平价电网光伏模组生产方案 asct for bengbu visit 3222010

1、亚升通美国亚升通公司Ascentool Inc.627 National AvenueMountain View, CA 94043, USA可持续开展的平价电网光伏模组生产方案(大型关键装备制造及模组生产单、多晶硅和薄膜光伏技术的比照晶硅薄膜技术成熟度50 年，改进空间较有限改进空间很大有利于双结电池工艺小面积 (1x)大面积 (30 x)模组封装分离式封装 (每个模组有50 片硅片)一次性封装模组光电转换效率当前 13 21%进一步提高的技术路径不甚明朗当前 5 10%未来 15 20%半导体材料消耗高 (100 x)低 (1x)模组成本当前 $1.50/W进一步降至低于$1.00/W比较

2、困难当前 $1.00/W未来 $0.50/W三种主要的薄膜技术n-type a-Siintr. a-Sip-type a-Si透明导体TCO透明导体TCO衬底intr. CdSp-typeCu (In1-x, Gax) Se2n+ ZnO (TCO)钼电极Mo contactintr. ZnO (TCO)衬底intr. CdTen-type CdSCd2SnO4 (TCO)C (Cu) contact衬底（在上）p-type ZnTe 非晶硅a-Si: H碲化镉CdTe铜铟镓硒CIGSa-Si:HCIGSCdTeUnited Solar Shell SolarISET First Solar

3、Kaneka Showa Shell ITN/ES Antec Solar Fuji Electric Wurth Solar HelioVolt Solar Fields Sharp DayStarSulfurcell Canron Mitsubishi Global Solar CIS Solartechnik AVA Tech Schott Solar Miasole Solarion PGSP SolarNanosolar Solibro Sanyo Solyndra CISEL Energy PhotovoltaicsSoloPower HondaEnergy Photovoltai

4、cs Shipping products in limited quantities Shipping products in high volumes.Source: BP Solar and NREL降低光伏模组生产本钱面临的挑战 尽管光伏业界做了大量积累性的工作，光伏发电的本钱仍然太高距离人类首次使用光伏电池已超过50年光伏电池在地面的商业应用已超过20年世界上的光伏模组生产近年来已经集中到低劳力本钱地区如中国进一步降低本钱的关键是在生产设备及相关的工艺上其生产设备和工艺与半导体芯片(IC) 、薄膜晶体管液晶显示屏(TFT LCD)非常相似可是要求非常、非常低的生产本钱 $100美元/米

5、2光伏应用中，薄膜厚一些可帮助增加光能的利用，但同时也增加了镀膜工序的本钱真空镀膜技术已有150年的历史，且近几十年来很少有革命性突破半导体芯片IC$5万美元/米2液晶显示屏TFT LCD$1千美元/米2光伏模组PV Module$1百美元/米2从芯片到光伏电池：生产技术虽类似，但对本钱的要求越来越苛刻 光伏模组生产中，在哪些环节上降低本钱?t-ROCSTM 光伏模组成本细分玻璃、其它封装材料薄膜材料能耗设备折旧工序复杂性、劳力生产占地20%30%10%25%10%5%亚升通的综合方案更佳的设备和工艺特性以提高光伏电池的转换效率优化镀膜源，提高薄膜材料利用率优化镀膜源及玻璃加热机制优化设备的系

6、统架构、减轻设备重量（材料用量）针对某些应用，在镀膜工序中同时做划线，省掉激光划线增加真空设备单位体积、单位占地面积的衬底处理面积已被亚升通证明的方案1X(相对业界领先水平)0.3X0.7X0.3X0.8X0.5x下一步的目标0.8X0.2X0.5X0.2X0.5X0.4x亚升通的综合方案将降低 60%的生产本钱提高薄膜材料利用率常规平面镀膜源: 1520 % 靶材利用率亚升通 Hi-U TM PVD 镀膜源(PVD = 物理气相沉积) 用于沉积各种金属薄膜、TCO (透明导电薄 膜)、吸收/窗口层、绝缘层、钝化层 沉积各种合金、化合物半导体 (如 CdS, CdTe和 CIGS)薄膜时，利于

