稳定性差、制备技术不成熟及环保问题等缺点。
技术路线：IBC电池有经典IBC、TOPCon-IBC（TBC）、HJT-IBC（HBC）等工艺路线；钙钛矿电池则通过不同制备方法如旋涂法、SCD、板压法及气固反应法进行生产。
商业化尝试：部分企业已开始钙钛矿电池的中试及量产尝试，但目前仍面临技术与成本挑战。
设备需求：IBC电池及钙钛矿电池的制备涉及多种先进设备，如PECVD、激光开槽、PVD、RPD等，相关设备厂商将受益于技术发展。

优点：
- 正面无栅线遮挡，减少遮光电流损失。
- 可优化表面钝化与陷光结构，提升Voc与Isc。
- 外形美观，适用于光伏建筑一体化。
缺点：
- 对基体材料要求高，需高少子寿命。
- 工艺复杂，制作成本较高。
工艺流程：
- 包括背面扩散、钝化、金属化等关键步骤。
- 丝网印刷、激光、离子注入是主要的N-P结形成方式。
- 钝化技术包括化学钝化（如SiNx氢钝化）和场钝化（如SiNx正电荷屏蔽）。
国内产能布局：
- 隆基股份计划2022年扩建HPBC产线，预计产能达4GW。
- 中来股份、中环股份、国电投等也在布局IBC电池生产。

优点：
- 光电转换效率高，实验室最高效率达29.15%。
- 液相法制备成本低，适合大规模生产。
- 轻质、柔性，可应用于多种场景。
- 可实现彩色和半透明，拓展应用范围。
- 室内弱光环境下性能优良。
缺点：
- 稳定性差，易发生水解、氧化及二次反应。
- 制备技术尚不成熟，存在涂覆不均问题。
- 实际组件效率低于单体电池，且需使用TCO材料造成光损失。
- 铅卤钙钛矿材料存在环保问题。
制备方法：
- 两步溶液旋涂法：分别旋涂PbI2和CH3NH3I，形成钙钛矿薄膜。
- 软膜覆盖沉积法（SCD）：利用PI膜阻止溶剂蒸发，制备大面积、均匀的钙钛矿薄膜。
- 板压法：通过加压使前驱液均匀扩散，晶粒尺寸大且薄膜均匀。
- 气固反应法：利用化学气相沉积，在真空环境中形成钙钛矿薄膜。
研究突破点：
- 缺陷钝化技术是提升效率与稳定性的关键。
- 钝化剂包括非化学计量前驱体、碱金属元素、有机分子、路易斯酸/碱及疏水基团材料。
商业化尝试：
- 英国Oxford PV公司已实现28%的钙钛矿/HJT叠层电池效率，并计划建设250MW产线。
- 杭州纤纳光电、黎元新能源、协鑫纳米等企业在推进钙钛矿电池的中试与量产。