光伏產品調研報告的範文

國產光伏電池製造設備生存現狀

光伏產品調研報告的範文

根據IMSResearch的研究,20xx年太陽能光伏製造設備的市場可能減半。由於太陽能光伏製造設備新需求顯着下跌,市場存在的現有設備的換代和升級需求有限,預計20xx年市場下跌超過55%。

近幾年來,太陽能光伏產品製造商紛紛投入巨資購買新光伏設備擴大產能,以此來擴大市場份額,同時讓自己成爲可靠的大批量供貨商。雖然,這爲最近太陽能光伏電池製造設備市場的繁榮起到了推波助瀾的作用,但是,這也導致了目前光伏設備製造商的產能過剩。

高級研究分析師TimDawson說:“根據IMSRsearch的估計,光伏電池製造設備市場收入在2011年達到創紀錄的128億美元,20xx年將會僅僅超過57億美元。大規模產能過剩,再加上需求下降,生產商在可能的情況下,要麼推遲要麼取消了光伏製造設備的訂單,至少短期內事實情況就是這樣。

從長遠來看,2013年光伏行業恢復增長是必然的,但是並不能預測將會出現強有力的V型復甦。光伏製造設備市場將會穩步恢復。畢竟,光伏生產商依然會希望再次在新設備上投資以保持競爭力,改善生產流程,提供電池效率,最終減少每瓦成本。

目前,我國光伏設備企業從硅材料生產、硅片加工、光伏電池片、光伏組件的生產以及相應的純水製備、環保處理、淨化工程的建設、以及與光伏產業鏈相應的檢測設備、模擬器等,已經具備成套供應能力,部分產品如擴散爐、等離子刻蝕機、單晶爐、多晶鑄錠爐、層壓機、檢測設備等開始出口。值得一提的是,硅材料加工設備中單晶爐以優良的性價比佔據了國內市場的絕對統治地位並批量出口亞洲,多線切割機已取得突破,多晶硅鑄錠爐已經開始大量在國內企業中使用。

據中電四十八所提供數據顯示,在10個太陽能光伏電池製造生產線設備中,國產設備已能提供其中的8種,其中有6種(擴散爐、等離子刻蝕機、清洗/制絨機、去磷硅玻璃(PSG)設備、低溫烘乾爐)已在國內生產線上佔據主導地位,2種(管式PECVD、快速燒結爐)與進口光伏設備並存但份額正逐步增大。但是,全自動絲網印刷機、自動分揀機、平板式PECVD仍然依賴進口。目前國內光伏電池注流建線方案爲國產和進口設備混搭,基本以國產爲主。設備投資方面,一條25MW的標準生產線需3400—6000萬元。

我國光伏電池製造設備的技術水平

首先,在溼法腐蝕、清洗設備、擴散方面,主要是自動制絨設備、自動清洗設備、全封閉擴散爐、刻蝕機、去PSG設備等國內已經能夠製造,已經達到世界先進水平,且性價比優勢十分明顯;國產PECVD(管式)的工藝結果已接近世界先進水平,這是這種設備的優勢。但它的自動化程度(自動裝卸片)不如進口設備(進口設備如德國Centrotherm公司產品,售價是國產設備的三倍左右),平板型PECVD目前國內已有企業生產,有待進一步驗證;第三,國產絲網印刷機(只有手動),與進口自動化產品的差距也是在自動裝卸片(機械手)和自動檢測手段上,全自動絲網印刷機已有企業生產,工藝有待進一步驗證;第四,高溫燒結爐技術提高,開始批量在大線上使用;第五,自動檢測分揀設備目前國內已達到國際中等水平。

然而,儘管國產太陽能光伏設備在國內用戶中已建立起良好的信譽,得到業界的廣泛認可,越來越多的客戶從價格適中、性能良好、技術不斷進步的國產設備中受益。但我們也應該看到,國內半導體設備廠商在整體技術水平尤其是尖端技術水平上和國外廠商尚有差距。業內專家指出,國產太陽能光伏設備的競爭力不完全在於設備的性能指標,而在於設備的性能價格比。成本是太陽能光伏產業的終極目標,業內有句話,光伏設備沒有最好的,只有最合適的。據瞭解,建設一條太陽能電池生產線,70%以上的投資是用來購買設備,而國產設備的價格平均只有國外產品的1/3—1/2,採用國產設備輔以少量進口設備,可以將建線成本降低一半以上。