7、保持组分不变 靶材利用率 60% 设计易放大至几乎任何尺寸 (如1.1x1.4米)ROCS TM 300 PVD 原型机配置有300 mm Hi-U TM 磁控溅射镀膜源具有独立知识产权的亚升通 平面镀膜源，其靶材利用率 60%7ROCS TM PVD 应用举例：导电玻璃 Initial deposition achieved ave. 85% transmittance at 6 ohm/sq. low resistance Will improve process on ROCSTM 1500 PVD8薄膜材料利用率对铜铟镓硒模组本钱的影响薄膜及厚度溅射模式溅射靶材利用率常规平面镀膜源旋转

8、镀膜源(当前技术水平)亚升通Hi-U TM PVD平面镀膜源钼（Mo) 500nmDC Magnetron20% 平面靶75% 旋转靶60% 平面靶铜铟镓硒（CIGS) 1100nmPDC Magnetron20%平面靶75%旋转靶60% 平面靶铟2硒3（In2Se3) 50nm RF80%平面靶80%平面靶80% 平面靶非掺杂氧化锌（i-ZnO)100nmRF80%平面靶80%平面靶80% 平面靶掺铝氧化锌（AZO)1000nmPDC Magnetron20%平面靶75%旋转靶60% 平面靶单位模组的薄膜材料成本$142.8$124.6$49.1附注：1 1100 x 1400 mm 玻璃基

9、板2 对同样体积的材料, 旋转靶材的成本是平面靶材的 3倍9薄膜材料利用率对非晶模组本钱的影响常规镀膜源亚升通Hi-U TM PVD 镀膜源1 1100 mm x1400 mm 玻璃基板；本计算仅考虑了PVD工艺节省的薄膜材料本钱2 亚升通较低本钱的300mm x1350 mm 平面镀膜源优于较昂贵的旋转式镀膜源3 78个 Hi-U TM 镀膜源配套在 ROCS 1500 PVD 系统上用于25MW 非晶薄膜生产线4 全靶面溅射可以最大程度减少微粒的形成、提高成品率、减少系统停机时间5 60% 或更高的靶材利用率6 AZO or GZO (100nm)/Ag (300nm) /Ti (30nm

10、) 用于非晶硅模组背电极10几种化学气相沉积PECVD技术的比照射频平行板等离子体化学气相沉积RF PECVD甚高频平行板等离子体化学气相沉积 VHF PECVD亚升通 UHD PECVD(超高密度等离子增强化学气相沉积)反应气体利用率10%15%90% 等离子体密度1 x3 x100 x在大面积基板上的均匀度 薄膜厚度均匀度尚可； 但相(薄膜材料特性)均匀度不理想由于甚高频下的驻波效应，厚度及相均匀度问题越发突出 厚度及相均匀度都很优越放大到大尺寸基板时，工程难度高较易放大到大尺寸基板镀膜速率20 纳米/分钟100 纳米/分钟1,000 纳米/分钟技术方案及专利布局 自2005年以来，亚升通

11、已获3项美国专利; 另有8项美国专利、4项国际专利待批高效(材料利用率改善2x3x)、低本钱 PVD 系统 用于 4 种主流光伏技术 ROCS TM 系列 PVD 高产率 (2x 4x 改善)、低本钱PECVD：用于非晶硅/微晶硅薄膜光伏模组 v-ROCS TM PECVD 无激光划线：用于晶硅电池背电极 SiO2/Al 镀膜以提高转换效率；也可用于薄膜光伏模组生产，减少50%的工序 ChemMask TM高产率 (每次装8片)、低本钱PVD 系统，具接近最高理论值的材料利用率 (90%) t-ROCS TM PVD 高产能、高等离子密度、高材料利用率、低本钱PVD 和 PECVD系统，用于硅基薄膜光伏生产，模组效率可达1012%，本钱$0.5/瓦在开发的薄膜光伏模组成套生产设备 硅基薄膜光伏模组本钱比照 目前行业水平亚升通的预期方案非晶/微晶 a-Si/nc-Si非晶硅（a-Si）非晶/微晶(a-Si/nc-Si)光电转换效率6.5%10%1012 %设备折旧 $0.15$0.4$0.1导电玻璃$0.45$0.4$0.15材料消耗$0.4$0.8$0.2劳力和其它费用$0.1$0.1$0.1模组成本（每瓦）$1.1美元$1.7美元$0.55美元14光伏设备业是带动区域战略开展的引擎