h t t p:/w w w.h u a j i n s c.c n/1/3 1 请务必阅读正文之后的免责条款部分2 0 2 3 年 0 2 月 0 8 日 行业研究 证券研究报告机 械 行 业深 度分 析T O P C o n 设 备 行 业 深 度 报 告：T O P C o n 大 规模 量 产，P E C V D 成 为 主 流 工 艺投资 要点 行 业 转 型，T O P C o n 电 池 率 先 实 现 大 规 模 量 产：随 着 P E R C 电 池 量 产 效 率 逐渐 接 近 其 理 论 效 率，行 业 开 始 转 向 T O P C o n/H J T 等 N 型 电 池。而 T O P C o n 电池 以其 电 池效 率 高、设 备投 资 成本 低、与 P E R C 产 线兼 容 性高 等 优点，率先 实现 大 规 模 量 产。据 不 完 全 统 计，截 止 目 前，T O P C o n 已 投 产 6 9.7 5 G W，规 划待建产能近 4 7 4 G W。T O P C o n 存 在 工 艺 路 线 之 争。T O P C o n 电 池 与 P E R C 电 池 核 心 差 异 在 于，新增 隧 穿 氧 化 层，以 及 掺 杂 多 晶 硅 层。以 多 晶 硅 层 制 备 方 法，T O P C o n 工 艺 路 线分 为 L P C V D/P E C V D/P V D 路 线。从 工 业 应 用 角 度 看，掺 杂 多 晶 硅 层 制 备 方法，要 求 工 艺 简 单、产 能 大；隧 穿 氧 化 层 因 其 对 电 池 整 体 性 能 影 响 十 分 关 键，要求工艺制备的膜层致密度高、均匀性好。从 技 术 角 度 看，P E C V D 法 能 实 现 L P C V D 法 同 等 制 备 效 果，且 清 洗 绕 镀 简单，工 艺 精 简、良 率 预 期 更 高。L P C V D 路 线 技 术 最 成 熟，但 有 严 重 绕 镀、原位 掺 杂 难 等 问 题。因 绕 镀，L P C V D 设 备 需 增 加 一 倍 设 备；P V D 路 线，根 据I S F H 研 究 观 点，P V D 钝 化 效 果 略 差。且 实 际 运 行 中，维 护 频 率 高，开 机 率低；而 P E C V D 路 线 轻 微 绕 镀、且 清 洗 容 易，可 原 位 掺 杂、工 艺 精 简，爆 膜 问题 可 通 过 电 池 背 面 微 制 绒 解 决。隧 穿 氧 化 层 质 量 对 电 池 效 率 影 响 至 关 重 要。文献 数 据 显 示：从 膜 层 密 度 角 度 看，P E C V D 制 备 的 氧 化 层 密 度（2.2 g/c m3）要优 于 L P C V D（2.1 5 g/c m3）；从 膜 层 均 匀 性 角 度 看，P E C V D 法 制 备 的 氧 化 层粗糙度 1.3 8 n m，与 L P C V D 制备的氧化层粗糙度 1.3 6 n m 相当。从 经 济 性 角 度 看，P E C V D 路 线 设 备 投 资 成 本 低、产 能 大、维 护 成 本 低、开 机率 高。根 据 皇 氏 集 团 机 构 调 研 纪 录 表，（1）P E 路 线 比 L P 路 线 设 备 采 购 成 本少；（2）P E 路 线 工 艺 时 间 短，单 台设 备 产 能 大，设 备 机 台 数 量 少，省 空 间，设 备 好 布 局；（3）维 护 成 本 对 比：L P 路 线 石 英 管 寿 命 平 均 5 6 天，石 英 舟 寿命 6 0 天，石 英 件 消 耗 1 6 2 万/台/年，P E 路 线 石 英 管 寿 命 1-2 年，只 有 正 常 的石墨舟消耗，L P 设备的石英件消耗 比 P E 设备费用预计多出 3 5 3 0 万/年（5 G W计）；（4）设 备 人 员 配 置 上，L P 路 线 估 计 是 P E 路 线 的 一 倍 以 上，每 天 在 做维 护 换 石 英 管，且 设 备 利 用 率 较 低，更 换 石 英 管 需 要 3-4 小 时，期 间 整 台 设 备需停机。因 此，我 们 认 为 工 艺 稳 定 后，P E C V D 成 为 T O P C o n 主 流 工 艺，推 动 T O P C o n大 规 模 量 产。