清洗/制絨設備:單晶硅光伏電池槽式基本國產,多晶硅電池連續式進口居多

當前環境下,國內清洗設備企業正直面生存和發展的問題。調查中發現,面對這場全球性的危機,電池清洗設備企業在擔憂的同時,應對未來發展持謹慎樂觀態度。擔憂的是這場風險對那些發展不好、實力不強的企業影響很大,樂觀的是清洗機行業仍然是全球和我國持續發展的新材料產業。過去幾年來,清洗機國內產量快速增長和外貿出口量不斷加大,產業不斷擴張,這造成了當前大量清洗機開始“倒向”國內市場。國內清洗機行業因國內外市場的需求萎縮,企業出現限產和停產的狀況。

在太陽能電池企業,目前在清洗制絨方式上採用的設備方式一般有三種:一種是效率不高但很實用的手動操作清洗設備;第二種是分體式全自動清洗,即清洗、制絨工序各用相關設備;第三種是目前較流行的一體式清洗機,從研磨片到電池片一步到位。以上三種方式各有利弊:手動操作儘管慢,但對於產量不大,人力成本低的廠家來說是很好的選擇;分體式清洗機對硅片參數要求不高,效率也比較高,較容易找出電池片出問題的所在;一體式清洗機效率高,自動化程度高,但對硅片尺寸要求嚴格,維護起來也不太方便。

制絨工藝比較複雜,不同公司有各自獨特的制絨方法。基本的工藝流程爲:上料→HF+HNO3腐蝕→QDR+氮氣鼓泡+噴淋→KOH腐蝕→QDR+氮氣鼓泡+噴淋→HCl腐蝕→QDR+氮氣鼓泡+噴淋→下料→離心機甩幹(離線)。使用到的化學添加劑有兩種,一種是IPA(異丙醇),另一種是工業酒精。目前國內的清洗制絨設備以達到了國際先進水平,體現在以下方面:全程PLC控制,觸摸屏操作;採用新型勻液及風道設計技術,降低清洗成本,減少污物的排放;新的密封隔離技術的使用,杜絕了生產過程中的微漏,保護整體電氣系統的安全;槽體配置可實現腐蝕後殘留在片子上的化學液及污染顆粒的沖洗祛除功能;大多采用機械手方式移動,工藝時間可以自行調節;酸鹼槽具有自動補液裝置,可實現無間斷生產;整個清洗、制絨過程中使用環保的清洗制絨液,降低了後續處理成本;最重要的是融合熱氮烘乾功能,取代甩幹機,大大降低了碎片率。以上技術在調查中,基本以槽式機爲主,在溼法制絨(連續式)及等離子(幹法)制絨機方面國內正在研發,試驗工藝已取得一定進展。

國內清洗制絨設備企業

國內清洗制絨設備生產企業有以下三種狀態:一是從國有企業轉型的老牌電子或半導體設備製造企業,代表企業有:中電四十八所(能提供完整的電池生產線)、西北電子裝備技術研究所(中電二所)、中電四十五所、保定天威新能源等;二是新近崛起的典型電子或半導體企業,代表企業有:北京七星華創、深圳捷佳創、北京華林嘉業、北京中聯科利、蘇州華林科納、青島賽瑞達等;三是水處理或超聲波設備公司轉型,代表企業有:深圳市恆通源、深圳市和科達、張家港聲達超聲設備、深圳市超純水、深圳市純水一號、張家港德科超聲、上海睿鵬清洗設備等。

擴散爐:經歷了開管——閉管——全封閉擴散三個階段,絕大部分電池企業採用國產裝備上個世紀60年代由於國產光伏電池裝備技術落後,無法滿足電池工藝生產,一些電池廠家先後從國外引進了鏈式擴散設備。1965年以前,這是我國擴散爐出現階段,擴散爐隨着半導體工藝的產生而出現,這一階段的國產擴散爐水平與國外水平差距不大。進入80年代我國電子工業專用裝備取得長足進展,電池生產用擴散設備回到管式擴散。2001年,中國電子科技集團48所與無錫尚德公司的攜手合作拉開了我國光伏電池生產用擴散設備技術與配套工藝飛速發展的序幕。短短的幾年時間裏,我國光伏專用擴散設備經歷了從處理125mm×125mm、156mm×156mm方硅片向210mm×210mm方硅片躍進;擴散的質量從原來的單片和整管擴散均勻性在7%以內的水平,提高到目前單片和整管擴散均勻性在4%以內的國際先進水平;擴散方式從原來的開管擴散到現在的環保、潔淨、節能、安全的全封閉擴散;單批次產能從原來的150片、200片、300片發展到日前的400片;控制方式從原來的手動、PLC半自動控制到日前的微機全自動控制。目前我國光伏電池裝備市場上共有各類擴散設備上千多管,其中85%左右以處理125mm×125mm電池片爲主,兼容156mm×156mm電池片,這其中又有90%以上爲微機自動控制設備,只有不到10%爲手動或PLC半自動產品。

