TOPCon/HJT/BC设备新突破:2025光伏降本增效

2025-12-31前沿技术

TOPCon/HJT/BC设备新突破:2025光伏降本增效

从湿法刻蚀到IV测试:光伏电池生产涵盖五个关键步骤,本文将重点探讨推动TOPCon技术发展的核心工具,及其如何适应HJT和BC等先进电池技术的需求。
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2025年,全球光伏产业持续蓬勃发展,清洁能源转型步伐日益加快。作为光伏产业链的核心环节,太阳能电池的生产效率和成本控制,直接决定了整个产业的竞争力。特别是近年来,随着TOPCon、异质结(HJT)和背接触(BC)等先进电池技术不断突破,对生产设备提出了更高的要求。中国作为全球最大的光伏制造国,其行业从业者密切关注着全球技术革新与设备升级,力求在激烈的市场竞争中保持领先优势。本文将深入探讨当前光伏电池生产设备领域的重要进展,以期为国内相关企业提供参考。

当前,光伏电池生产设备领域的技术优化成果令人瞩目。设备供应商在提高生产效率、降低材料消耗、提升产品良率和设备运行时间方面都取得了显著进步。这些改进对于整个行业的降本增效至关重要,尤其是在资本支出(CapEx)和运营支出(OpEx)方面,前者在当前行业面临产能过剩的背景下显得尤为关键。设备供应端积极响应市场需求,不仅支持了行业从PERC向TOPCon技术的快速转型,还为HJT和背接触等两种新兴技术的大规模量产提供了有力支撑。2025年,光伏电池生产设备展现出诸多新进展,其中TOPCon技术设备是主要关注点,同时HJT和BC技术设备的最新动态也备受瞩目。

光伏电池生产主要涵盖五大核心工艺环节:表面制备、发射极形成、钝化、金属化以及IV测试。这些环节的设备技术进步,共同推动了电池效率的持续提升和制造成本的优化。行业内的主要设备供应商持续推出创新产品,为先进电池的大规模生产提供了坚实保障。

表面制备

在电池生产的表面制备环节,主要通过湿法刻蚀(wet-benches)完成。这一过程涉及多种应用,包括硅片损伤层刻蚀(SDE)、制绒(texturing)、掺杂玻璃去除、边缘隔离以及背表面抛光和多晶硅包覆刻蚀。

对于TOPCon电池技术而言,制绒工艺的演进尤为关键。目前,行业内不断引入专有化学添加剂,旨在优化金字塔结构,进一步降低硅片表面的反射率,从而提高光吸收效率。各大主流湿法刻蚀设备供应商都在持续调整工艺流程,并针对背接触(BC)电池的特殊制程提供定制化解决方案。

值得关注的是,水资源管理已成为领先设备供应商的重点议题。随着环保意识的增强和制造成本的考量,节水和废水处理解决方案越来越受到终端客户的重视。例如,先进的循环水系统和高效的废水处理技术,不仅符合绿色制造的理念,也为企业带来了可观的运营成本节约。

在刻蚀工具方面,为了去除如BSG(硼硅玻璃)、PSG(磷硅玻璃)等不需要的层,以及实现边缘和边缘隔离,目前市场提供了多种配置。除了完全在线式的解决方案,还有结合了批处理(batch)和在线(inline)两种模式的组合系统。这些刻蚀方案能够根据TOPCon核心层所采用的沉积方法进行定制,确保工艺的精确性和高效性。

发射极形成

在PN结形成过程中,扩散工艺发挥着核心作用,尤其是在TOPCon电池中广泛采用的硼扩散技术。发射极形成环节的技术变革,在短时间内实现了快速迭代。

回溯至2023年,行业内还在积极评估选择性发射极技术的可行性。然而,到了2025年,选择性发射极技术已经成功迈向了大规模生产,成为了主流工艺。这一转变显著提升了电池的转换效率,降低了串联电阻。

与此同时,随着激光辅助金属化技术的日益普及,行业正逐步回归到超高方块电阻的全面发射极(blanket emitters)方案。当前,主流的全面发射极方块电阻已达到300至500 Ω/平方。这种转变不仅优化了电池结构,还在一定程度上简化了工艺流程,与激光辅助金属化技术形成了良好的协同效应。