建 议 关 注：光 伏 整 线 设 备 龙 头 捷 佳 伟 创（公 司 推 出 P E-P o l y，即采用 P E C V D 路线）、光伏激光设备龙头帝尔激光。风 险 提 示：光 伏 新 增 装 机 容 量 不 及 预 期；市 场 竞 争 加 剧 风 险；电 池 技 术 迭 代 对设备影响的风险；设备技术研发风险投资评级 领先大市-B 维持首选 股票 评级3 0 0 7 7 6.S Z 帝尔激光 买入-B3 0 0 7 2 4.S Z 捷佳伟创 买入-B一年 行业表现资 料 来 源：聚 源升 幅%1 M 3 M 1 2 M机 械 相 对 收 益 4.7-6.6 2 1 0.5 9机 械 绝 对 收 益 7.1 1.3 5-1.4 5光 伏 设 备 相 对 收 益-2.6 5-2 2.2 1 3 5.5光 伏 设 备 绝 对 收 益-0.2 6-1 4.2 4 2 3.4 6分析师刘荆S A C 执 业 证 书 编 号：S 0 9 1 0 5 2 0 0 2 0 0 0 1l i u j i n g 1 h u a j i n s c.c n报告联系人何海霞h e h a i x i a h u a j i n s c.c n相关 报告光 伏 设 备：关 注 光 伏 电 池 片 环 节，关 注 新 技 术变革带来设备机会-行业点评 2 0 2 3.1.6光 伏 设 备：关 注 光 伏 电 池 片 环 节，关 注 新 技 术变革带来设备机会-行业点评 2 0 2 3.1.6 行业深度分析h t t p:/w w w.h u a j i n s c.c n/2/3 1 请务必阅读正文之后的免责条款部分内容 目录一、行业 转型，P E R C 电池 到 T O P C o n 电池，道易且 近.4二、T O P C o n 优势 明显：电 池效率 高、温 度系数低、光衰 减小等.6三、从技 术角度看，P E C V D 有望 从 L P/P E/P V D 路线 之争中胜 出.9(一)制备多晶硅层，L P C V D 工艺成熟，P E C V D 综合性能最佳.1 01.L P C V D 成熟度最高，但有绕镀、原位掺杂难等难题.1 12.P E C V D 成熟度次之，但轻微绕镀、原位掺杂等优点突出.1 53.P V D 为物理反应过程，无绕镀，但设备 U p t i m e 略低.1 7(二)L P C V D/P E C V D 法制备隧穿层 S i O 2 膜，膜层致密度相当.1 8(三)总结：T O P C o n 的工艺路线，P E C V D 有望成为主流.1 9(四)T O P C o n 各环节竞争格局及价值量拆分.2 2四、T O P C o n 路线 设备布局 厂商，产能统 计.2 5五、投资 建议.2 7（一）捷佳伟创.2 7（二）帝尔激光.2 8六、风险 提示.2 9图表 目录图 1：T O P C o n 电池结构图.4图 2：P E R C 电池结构图.4图 3：T O P C o n 电池膜层示意图.4图 4：P E R C 电池膜层示意图.4图 5：T O P C o n 电池隧穿层能阻挡空穴通过，而允许电子通过.5图 6：根据 I S F H 计算，单面 T O P C o n 电池理论极限效率为 2 7.1%.6图 7：目前，T O P C o n 实验室最高转换效率已达到 2 6.4 0%.7图 8：晶科 N 型 T O P C o n 组件双面率达 8 5%.7图 9：3 0 年，N 型 T O P C o n 组件效率不低于出厂效率 8 7.4%.7图 1 0：温度系数越高，功率损失越多.8图 1 1：N 型组件实时工作温度较 P 型组件低.8图 1 2：N 型组件弱光效应更好.8图 1 3：T O P C o n 工艺与 P E R C 工艺兼容性较高（T O P C o n 以离子注入工艺路线为例）.9图 1 4：T O P C o n 产业化面临的主要技术问题.1 0图 1 5：制备多晶硅掺杂膜，L P C V D/P E C V D/P V D 工艺对比.1 0图 1 6：对于多晶硅膜沉积，L P C V D/P E C V D/P V D 三条路线对比.1 1图 1 7：L P C V D 法可实现制备氧化层、本征多晶硅层“二合一”.1 1图 1 8：L P C V D 设备示意图.1 1图 1 9：L P C V D 绕镀现象（左侧为本征掺杂，右侧为非本征掺杂）.1 2图 2 