技術特點在整機設備向全自動化、高生產效率、低成本擴散、操作人性化發展的同時,其核心單元技術如溫度控制將不可避免地採用更精細的控制方式(內外熱偶串級控制技術等)。通過對加熱部件和負載同時監控,確保實際工藝溫度長期重複、穩定可靠;工藝氣體流量控制將從目前的模擬向數字MFC(質量流量控制器)發展,以實現更穩定的工藝氣體流量控制。今後幾年內,整機將向減壓擴散、立式擴散、鏈式擴散等方向發展,以適應12"及更大尺寸硅片的工藝要求,其單批次處理能力將達到更高的600~800片/批次。

國內擴散爐生產企業推薦

1、中電四十八所(長沙):中電四十八所事業二部承擔着擴散爐等其他太陽能光伏設備的生產,2008年,成功研製出了新型閉管擴散爐——全封閉推舟軟着陸擴散爐,2008年銷售數百臺之多,截至目前市場佔有率在80%左右。包括其他光伏設備在內,2008年銷售收入達10.15億元,新簽單5億多元。另外,2008年相繼爲江西佳輝、神州光電等單位數十條生產線提供了除絲印機之外的整線裝備。今年一季度,中電四十八所銷售額達到收入4.1875億元,比去年同期增長70%以上,真正實現了在金融危機影響下彎道不減速。四十八所新型擴散爐,單管產能高達400片,在產能提高33%的同時,能源消耗降低50%以上,廢氣排放降低到原來開管擴散的1/10,能耗降低20%左右,平均單位擴散成本降低20%以上。成功突破了爐門自動密封、尾進尾出送氣、廢氣自動收集、三維送片機構調整等多項關鍵技術。達到國際先進水平的`大生產用新型太陽能電池生產專用擴散設備,價格卻只有進口同類設備的1/3。

2、北京七星華創:北京七星華創電子股份有限公司(簡稱“七星電子”)傳承五十多年電子裝備及元器件的生產製造經驗,於2001年9月成立。七星華創於2007年研製出新型擴散爐,具有四套獨立的工藝爐管,關鍵件全部採用進口件,採用進口智能控制器,可輸出四個開關量,對爐溫、閥門動作進行自動控制,並管理全部工藝時序,可編輯存貯十條工藝曲線實現爲實現閉管擴散工藝,所以必須進行爐口密封,在這方面,七星華創經過無數次的試驗,包括數次失敗的考驗,最終解決了這個棘手的難題:即在沒有任何水冷條件下,在工藝溫度高達900℃時,採用普通氟橡膠密封圈能夠使工藝管密封,並能夠長期工作。

3、株洲衆欣科技:株洲衆欣科技專注於磁流體領域,公司創辦人羅喜梅女士是國內第一個把磁流體技術進行產業化生產並運用到真空領域的研發型企業家。2007年,衆欣科技通過和國內的大專院校的多名專家學者細緻交流,然後進行了大量的市場實際調查,衆欣科技認爲擴散在電池片當中,起到決定性的作用。從提高轉換率以及降低生產成本出發,在現有市場上使用的擴散爐技術方面進行了革新,成功研發出新型“氣旋動態”擴散爐,截至目前已成功銷售3臺臥式“氣旋”擴散爐。對於“動態”擴散的定義,衆欣科技是這樣解釋的,這是一個相對的概念,主要是針對硅片而言,現在市場上的硅片在擴散的過程當中都是靜止不動的,而衆欣的動態擴散,就是硅片在整個擴散過程中是一個運動的狀態。由於硅片主動地尋找擴散,而不是象原來的被動擴散,所以這個動態擴散的均勻性在遠離上面確實可行,該擴散爐最大的特點體現在擴散的效果上:保持方塊電阻片內均勻性在3歐姆之內,源的使用量減少使用量三分之一。今年七月,衆欣科技將爲湘潭一企業提供六管動態擴散爐,即25MW生產線。同時,根據市場的需要,衆欣科技也可以提供動態擴散改造服務,爲電池片生產廠家節約大量的生產成本和運行費用。