钝化

钝化层是高效率电池架构中不可或缺的核心元素,其质量直接决定了电池的开路电压和填充因子。对于TOPCon电池而言,钝化过程涉及隧穿氧化层的形成,随后进行多晶硅沉积,并最终进行掺杂处理。

目前,低压化学气相沉积(LPCVD)和等离子体增强化学气相沉积(PECVD)是该领域的主导技术。LPCVD系统在提供隧穿氧化层和掺杂工艺方面,具备不同的集成度选项,可以根据具体需求进行灵活配置。而PECVD工具通常能够在一个反应腔内完成所有步骤,展现出更高的集成度和效率。

值得注意的是,物理气相沉积(PVD)技术凭借其独特的优势,如降低对安全和设施的要求,也在此领域得到广泛推广。PVD技术为钝化层的制备提供了新的选择,尤其是在某些特定应用场景下,其工艺特点可能更具吸引力。

此外,钝化领域的一个有趣发展方向是针对激光划片后电池边缘的钝化处理。在将完整电池片切割成更小的尺寸(如半片电池)时,新形成的边缘必须进行有效的钝化,以避免表面态复合,确保电池的整体性能不受影响。这一技术的进步对于提高半片甚至更小尺寸电池的效率和可靠性至关重要。

金属化

金属化是光伏电池生产中的一个关键环节,尤其对于需要双面银浆的TOPCon电池而言,其重要性不言而喻。近年来,激光辅助金属化技术的发展,不仅对金属化工艺本身,也对TOPCon技术的整体推广产生了具有突破性的影响。

激光辅助金属化技术通过优化浆料配方、减小栅线宽度和节约银浆消耗,显著提升了金属化效率和成本效益。更重要的是,这项技术还实现了发射极形成与金属化工艺的解耦,为电池制造带来了更大的灵活性和优化空间。

当前,丝网印刷仍是金属化设备的主流。各大设备供应商和浆料制造商正通过精细化调整,不断优化浆料性能,以适应更窄的栅线设计和更高的电池效率要求。这些协同创新,共同推动了光伏电池金属化技术的持续进步。

IV测试

IV测试(电流-电压特性测试)是电池生产线上的最后一道验证工序,用于评估电池的电学性能。在2025年,基于LED光源的测试仪因其卓越的光谱调谐能力和稳定性,越来越受到市场的青睐。

LED测试仪的优势尤其体现在对高电容和光谱敏感性较强的叠层电池的测试中,能够提供更精准、更可靠的测量结果。当前市场上的IV测试工具,普遍能够以高吞吐量处理全片和半片电池,同时还支持双面电池的测试和更高级的特性表征功能,以满足不断演进的电池技术需求。这些先进的测试设备,为确保电池产品质量和性能提供了坚实保障。

辅助产品

除了上述核心生产环节设备,行业内也在关注一些辅助产品的发展,例如激光器、各类表征工具,以及为钙钛矿电池等新兴技术推广的最新沉积工具。这些辅助设备虽然不直接构成主流电池制造的核心流程,但它们在提升工艺精度、加速研发进程和推动新一代电池技术商业化方面,发挥着不可或缺的作用。这些技术与工具的进步,共同构成了光伏产业持续创新和发展的生态系统。

对中国跨境行业的从业者而言,密切关注这些全球光伏电池生产设备的最新动态至关重要。这不仅有助于了解国际领先技术趋势,评估自身产业链的竞争力,更能为未来投资决策、技术引进和产品出海提供有力的战略支撑。在全球能源转型的大背景下,掌握核心制造技术和设备创新,将是中国光伏产业在全球市场保持领先地位的关键。

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本文来源:新媒网 https://nmedialink.com/posts/topcon-hjt-bc-equip-advance-2025-pv-cost-eff.html

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2025年光伏产业蓬勃发展,先进电池技术对生产设备提出更高要求。文章探讨TOPCon、HJT和BC等电池技术的生产设备进展,重点关注湿法刻蚀、发射极形成、钝化、金属化和IV测试等关键环节的技术优化,以及中国光伏企业如何保持领先优势。
发布于 2025-12-31
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