0：湿法单面清洗示意图.1 3图 2 1：清洗绕镀的原理是基于刻蚀剂对各膜层刻蚀速度不同.1 3图 2 2：L P C V D 原位掺杂中，掺杂浓度与沉积速度成反向关系.1 4图 2 3：L P C V D 非原位掺杂，磷扩散的过程.1 4图 2 4：离子注入法及后续晶化示意图.1 4图 2 5：P E C V D 设备示意图.1 5 ZXCXuNrMsRoPtNmPsPsNqRaQdNaQmOoOpNsReRqQmOiNoPmM8OoPrMNZtQoNuOsRqM行业深度分析h t t p:/w w w.h u a j i n s c.c n/3/3 1 请务必阅读正文之后的免责条款部分图 2 6：P E C V D 法制备，也可能出现轻微绕镀.1 6图 2 7：当硅片槽与硅片尺寸完美匹配时，绕镀问题基本消除.1 6图 2 8：金字塔绒面硅片，表面足够粗糙时，没有爆膜问题.1 6图 2 9：P V D 沉积膜原理简图.1 7图 3 0：酸刻蚀速度对比：P E C V D L P C V D P E L P A L D.1 8图 3 2：S i O 2 膜层均匀性对比，P E C V D/L P C V D 相当，A L D 与热氧法最佳.1 9图 3 3：T O P C o n 电池结构中，各类膜主流制备方法.2 0图 3 4：T O P C o n 主要工艺路线流程（L P C V D/P E C V D/P V D）.2 1图 3 5：L P C V D、P E C V D、P V D 三条工艺路线对比.2 2图 3 6：T O P C o n 路线各设备主要供应商.2 3图 3 7：各家设备商技术路线.2 4图 3 8：T O P C o n 在建产能已超过 4 7 0 G W.2 6 行业深度分析h t t p:/w w w.h u a j i n s c.c n/4/3 1 请务必阅读正文之后的免责条款部分一、行 业 转 型，P E R C 电 池 到 T O P C o n 电 池，道 易 且 近T O P C o n 电 池 技 术，是 2 0 1 4 年 由 德 国 F r a u n h o f e r 太 阳 能 研 究 所 提 出 的 一 种 新 型 钝 化 接 触太 阳 能 电 池。德 国 F r a u n h o f e r 研 究 中 心 在 电 池 背 面 利 用 化 学 方 法 制 备 一 层 超 薄 氧 化 硅(1 5n m)，然 后 再 沉 积 一 层 掺 杂 多 晶 硅，二 者 共 同 形 成 了 钝 化 接 触 结 构，这 种 技 术 被 称 为 隧 穿 氧 化层 钝 化 接 触(T O P C o n)技 术。图 1：T O P C o n 电池结构图 图 2：P E R C 电池结构图资 料 来 源：中 来 股 份，华 金 证 券 研 究 所 资 料 来 源：摩 尔 光 伏，华 金 证 券 研 究 所图 3：T O P C o n 电池膜层示意图 图 4：P E R C 电池膜层示意图资 料 来 源：晶 科 能 源，华 金 证 券 研 究 所（加 框 注 释：与 P E R C 结 构 差 异）资 料 来 源：晶 科 能 源，华 金 证 券 研 究 所从 电 池 结 构 正 面 看，P E R C 电 池 从 外 及 里，依 次 为 S i N x 膜、N 型 发 射 极（n+）、P 型 硅 片基 底；对 比，T O P C o n 电 池 由 外 到 里，依 次 为 S i N x 膜、A l 2 O 3 膜、P 型 发 射 极（p+）、N 型 硅片 基 底。区 别 在 于 新 增 A l 2 O 3 膜，以 及 改 成 P+发 射 极、N 型 硅 片 基 底。从 电 池 结 构 背 面 看，P E R C 电 池 由 外 及 里，依 次 为 S i N x 膜、A l 2 O 3 膜；对 比，T O P C o n 电池 由 外 至 里，依 次 为 S i N x 膜、N 型 多 晶 硅 薄 膜、S i O 2 膜。区 别 在 于，去 除 A l 2 O 3 膜、新 增 N型 多 晶 硅 薄 膜、S i O 2 膜。行业深度分析h t t p:/w w w.h u a j i n s c.c n/5/3 1 请务必阅读正文之后的免责条款部分各 膜 层 的 作 用：1.