4、青島賽瑞達:青島賽瑞達設備製造有限公司由北京昊海立德科技有限公司注資的高新技術企業,是集開發、生產、銷售爲一體的專業廠家。具有自主研製、設計和開發半導體專用工藝設備、包裝機械、智能化儀表等產品的能力,同時可根據用戶的不同需求進行設計和開發,並且具備改造、裝備國外二手設備的能力。該公司擴散爐爲閉管磷擴散,帶有工藝廢氣冷卻定向回收裝置,偏磷酸、CL2分開收集處理,工藝廢氣集中收集從尾部定向排出,各種工藝氣體可分開送入石英管內,工藝氣體(三氯氧磷)可採用噴淋式方式引入到石英管內,採用懸臂式推拉舟送取電池片,另採用側面佈局的懸臂推拉結構,可有效的防止偏磷酸下滴,造成推拉機構受腐蝕,影響推拉機構的精確性。

等離子刻蝕機——幹法腐蝕設備全部國產爲主,少量溼法腐蝕設備需要進口

由於在擴散過程中,即使採用背靠背擴散,硅片的所有表面包括邊緣都將不可避免地擴散上磷。PN結的正面所收集到的光生電子會沿着邊緣擴散有磷的區域流到PN結的背面,而造成短路。因此,必須對太陽能電池周邊的摻雜硅進行刻蝕,以去除電池邊緣的PN結。通常採用等離子刻蝕技術完成這一工藝,等離子刻蝕是在低壓狀態下,反應氣體CF4的母體分子在射頻功率的激發下,產生電離並形成等離子體。等離子體是由帶電的電子和離子組成,反應腔體中的氣體在電子的撞擊下,除了轉變成離子外,還能吸收能量並形成大量的活性基團。活性反應基團由於擴散或者在電場作用下到達SiO2表面,在那裏與被刻蝕材料表面發生化學反應,並形成揮發性的反應生成物脫離被刻蝕物質表面,被真空系統抽出腔體。在等離子體刻蝕機使用過程中,等離子體不能一直保持在某一穩定狀態,有許多因素會對刻蝕機系統產生擾動,如刻蝕機的定期維護(PM)、反應腔室內壁聚合物的沉積、設備部

件的老化(傳感器及各種其他容易磨損的部件),以及未經測量的進入反應腔室的晶片狀態的差異等。在不同的時間尺度範圍內,刻蝕機產生漂移的原因是不同的,因而需要採用相應的控制類型加以控制。PM與PM之間,刻蝕機要經歷定期的清洗、部件的更換和維修等,這些都能對刻蝕工藝產生影響。刻蝕機定期維護的目的是讓反應腔室每次都能恢復到同樣的理想狀態,而這通常是很難達到的。因而會在前一個刻蝕機定期維護快結束之時到下一次刻蝕機定期維護開始後的一段時間發生工藝狀態的不連續。在一個刻蝕機定期維護週期之內,刻蝕機狀態的改變主要是由於刻蝕產生的殘餘聚合物在反應腔室內的沉積,以及易損件及可更換部件的磨損所引起的。

幹法刻蝕(ICP)是目前主流的刻蝕設備工藝,它採用射頻輝光放電將參與反應的化學氣體電離形成等離子體,通過對刻蝕參數精確的控制和測量,把光刻形成的電路圖轉移到硅片上形成三維結構。其間融合了等離子體、射頻、超高真空、自動化控制等多種尖端技術,是電池片製造過程中至關重要的一環。綜觀國內刻蝕設備生產企業,具有以下特點:採用片架旋轉密封技術,提高刻蝕的均勻性;硅片放置自動壓緊技術,減少了鑽蝕風險;ICP技術的形成及引入,提高了設備的各種效率;特別是大容量反應室的設計,大大提高了電池片的處理能力。

國內等離子刻蝕機設備企業推薦

1、中科院微電子研究所:中國科學院微電子研究所“六五”、“七五”、“八五”、“九五”一直承擔等離子刻蝕技術領域的國家科技攻關項目。研究成功深亞微米刻蝕技術並先後研製生產了實驗研究用RIE、MERIE和ICP高密度等離子體刻蝕機系列。該研究所的SE-3型刻蝕機通過PLC完成刻蝕太陽能電池的程序控制功能,能完成除了裝片和卸片以外的全部生產過程的連續動作和自動保護等功能。具有良好的人機界面,使用方便、重複性好。另外,該機型因鑽蝕引起的硅片邊緣損耗小(約1mm左右),有利於提高太陽能電池片的效率,且每批的一致性相當好,刻蝕片超過500片/次,工藝過程全部實現自動控制。

