HJT靶材行業(yè)降低銦耗量分析

1、HJT靶材行業(yè)降低銦耗量分析異質(zhì)結(jié)靶材行業(yè)成長(zhǎng)性靶材具備多樣化的特點(diǎn)。根據(jù)不同的形狀，靶材分為長(zhǎng)靶、方靶、圓靶、管靶，而根據(jù)不同的組成成分，靶材主要分為金屬、合金、陶瓷靶材。不同構(gòu)成的靶材其性質(zhì)大不相同，因此根據(jù)不同領(lǐng)域的不同需求，也衍生出多樣化的靶材。TCO（TransparentConductiveOxide）薄膜具備透明陷光和收集載流子雙重作用。TCO薄膜能夠在380-780nm范圍內(nèi)具有高透率，同時(shí)氧化物具備優(yōu)良的導(dǎo)電性而廣泛應(yīng)用于傳感器、平板顯示器、半導(dǎo)體等領(lǐng)域。Badeker最早在1907年報(bào)道了氧化鎘（CdO）薄膜，是最早關(guān)于TCO薄膜的研究。異質(zhì)結(jié)輔材HJT電池不斷刷新轉(zhuǎn)換效率

2、記錄。2022年6月隆基綠能經(jīng)德國(guó)哈梅林太陽(yáng)能研究所(ISFH)測(cè)試M6全尺寸電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)26.50%，創(chuàng)造了大尺寸單結(jié)晶硅光伏電池效率新世界紀(jì)錄。而在今年3、4月隆基和邁為股份分別在無(wú)銦、低銦異質(zhì)結(jié)電池上創(chuàng)造25.40%、25.62%的轉(zhuǎn)換效率。即使小規(guī)模甚至是不使用稀有金屬銦，異質(zhì)結(jié)電池仍然能夠維持較高的轉(zhuǎn)換效率，異質(zhì)結(jié)電池距離大規(guī)模量產(chǎn)更進(jìn)一步。HJT降本路徑清晰，發(fā)展?jié)摿^大。今年以來(lái)異質(zhì)結(jié)在銀包銅、網(wǎng)版、靶材、薄硅片、210尺寸半片、設(shè)備投資額等各環(huán)節(jié)均有降本突破，單線產(chǎn)能已經(jīng)升至600MW。異質(zhì)結(jié)具備工藝流程短、天然適應(yīng)薄硅片的優(yōu)勢(shì)，因此產(chǎn)業(yè)鏈仍未完全定型，將來(lái)仍有較大的提升空間

3、。不僅如此，HJT電池具備低溫度系數(shù)、高轉(zhuǎn)換效率、高雙面率、低衰減、低碳足跡等各方面優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)低溫工藝完美適配鈣鈦礦疊層工藝，發(fā)展天花板進(jìn)一步提升。異質(zhì)結(jié)大規(guī)模量產(chǎn)線即將落地。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2022年6月，正在運(yùn)行的異質(zhì)結(jié)中試線、量產(chǎn)線總產(chǎn)能約為9GW，其中國(guó)內(nèi)的安徽華晟、金剛玻璃、東方日升、愛(ài)康科技均有著明確的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，2022年底和2023年初，HJT產(chǎn)能第一批大規(guī)模GW級(jí)量產(chǎn)線將集中落地。HJT產(chǎn)能的快速釋放將帶動(dòng)靶材需求快速提升。根據(jù)PVInfolink的統(tǒng)計(jì)，預(yù)計(jì)2022-24年HJT電池產(chǎn)能將分別達(dá)到14、38、70GW，未來(lái)三年CAGR達(dá)127%。TOPCon電池正面單晶硅的

4、P+型發(fā)射極與背面的N+型摻雜多晶硅均具有良好的載流子傳輸能力以及導(dǎo)電性能，因此無(wú)需TCO膜，而對(duì)于HJT電池來(lái)說(shuō)TCO薄膜是必須的，HJT產(chǎn)能的快速釋放將帶動(dòng)相應(yīng)靶材需求快速提升。目前HJT電池技術(shù)本身的發(fā)展已經(jīng)漸趨成熟，各廠商量產(chǎn)效率達(dá)到了24.5%左右的水平，其中華晟新能源、愛(ài)康科技、東方日升、金剛玻璃以高量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率和大規(guī)模擴(kuò)張產(chǎn)能成為異質(zhì)結(jié)行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)。降低銦耗量銦價(jià)和銦金屬的稀有性限制ITO靶材大規(guī)模應(yīng)用。銦主要是鋅礦的伴生金屬，無(wú)法形成具有工業(yè)價(jià)值的獨(dú)立礦床，全球約有95%的銦來(lái)自于鋅礦生產(chǎn)。根據(jù)中國(guó)銦資源動(dòng)態(tài)物質(zhì)流研究表明，2017年我國(guó)查明銦儲(chǔ)量為18016噸，2019年中