正 面 S i N x 薄 膜（约 7 5 n m）：由 于 S i N X 富 含 氢 原 子，可 以 在 热 处 理 过 程 中 对 表 面 和 体内 的 缺 陷 进 行 化 学 钝 化，从 而 降 低 表 面 电 子 的 复 合。同 时 由 于 S i N X 的 光 学 特 性，还 可以 实 现 电 池 正 面 和 背 面 减 反 效 果；2.背 面 S i N x 薄 膜：为 了 避 免 后 续 金 属 化 烧 结 过 程 浆 料 对 膜 层 的 破 坏，S i N X 依 靠 其 化 学稳 定 性，主 要 用 于 背 部 膜 层 的 保 护；同 时 实 现 减 反 效 果；3.A l 2 O 3（5 n m）由 于 具 备 较 高 的 负 电 荷 密 度，可 以 对 P 型 半 导 体 如 P E R C 电 池 背 面和 T O P C o n 电 池 的 正 面 提 供 良 好 的 场 效 应 钝 化，即 在 近 表 面 处 增 加 一 层 具 有 高 度 稳 定电 荷 的 介 质 膜 在 表 面 附 近 造 一 个 梯 度 电 场，减 少 表 面 电 子 浓 度 从 而 降 低 表 面 电 子 空 穴的 复 合 速 率。4.超 薄 隧 穿 层 S i O 2（2.0 n m）及 N 型 多 晶 硅 薄 膜（1 0 0 2 0 0 n m）：两 者 共 同 形 成 钝 化接 触 结 构 作 为 电 池 背 面 钝 化 层，高 掺 杂 的 多 晶 硅（P o l y-S i）层 与 N 型 硅 基 体 之 间 功 函数 差 异 引 起 的 界 面 处 能 带 弯 曲，使 电 子 隧 穿 后 有 足 够 的 能 级 可 以 占 据，更 易 于 隧 穿；而 空 穴 占 据 的 价 带 边 缘 处 于 P o l y-S i 的 禁 带，不 易 隧 穿，因 此 超 薄 氧 化 层 可 允 许 多 子电 子 隧 穿 而 阻 挡 少 子 空 穴 透 过，从 而 使 电 子 和 空 穴 分 离，减 少 了 复 合，在 其 上 沉 积 一层 金 属 作 为 电 极 就 实 现 了 无 需 开 孔 的 钝 化 接 触 结 构。图 5：T O P C o n 电池隧穿层能阻挡空穴通过，而允许电子通过资 料 来 源：I n s i t u p h o s p h o r u s-d o p e d p o l y c r y s t a l l i n e s i l i c o n f i l m s b y l o w p r e s s u r e c h e m i c a l v a p o r d e p o s i t i o n f o r c o n t a c tp a s s i v a t i o n o f s i l i c o n s o l a r c e l l s（M e r i c F i r a t，e t a l.,2 0 2 1），华 金 证 券 研 究 所因 此，T O P C o n 太 阳 电 池 的 主 要 优 点 包 括：（1）优 良 的 界 面 钝 化 性 能;（2）全 面 积 收 集 载流 子 有 利 于 提 高 F F;（3）结 构 简 单 无 需 光 刻 开 孔;（4）可 兼 容 现 有 产 线 工 艺，适 用 于 企 业 化 生产。行业深度分析h t t p:/w w w.h u a j i n s c.c n/6/3 1 请务必阅读正文之后的免责条款部分二、T O P C o n 优 势 明 显：电 池 效 率 高、温 度 系 数 低、光 衰 减 小 等N 型 T O P C o n 双 面 电 池 效 率 可 达 到 2 8.7%，提 供 了 广 阔 发 展 空 间。根 据 I S F H 计 算，P E R C 电 池 理 论 效 率 为 2 4.5%，P 型 T O P C o n 电 池 理 论 效 率 为 2 4.9%；P 型 晶 硅 电 池 转 为 N 型晶 硅 电 池，电 池 效 率 有 明 显 提 升。其 中，N 型 单 面 T O P C o n 电 池 理 论 效 率 为 2 7.1%，H J T 电 池理 论 效 率 为 2 8.5%，N 型 双 面 T O P C o n 电 池 理 论 效 率 则 达 到 2 8.7%。