2、中電四十八所:四十八所刻蝕機具有以下特點,採用立式感應耦合等離子體(ICP)技術;工藝過程全自動控制,壓力閉環全自動控制;工藝重複性好,刻蝕速度快(6寸電池片1200片以上/每小時,5寸電池片2000片左右/每小時);批處理時間短、產量大;所有電氣元件均採用插拔式,便於維修和更換;適用於大批量生產。真空泵是幹泵,MFC、真空規等都是MKS的。如行業內知名的Q-Cell、Sharp、BP等企業都在用四十八所的幹法刻蝕設備。

3、武漢三工:三工相關負責人解釋該公司刻蝕設備時講道,三工的激光絕緣電池片刻蝕機可以代替等離子刻蝕,該設備採用半導體端面泵浦紫外激光器及掃描振鏡輸出方式,與生產流水線配合,自動上下料,自動進出料。CCD自動識別跟蹤定位,可以滿足生產線節拍(1200片/小時)。這是在電池片生產過程中少數的激光刻蝕設備。

4、北京七星華創:七星華創生產兩種類型的刻蝕機,分別爲MCP刻邊機及周邊刻蝕系統。其中,MCP刻邊機採用不鏽鋼材質做反應腔室,解決了同類產品石英腔體在使用過程中,頻繁更換腔體帶來的消耗,降低了維護成本。另外電極內置,克服了石英腔體外置電極在空氣中易產生臭氧及射頻泄漏的危害,提供了良好的使用環境。電池片處理數量在400—800片/批(特別適用於25MW-30MW生產線)。周邊刻蝕系統可處理硅片尺寸156×156mm,處理能力在300片/小時,真空壓力調節形式爲自動。

去磷硅玻璃(PSG)設備全部國產,基本以清洗設備製造企業爲代表該設備用於光伏電池片生產製造過程中,通過化學腐蝕法也即把硅片放在氫氟酸溶液中浸泡,使其產生化學反應生成可溶性的絡和物六氟硅酸,以去除擴散制結後在硅片表面形成的一層磷硅玻璃。在擴散過程中,POCL3與O2反應生成P2O5澱積在硅片表面。P2O5與Si反應又生成SiO2和磷原子,這樣就在硅片表面形成一層含有磷元素的SiO2,稱之爲磷硅玻璃。去磷硅玻璃的設備一般由本體、清洗槽、伺服驅動系統、機械臂、電氣控制系統和自動配酸系統等部分組成,主要動力源有氫氟酸、氮氣、壓縮空氣、純水,熱排風和廢水。國產去除PSG設備關鍵件大多采用進口件,產能在1800-2400片左右/小時(大多適合於25MW-30MW生產線)。

國內去除PSG設備基本以本文上期介紹的清洗設備廠家生產爲主,故不再概述。

管式PECVD基本國產,平板式PECVD國內已研發出來,已面市PECVD設備,通過沉積氮化硅膜來實現太陽能電池減反射以及鈍化的效果。利用高頻電源輝光放電產生等離子體進行化學氣相沉積的過程。其特點是電子密度高、電子平均能量大,富含大量化學氣相沉積的活性粒子和自由基,並且沉積溫度低。在採用SiH4和NH3作爲源氣體沉積SiNx薄膜的過程中,由於大量氫原子的存在,使所生成的薄膜除了註冊香港公司具有減反射性能外,兼具有良好的表面和體鈍化性能,這是因爲在離子的轟擊下,氫原子更容易擴散進入薄膜體內,從而提高膜的體鈍化效果。不僅如此,PECVD等離子體中由於含有高密度的離子,這些具有一定動能的離子對沉積的減反射鈍化膜進行轟擊,還會提高膜的質密性和應力。故PECVD設備是晶體硅太陽能電池生產線製備減反射鈍化膜的主要設備。與此同時,PECVD設備也是整條太陽能電池生產線的核心設備之一,應用於晶體硅太陽電池生產線的PECVD設備價格已經佔到了整條線設備價格的三分之一左右,是所有設備中比重最大的一部分。國內第一臺半導體用PECVD設備是由中科院瀋陽科學儀器研製中心有限公司研發的,零部件國產化率達到了70%左右。目前市場上主流的PECVD設備技術按照反應器結構和等離子體發生源的不同,分爲直接式PECVD和間接式PECVD。直接式即樣品直接接觸等離子體,樣品或樣品的支撐體就是電極的一部分;間接式或稱離域式即待沉積的樣品在等離子區域之外,等離子體不直接打到樣品表面,樣品或其支撐體也不是電極的一部分。