5、國(guó)原生銦產(chǎn)量占比39%。從消費(fèi)端來(lái)看，全球銦消費(fèi)量從2000年的371噸增長(zhǎng)至2019年的1760噸，2019年我國(guó)銦靶材制造消耗銦133噸，占國(guó)內(nèi)總消費(fèi)量的70%。目前我國(guó)銦價(jià)在1500元/kg左右浮動(dòng)。復(fù)合TCO膜結(jié)構(gòu)可以通過(guò)材料間功函數(shù)的匹配程度降低TCO薄膜與非晶硅、金屬電極兩種界面之間的接觸電阻。半導(dǎo)體-半導(dǎo)體界面（TCO薄膜-非晶硅界面）：TCO薄膜可視為半導(dǎo)體，功函數(shù)低的一端電子會(huì)向功函數(shù)高的一端遷移，在N型非晶硅層上需選擇高功函數(shù)的TCO材料以利于電子向TCO膜層遷移，同時(shí)P型非晶硅層上需選擇低功函數(shù)的TCO材料以利于電子向P型非晶硅層遷移。TCO-II應(yīng)兼具優(yōu)良的導(dǎo)電、透光性

6、，優(yōu)選IZO、IZrO、ITO（99:197:3），氧化錫含量越少，功函數(shù)越高。金屬-半導(dǎo)體界面（TCO薄膜-非晶硅界面）：TCO薄膜應(yīng)選取低功函數(shù)的材料以利于電子向金屬電極遷移。TCO-I錫含量越多，功函數(shù)越低，但透光率越差，因此膜厚度控制在5-20nm。靶材制造工藝壁壘靶材的核心需求是高密度、高純度、高均勻性。進(jìn)風(fēng)溫度、燒結(jié)升溫速率、成型壓力、粘結(jié)劑、分散劑、穩(wěn)定劑含量等均會(huì)影響靶材的性能。不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Π胁牟牧系倪x擇和性能要求存在差異，其中半導(dǎo)體靶材的技術(shù)和純度要求高，平板顯示器靶材的材料面積和均勻度要求高。目前對(duì)濺射靶材的研究朝著多元化、高純度、大型化、高濺射速率、高利用率等方向進(jìn)行。

7、ITO靶材本質(zhì)屬于陶瓷，內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)需要工藝技術(shù)搭配出來(lái)，對(duì)透光率、導(dǎo)電率、硬度、平整度、純度都有要求，比金屬靶材的工藝更為復(fù)雜，技術(shù)壁壘較高。作為平板顯示器制造中的核心材料，氧化銦錫（ITO）靶材主要用于透明導(dǎo)電膜，是靶材中技術(shù)難度較大的產(chǎn)品。ITO靶材本質(zhì)屬于陶瓷，內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)需要工藝技術(shù)搭配出來(lái)，制造過(guò)程中ITO的透光率、導(dǎo)電率、硬度、平整度、純度都有要求，比金屬靶材的工藝更為復(fù)雜，技術(shù)壁壘較高。HJT量產(chǎn)前提非晶硅鈍化是異質(zhì)結(jié)鈍化結(jié)構(gòu)的核心。硅錠切割產(chǎn)生硅片，其表面晶格受損而產(chǎn)生大量的懸浮鍵，這些擁有大量固有缺陷的切片進(jìn)入電池生產(chǎn)流程的時(shí)候，會(huì)使載流子復(fù)合概率增大。異質(zhì)結(jié)通過(guò)晶硅和非晶硅形成PN結(jié)，而非晶硅鈍化能夠使晶硅表面缺陷處于不活躍狀態(tài)，從而提高成品電池片的轉(zhuǎn)換效率。HJT2.0總體結(jié)構(gòu)由正面至背面分別是復(fù)合TCO薄膜、N型摻雜非晶硅薄膜（微晶化）、本征非晶硅薄膜、N型晶硅、復(fù)合本征非晶硅薄膜、P型非晶硅、TCO薄膜。完成鈍化接觸的非晶硅幾乎不具備橫向?qū)щ娦裕虼艘肓送瑫r(shí)具備優(yōu)異光、電性能的TCO薄膜。目前異質(zhì)結(jié)TCO薄膜制備方法一般有物理氣相沉積（PVD）和反應(yīng)等離子體沉積（RPD）兩種方法，PVD應(yīng)用更加廣泛，其原理是電子在電場(chǎng)的作用下，與氬原子發(fā)生碰撞，激發(fā)出二次電子和Ar+，而后Ar+在電場(chǎng)作用下被加速，以高能量轟擊靶材而發(fā)生能