图 6：根据 I S F H 计算，单面 T O P C o n 电池理论极限效率为 2 7.1%资 料 来 源：O n t h e l i m i t i n g e f f i c i e n c y f o r s i l i c o n h e t e r o j u n c t i o n s o l a r c e l l s（W e i L o n g,e t a l.,2 0 2 1），华 金 证 券 研 究 所实 验 室 效 率 方 面，晶 科 1 8 2 N 型 T O P C o n 实 现 2 6.4%转 换 效 率；而 天 合 光 能 2 1 0 N 型T O P C o n 电 池 转 换 效 率 达 2 5.5%；此 外，隆 基 实 现 P 型 T O P C o n 电 池 转 换 效 率 达 2 5.1 9%；而国 外 实 验 室 F r a u h o f e r I S E 在 面 积 仅 4 c m2的 电 池 片 上 实 现 电 池 转 换 效 率 2 5.8%。量 产 效 率 方 面，规 模 投 产 企 业 量 产 效 率 已 达 到 2 5%。根 据 各 公 司 公 告，一 道 新 能 浙 江 衢 州约 6 G W T O P C o n 产 能，量 产 效 率 突 破 2 5.2%；晶 科 浙 江 海 宁 8 G W、合 肥 一 期 8 G W 产 线，电池 量 产 效 率 达 到 2 5%以 上；中 来 股 份 山 西 太 原 一 期 4 G W 项 目 投 产，电 池 量 产 效 率 可 达 到2 4.8%；行业深度分析h t t p:/w w w.h u a j i n s c.c n/7/3 1 请务必阅读正文之后的免责条款部分图 7：目前，T O P C o n 实验室最高转换效率已达到 2 6.4 0%资 料 来 源：各 公 司 公 告，中 国 知 网，基 于 隧 穿 氧 化 物 钝 化 接 触 的 高 效 晶 体 硅 太 阳 电 池 的 研 究 现 状 与 展 望（任 程 超 等，2 0 2 1），华 金 证 券 研 究 所高 效 率 之 外，T O P C o n 电 池 相 比 于 P E R C 电 池，具 有 双 面 率 高、衰 减 低、温 度 系 数 低、弱光 效 应 好 等 优 势。根 据 晶 科 能 源 产 品 手 册，P 型 电 池 双 面 率 仅 7 0%，而 N 型 电 池 双 面 率 能 达 到8 5%。N 型 高 双 面 率 能 带 来 发 电 增 益 约 2.0 3%；N 型 组 件 功 率 质 保 可 达 3 0 年，首 年 衰 减 小 于1%，保 证 3 0 年 后 输 出 功 率 不 低 于 原 始 输 出 功 率 的 8 7.4 0%。而 P 型 电 池 3 0 年 输 出 功 率 不 低 于原 始 输 出 功 率 的 8 4.8%，两 者 差 距 2.6 p c t；电 池 发 电 量 受 温 度 系 数 影 响，温 度 系 数 越 高，发 电量 越 低。根 据 实 验 数 据，相 同 环 境 下，N 型 电 池 的 温 度 更 低，意 味 着 光 的 转 换 效 率 更 高、发 电量 损 失 更 低。N 型 电 池 弱 光 效 应 更 好，因 为 N 型 电 池，更 高 的 内 阻，更 长 的 少 子 寿 命，天 然 具有 更 优 的 弱 光 响 应，即 相 比 于 P E R C 电 池，N 型 电 池 在 弱 光 环 境 下 即 可 开 始 实 现 光 电 转 换，早晚 发 电 市 场 延 长 1 小 时 左 右。图 8：晶科 N 型 T O P C o n 组件双面率达 8 5%图 9：3 0 年，N 型 T O P C o n 组件效率不低于出厂效率 8 7.4%资 料 来 源：晶 科 能 源 产 品 手 册，华 金 证 券 研 究 所 资 料 来 源：晶 科 能 源 产 品 手 册，华 金 证 券 研 究 所 行业深度分析h t t p:/w w w.h u a j i n s c.c n/8/3 1 请务必阅读正文之后的免责条款部分图 1 0：温度系数越高，功率损失越多 图 1 1：N 型组件实时工作温度较 P 型组件低资 料 来 源：晶 科 能 源 产 品 手 册，华 金 证 券 研 究 所 资 料 来 源：晶 科 能 源 产 品 手 册，华 金 证 券 研 究 所图 1 2：N 型组件弱光效应更好资 料 来 源：晶 科 能 源 产 品 手 册，华 金 证 券 研 究 所从 产 能 投 资 角 度 看，因 结 构 相 似，T O P C o n 电 池 工 艺 路 线 与 P E R C 电 池 有 很 高 的 兼 容 性，大 部 分 工 序 相 同、产 线 可 实 现 升 级 转 换。