直接式又分成兩種:一種爲管式PECVD系統,即使用像擴散爐管一樣的石英管作爲沉積腔室,使用電阻爐作爲加熱體,將一個可以放置多片硅片的石墨舟插進石英管中進行沉積。這種設備的主要製造商爲德國的Centrotherm公司、中國的第四十八研究所、七星華創公司。另一種爲平板式PECVD系統,即將多片硅片放置在一個石墨或碳纖維支架上,放入一個金屬的沉積腔室中,腔室中有平板型的電極,與樣品支架形成一個放電迴路,在腔室中的工藝氣體在兩個極板之間的交流電場的作用下在空間形成等離子體,分解SiH4中的Si和H,以及NH3種的N形成SiNx沉積到硅表面。這種沉積系統目前主要是日本島津公司在進行生產。

但與管式PECVD設備相比,平板式PECVD具備產能大、裝卸片容易,易於自動化集成等優點,但到目前爲止,國產設備市場上仍未真正出現相關的成熟產品,但國產樣機已完成研發,單元技術獲得一定的突破,部分關鍵零部件仍然要依賴進口,工藝結果及穩定性有待進一步驗證。在確保中低端設備持續向前發展的勢頭下,開發具有更高自動化水平和單機生產效率的高端設備,提高整線生產效率,降低生產成本,是太陽能電池製造設備發展的必然方向。大型平板PECVD設備的國產化,正令國內客戶翹首以待。令人欣慰的是,國產平板PECVD設備的開發也確實正在緊鑼密鼓的進行當中,由北京北方微電子公司進行的大型平板PECVD設備的自主研發,目前已經接近尾聲,並於2009年第二季度推向市場。

國產PECVD設備生產企業推薦

1、北方微電子:北方微電子研發的平板型PECVD設備成膜的均勻性、折射率、減反射效果以及各種工藝技術指標都達到了世界先進水平,經過反覆測試,具有良好的穩定性和可維護性。採用獨有的反應室結構設計,提升反應室內等離子場、溫度場、流體場和壓力場的均勻性,確保膜層具有優良性能。採用10×10片的在線式架構設計,實現每小時1500片的設計產量;可擴展多工藝腔設計,按照客戶需求實現更大產能。該產品於今年二季度末推向市場,北方微電子建立了專門的電池生產線用於該產品測試。

2、中電四十八所:中國電子科技集團公司第四十八研究所2002年開始研製M82200-1/UM型生產型軟着陸管式PECVD設備,經過大量工藝試驗,多晶硅太陽能電池平均轉換效率在14.5%-15.5%之間,單晶硅太陽能電池平均轉換效率在16%-17%,基本接近國外設備的先進水平。該管式設備採用了國內獨一無二的、與國際先進水平相當的軟着陸推舟送片、後電極自動連接、自動精密真空門等先進技術,在產能提高一倍的同時,使氮化硅成膜質量又一次得到提高,每管日產量4000片左右,目前已在多家太陽能生產線上使用,運行狀況良好,在國內生產型設備中處於領先地位。

3、北京七星華創:七星華創研究薄膜澱積技術和相關設備已多年,在“八五”攻關的工程中,研製生產的PECVD系統獲得國家科技進步二等獎。但該公司以前的PECVD設備主要應用於IC行業,在此基礎上七星華創對設備進行較大的改進以適應於太陽能行業。在做了大量試驗並參考了國外設備之後,最終於2007年成功研製出了雙管臥式熱壁型PECVD設備,並在當年銷售四臺設備,銷售收入超過500多萬元。該設備採用石墨製作裝片舟用來承載硅片,並根據實際使用情況不斷改進其結構,逐步完善石墨舟的設計,使其更加適用於大規模太陽能電池生產線,目前每管生產率達96片/45min。在如何引入電極的方式上,也做了大膽的創新。該PECVD設備與進口同類設備所用的尾部電極引入方式不同,採用了由爐門處引入電極的前引入方式,此方式與電極後引入方式相比,引入結構更加安全可靠,尤其利於設備的維護。通過該設備在單/多晶硅基底上所生長的減反射膜,在片內、片間和批間的均勻性和一致性都達到了國際同類產品水平。該設備已成功應用於國內多家電池生產線,並出口至新加坡等國家。

4、青島賽瑞達:賽瑞達PECVD設備爲管式,採用進口壓力控制、閉環系統及進口耐腐蝕不鏽鋼管件、閥門。有毒害尾氣定向收集、集中處理排放,裝片數量爲250片/每爐管,採用軟着陸懸臂式推拉舟送取片方式。