主 要 区 别 集 中 在：P N 结 处 的 磷 扩 散 改 为 硼 扩 散、S i O 2 薄 膜 及 多 晶 硅 薄 膜 的 制 备。从 工 艺 路 线 看，P E R C S E 电 池 工 艺 步 骤 共 9 步，T O P C o n 电池 工 艺 步 骤 共 1 1 步，新 增 的 步 骤 集 中 在 S i O 2 薄 膜 及 多 晶 硅 薄 膜 的 制 备。从 投 资 额 角 度 看，根据 C P I A 2 1 年 数 据，P E R C 电 池 单 G W 投 资 额 为 1.9 4 亿 元，T O P C o n 电 池 单 G W 投 资 额 为2.2 亿 元。行业深度分析h t t p:/w w w.h u a j i n s c.c n/9/3 1 请务必阅读正文之后的免责条款部分图 1 3：T O P C o n 工艺与 P E R C 工艺兼容性较高（T O P C o n 以离子注入工艺路线为例）资 料 来 源：C o n t i n u o u s l y E v o l v i n g T e c h，拉 普 拉 斯，华 金 证 券 研 究 所(蓝 底 表 示：技 术、设 备 相 同)三、从 技 术 角 度 看，P E C V D 有 望 从 L P/P E/P V D 路 线 之 争 中 胜 出T O P C o n 电 池 工 艺 一 般 为：先 正 面 制 绒、硼 扩，再 进 行 背 面 隧 穿 层、掺 杂 多 晶 硅 层 制 备，之 后 再 正 面 A l 2 O 3 膜 层 制 备、正 反 面 S i N x 膜 制 备，最 后 金 属 化。与 P E R C 时 代 时 工 艺 路 线 之 争相 似，T O P C o n 工 艺 路 线 同 样 存 在 诸 多 争 议 与 分 歧。整 体 看，T O P C o n 工 艺 的 核 心 争 议 在 掺 杂 多 晶 硅 层 的 制 备 方 法 上，分 为L P C V D/P E C V D/P V D 路 线。隧 穿 层 S i O 2 膜 的 制 备 方 法 可 以 是 L P C V D、P E C V D、A L D 等 方 式；多 晶 硅 层 制 备，从 工 序 角 度 可 分 为 原 位 掺 杂、非 原 位 掺 杂。原 位 掺 杂，即 在 同 一 工 步 完 成 多 晶硅 层 沉 积、多 晶 硅 层 磷 掺 杂；非 原 位 掺 杂，即 在 多 晶 硅 层 沉 积 后，通 过 扩 散 炉 或 者 离 子 注 入 的方 法 进 行 磷 掺 杂。从 制 备 方 法 上，多 晶 硅 层 制 备 可 分 为，L P C V D/P E C V D/P V D/A P C V D 等；行业深度分析h t t p:/w w w.h u a j i n s c.c n/1 0/3 1 请务必阅读正文之后的免责条款部分图 1 4：T O P C o n 产业化面临的主要技术问题资 料 来 源：S i l i c o n b a s e d p a s s i v a t i n g c o n t a c t s T h e T O P C o n r o u t e（G L U N Z,e t a l.,2 0 2 1），华 金 证 券 研 究 所(一)制备多晶硅层，L P C V D 工艺成熟，P E C V D 综合性能最佳对 于 掺 杂 硅 层,一 般 有 三 种 制 备 方 法.其 中 有 两 种 属 于 化 学 气 相 沉 积(c h e m i c a l v a p o rd e p o s i t i o n,C V D)方 法：低 压 化 学 气 相 沉 积(l o w p r e s s u r e c h e m i c a l v a p o r d e p o s i t i o n,L P C V D)法 和 P E C V D 法.还 有 一 种 溅 射 法 是 属 于 物 理 气 相 沉 积(p h y s i c a l v a p o r d e p o s i t i o n,P V D)方 法。1）L P C V D 法：主 要 应 用 硅 烷（S i H 4）的 热 分 解 来 完 成，反 应 温 度 约 6 0 0；2）P E C V D 法：硅 烷 S i H 4 在 电 离 下，分 解 生 产 S i。反 应 温 度 较 低，4 0 0 以 下，压 力 仅1 0 0 P a；3）P V D 法：物 理 过 程，反 应 温 度 在 室 温 到 5 0 0 之 间。图 1 5：制备多晶硅掺杂膜，L P C V D/P E C V D/P V D 工艺对比资 料 来 源：基 于 隧 穿 氧 化 物 钝 化 接 触 的 高 效 晶 体 硅 太 阳 电 池 的 研 究 现 状 与 展 望（任 程 超 等，2 0 2 1），华 金 证 券 研 究 所L P C V D 技 术 最 成 熟，P E C V D 技 术 综 合 性 能 最 强。从 工 业 技 术 成 熟 度 看，L P C V D 技 术 最成 熟，无 论 是 量 产 设 备 成 熟 度，还 是 实 验 室 验 证 程 度 上 看，L P C V D 技 术 相 比 其 他 两 条 路 线 更 为成 熟；而 P E C V D 技 术 仅 次 于 其 后；从 单 面 沉 积 角 度 看，L P C V D 沉 积 技 术 是 无 方 向 性 的，导 致严 重 绕 镀，而 P V D 技 术 可 实 现 单 面 沉 积，无 绕 镀 现 象；从 原 位 掺 杂 角 度 看，P E C V D 最 适 合 原位 掺 杂，而 L P C V D、P V D 技 术 原 位 掺 杂 能 力 较 弱，即 掺 杂 难 度 大、或 者 掺 杂 后 浓 度 不 达 标；行业深度分析h t t p:/w w w.h u a j i n s c.c n/1 1/3 1 请务必阅读正文之后的免责条款部分图 1 6：对于多晶硅膜沉积，L P C V D/P E C V D/P V D 三条路线对比资 料 来 源：T O P C o n-T e c h n o l o g y O p t i o n s f o r c o s t e f f i c i e n c y i n d u s t r i a l m a n u f a c t u r i n g（B i s h a l K a f l e e t a l.,2 0 2 1），华 金 证券 研 究 所1.L P C V D 成 熟 度 最 高，但 有 绕 镀、原 位 掺 杂 难 等 难 题L P C V D 能 同 时 实 现 氧 化 层、本 征 非 晶 硅 层，工 业 应 用 技 术 非 常 成 熟。L P C V D 法 均 适 用 于氧 化 层 S i O 2、本 征 非 晶 硅 层 的 制 备，且 两 者 反 应 温 度 相 近，均 在 6 0 0 左 右。以 L P C V D 法 制备 氧 化 层 S i O 2，以 及 本 征 非 晶 硅 层 a-S i 工 艺 为 例，实 践 中 仅 需 要 在 两 者 反 应 中 间，加 入 N 2 清洗、捡 漏、抽 真 空 等 操 作，即 可 在 同 一 工 步 完 成 S i O 2/本 征 非 晶 硅 膜 的 制 备。图 1 7：L P C V D 法可实现制备氧化层、本征多晶硅层“二合一”图 1 8：L P C V D 设备示意图资 料 来 源：T O P C o n 生 产 用 L P C V D 尾 排 设 计（王 杨 阳，2 0 2 1），华 金 证券 研 究 所资 料 来 源：A n a l y s i s o f M u l t i c o m p o n e n t L P C V D P r o c e s s e s（K a r l F.R o e n i g k e t a l.,1 9 8 5），华 金 证 券 研 究 所L P C V D 沉 积 膜 不 具 备 方 向 性，因 电 池 片 立 于 石 英 舟 之 上，氧 化 层 及 本 征 多 晶 硅 层 也 同 样会 附 着 在 电 池 片 的 侧 面 及 正 面，形 成 包 裹，即“绕 镀”现 象。多 余 的 隧 穿 层、掺 杂 多 晶 硅 层 必须 被 去 除，因 此 后 续 需 要 引 入“去 绕 镀”工 艺，但 L P C V D 绕 镀 成 为 痛 点 的 根 本 原 因 在 于 去 绕镀 较 难 控 制，影 响 电 池 良 率。