5、上海航天機電:上海航天機電與上海太陽能科技有限公司於2008年成功研製了太陽能光伏用平板型PECVD,該設備通過了上海市科技攻關計劃《半導體器件製造工藝關鍵裝備技術的研究》項目驗收,樣機在上海太陽能科技有限公司生產線上實際運作半年以上並取得良好效果。上海航天汽車機電公司此次研發的光伏生產線核心裝備PECVD設備涵蓋了PECVD薄膜工藝技術、光機電一體化技術、真空技術、微波技術、電子與信息技術(包括自動化技術、計算機軟件技術、網絡通信技術等)、節能技術等多項技術領域,整個研發過程耗時3年多,在研發過程中採用了多項國內領先、國際先進的技術,各項技術指標均達到同類設備的國際先進水平,部分性能優於進口設備,可以完全取代同類進口設備,打破了國

外設備的技術壟斷,使整個裝備的國產化率超過80%。

絲網印刷機:絲網印刷機手動全部國產,全自動絲網印刷機於去年已推向市場

太陽電池經過制絨、擴散及PECVD等工序後,已經制成PN結,可以在光照下產生電流,爲了將產生的電流導出,需要在電池表面上製作正、負兩個電極。製造電極的方法很多,而絲網印刷是目前製作太陽電池電極最普遍的一種生產工藝。絲網印刷是採用壓印的方式將預定的圖形印刷在基板上,該設備由電池背面銀鋁漿印刷、電池背面鋁漿印刷和電池正面銀漿印刷三部分組成。其工作原理爲:利用絲網圖形部分網孔透過漿料,用刮刀在絲網的漿料部位施加一定壓力,同時朝絲網另一端移動。油墨在移動中被刮刀從圖形部分的網孔中擠壓到基片上。由於漿料的粘性作用使印跡固着在一定範圍內,印刷中刮板始終與絲網印版和基片呈線性接觸,接觸線隨刮刀移動而移動,從而完成印刷行程。目前在國內,手動及半自動絲網印刷機已實現量產,併成功應用於電池生產線,全自動絲網印刷機已有研發,由深圳市網印巨星推出的全自動絲網印刷機已實現生產,正在電池生產線中進行測試,各項數據已達到國際先進水平。而擁有更高定位精度的新一代半自動絲網印刷機已經在主流廠商試用。

國內絲網印刷機生產企業推薦

1、深圳網印巨星:成立於2000年的深圳網印巨星機電設備有限公司,是國內致力於高精度、自動化、智能化絲網印刷機械設計製造的專業企業。2006年該公司的主要產品絲網印刷機通過了歐盟的CE認證,是國家標準化委員會絲網印刷機械國家標準主要制定單位。目前該公司在太陽能電池製造領域,涉及半自動絲網印刷機及全自動絲網印刷機兩大類產品。

2、中電四十五所:中國電子科技集團第四十五研究所在絲網印刷領域涉及三種產品,分別爲半自動絲網印刷機,該機爲手動上下料,自動印刷,適合中小型太陽能生產線中硅片的印刷。另外還有精密網版印刷機、視覺對位網版印刷機。三個型號的絲網印刷機已裝備了國內40多條太陽能電池生產線和試驗線。四十五所在成功研製半自動絲網印刷機及全自動LTCC絲網印刷機的技術基礎上針對太陽能電池印刷的技術特點,進行大量的調查研究,重點解決自動圖像對準技術、柔性傳輸技術、大直徑四工位高精度高速旋轉任務臺設計製造技術、自動烘乾控制技術、基片測試分選技術、智能化控制技術、軟件控制技術等7項關鍵技術,成功研製出用於太陽能電池基片的背鋁、背銀和正銀印刷、烘乾、燒結、測試、分選的全自動生產線。該生產線主要包括1臺自動上料機、3臺自動視覺對準絲網印刷機、2臺烘乾爐、1臺燒結爐、1臺測試分選機等8個部分,各部分協調任務,不需要人爲干預。

3、崑山合信:崑山合信太陽能設備有限公司是一家以研發、生產、銷售太陽能電池絲網印刷機、厚膜印刷機等設備的企業。該公司目前有半自動及全自動兩種類型的絲網印刷機,基本以代理銷售爲主。

4、萊茵茜斯田(天津):該公司跟據市場所需,研發出了全自動太陽能電池專用絲網印刷機,該產品引用先進的韓國技術研發而成,主體構造有影像系統全自動絲網印刷機及近紅外線烘乾設備組成,不僅能印刷太陽能電池核心部位的電極,還可進行高品質印刷,且印刷後乾燥速度快(從印刷到乾燥最多用3.5秒),可大大提升生產能力。同時,此款全自動太陽能電池專用絲網印刷機還可在印刷全過程中監控承印物的破壞與否,而採用自動刮膠調節壓力感應器裝置,能維持均勻的壓力,並可維持均一的印刷厚度,新概念的校位方式保證了低不良率,在價格上比歐美進口設備要更爲低廉。

高溫燒結爐國內生產研發技術明顯提高,開始批量在大生產線使用,但進口仍佔多數

經過絲網印刷後的硅片,不能直接使用,需經燒結爐快速燒結,將有機樹脂粘合劑燃燒掉,剩下幾乎純粹的、由於玻璃質作用而密合在硅片上的銀電極。當銀電極和晶體硅在溫度達到共晶溫度時,晶體硅原子以一定的比例融入到熔融的銀電極材料中去,從而形成上下電極的歐姆接觸,提高電池片的開路電壓和填充因子兩個關鍵參數,使其具有電阻特性,以提高電池片的轉換效率。燒結爐分爲預燒結、燒結、降溫冷卻三個階段。預燒結階段目的是使漿料中的高分子粘合劑分解、燃燒掉,

此階段溫度慢慢上升;燒結階段中燒結體內完成各種物理化學反應,形成電阻膜結構,使其真正具有電阻特性,該階段溫度達到峯值;降溫冷卻階段,玻璃冷卻硬化並凝固,使電阻膜結構固定地粘附於基片上。目前在國內高溫燒結爐產品關鍵技術上取得了突破,主要體現在以下幾方面:尖峯燒結溫度曲線的形成與控制;均勻熱場形成技術;快速冷卻技術以及充分的排膠設計。

國內高溫燒結爐生產企業推薦

中電四十八所

合肥恆力電子(中電43所)

北京七星華創(以乾燥爐爲主)

北京中聯科利等企業。

光伏設備企業要想發展好,還必須和產業鏈的各個環節進行緊密結合。從半導體設備行業發展的經驗看,光伏行業只有設備沒有工藝,很少有設備能進入大生產線。因此,發展光伏產業要總結這些經驗教訓,光伏設備廠商應通過與國內一流光伏企業結成戰略同盟,將先進工藝物化於設備,提供技術先進、質量穩定、滿足工藝需要的優質設備,徹底打破以往設備和工藝脫節的發展模式,直接同步工藝技術的發展。值得欣慰的是,目前國內太陽能光伏設備行業的發展出現了可喜的變化,部分企業在提供設備的同時已能提供相應的基本工藝,只要購買了他們的設備,生產出合格產品是沒有問題的。此外,創新也是國內光伏設備企業急需跨過的門檻。唯有創新纔有發展,設備企業應該加大研發投入,利用中國這個世界最大的光伏設備市場,結合自身的特點,積極擴展產品門類,在國外佔壟斷地位的設備產品上有所突破。當然了,在電池片生產過程中,還需要供電、動力、給水、排水、暖通、真空、特汽等外圍設施。消防和環保設備對於保證安全和持續發展也顯得尤爲重要。一條年產50MW能力的太陽能電池片生產線,僅工藝和動力設備用電功率就在1800KW左右。工藝純水的用量在每小時15噸左右,水質要求達到中國電子級水GB/T11446.1-1997中EW-1級技術標準。工藝冷卻水用量也在每小時15噸左右,水質中微粒粒徑不宜大於10微米,供水溫度宜在15-20℃。真空排氣量在300M/h左右。同時,還需要大約氮氣儲罐20m,氧氣儲罐10m米。考慮到特殊氣體如硅烷的安全因素,還需要單獨設置一個特氣間,以絕對保證生產安全。另外,硅烷燃燒塔、污水處理站等也是電池片生產的必備設施。

太陽能光伏設備十大製造企業排行榜(江蘇1,2,4,7,10;河北3,6;江西5;浙江8;上海9)

1.無錫尚德太陽能有限公司 施正榮

2.常州天合光能源有限公司 高紀凡

3.保定天威英利新能源有限公司

4.中電電氣(南京)光伏有限公司

5.江西賽維LDK有限公司 彭小峯

6.河北晶澳太陽能有限公司

7.江蘇林洋新能源有限公司

8.寧波太陽能電源有限公司

9.上海太陽能科技有限公司

10.江蘇阿特斯特科技有限公司