行业深度分析h t t p:/w w w.h u a j i n s c.c n/1 2/3 1 请务必阅读正文之后的免责条款部分图 1 9：L P C V D 绕镀现象（左侧为本征掺杂，右侧为非本征掺杂）资 料 来 源：A t m o s p h e r i c P r e s s u r e D r y E t c h i n g o f P o l y s i l i c o n L a y e r s f o r H i g h l y R e v e r s e B i a s S t a b l e T O P C o n（B i s h a lK a f l e e t a l.,2 0 2 1），华 金 证 券 研 究 所L P C V D 问 题 之 一：清 洗 绕 镀，可 能 导 致 去 除 不 完 全、或 者 掺 杂 多 晶 硅 层 遭 刻 蚀，影 响 电池 效 率；L P C V D 法 制 备 隧 穿 氧 化 层 及 掺 杂 多 晶 硅 层，一 般 在 磷 掺 杂 后，再 进 行 清 洗 绕 镀。L P C V D 去 绕 镀 的 典 型 工 艺 流 程：1)H F 酸 单 面 清 洗，去 除 绕 镀 区 域 内 的 磷 硅 玻 璃 P S G（即 正 面、侧 面）;2)K O H 碱 液 双 面 清 洗，去 除 绕 镀 区 域 内 的 掺 杂 多 晶 硅（即 正 面、侧 面）。背 面 P S G 层 起到 保 护 隧 穿 氧 化 层 及 掺 杂 多 晶 硅 层 作 用；3)H F 酸 双 面 清 洗，去 除 绕 镀 区 域 内 的 S i O 2（即 正 面、侧 面）、背 面 P S G；去 绕 镀“难”的 根 本 原 因：在 第 2 步 中，K O H 双 面 清 洗，去 除 绕 镀 区 域 多 晶 硅。因 K O H碱 液 刻 蚀 掺 杂 多 晶 硅 速 度 6 0 4 n m/m i n，大 于 刻 蚀 磷 硅 玻 璃 P S G 的 速 度，后 者 为 2 1 0 n m/m i n。背 面 磷 硅 玻 璃 P S G 能 保 护 背 面 掺 杂 多 晶 硅 层。但 两 者 反 应 时 间 差 很 难 有 效 控 制，实 际 生 产 中可 能 导 致：掺 杂 多 晶 硅 层 去 除 不 完 全，或 背 面 起 保 护 作 用 的 磷 硅 玻 璃 被 去 除，导 致 背 面 掺 杂 多晶 硅 层 被 侵 蚀，影 响 电 池 效 率。行业深度分析h t t p:/w w w.h u a j i n s c.c n/1 3/3 1 请务必阅读正文之后的免责条款部分图 2 0：湿法单面清洗示意图 图 2 1：清洗绕镀的原理是基于刻蚀剂对各膜层刻蚀速度不同资 料 来 源：I n t e g r a t i o n o f i n l i n e s i n g l e-s i d e w e t e m i t t e r e t c h i n P E R C c e l lm a n u f a c t u r i n g（E.C o r n a g l i o t t i e t a l.,2 0 1 2），华 金 证 券 研 究 所资 料 来 源：S t u d y o n t h e c l e a n i n g p r o c e s s o f n+-p o l y-S i w r a p a r o u n dr e m o v a l o f T O P C o n s o l a r c e l l s（Q i n q i n W a n g e t a l.,2 0 2 0），华 金 证 券 研究 所L P C V D 问 题 之 二：L P C V D 原 位 掺 杂 较 难，主 要 问 题 在 于：1）难 以 实 现 大 于 1 02 0c m-3高活 性 的 掺 杂 浓 度（N D，a c t）;2）掺 杂 层 沉 积 速 度 慢，产 量 低；3）膜 厚 度 不 够，且 均 匀 性 差；L P C V D 原 位 掺 杂 中，掺 杂 浓 度 与 膜 的 沉 积 速 度 是 相 制 约 的 关 系。根 据 K a m i n s 研 究，多 晶硅 层 中 磷 的 活 性 掺 杂 浓 度 需 达 到 1 02 0c m-3，才 能 实 现 较 低 的 复 合 电 流 密 度 J 0、及 较 低 的 接 触 电阻 c。而 磷 的 活 性 掺 杂 浓 度 N D,a c t 与 沉 积 速 度 成 反 向 关 系，即 随 着