芯片的背部减薄制程
磊晶之后的蓝宝石基板就成为了外延片,外延片在经过蚀刻、蒸镀、电极制作、保护层制作等一系列复杂的半导体制程之后,还需要切割成一粒粒的芯片,根据芯片的大小,一片2英寸的外延片可以切割成为数千至上万个CHIP。前文讲到此时外延片的厚度在430um附近,组件回收价格,由于蓝宝石的硬度以及脆性,普通切割工艺难以对其进行加工。目前普遍的工艺是将外延片从430um减薄至100um附近,然后再使用镭射进行切割。
蓝宝石衬底晶片是LED产业链的环节,以往这种产品的制造技术被国外公司垄断。目前,国产显示、通讯、照明等器材上使用的LED衬底晶片基本上依赖进口。国内只能出口蓝宝石晶体或到海外,加工成衬底材料后再返销国内。
受益于下游led芯片需求旺盛,继3月调价后,光伏组件价格,近期2英寸蓝宝石衬底从4美元涨至7美元,滤膜组件价格,4英寸蓝宝石衬底从30美元涨至35美元。业内认为,蓝宝石应用逐步扩大有助价格延续涨势。拟在A股上市的玻璃盖板厂商蓝思科技新披露招股书显示,将投入18亿元用于蓝宝石扩产,由于产能远超过iPhone需求,市场推断公司将生产手机用蓝宝石盖板等,并供应给非苹果阵营手机。
业内认为,led照明应用暴发叠加蓝宝石手机盖板渗透率提升,蓝宝石长晶及相关设备需求将大幅提升甚至出现供应缺口。国内公司中,天通股份拥有自主研发的大尺寸长晶炉设备,形成了从长晶、掏棒、切磨抛的完整产业链;大族激光即将向苹果提供首批激光切割机,未来有望占据手机蓝宝石切割70%-80%市场份额。
隐裂、热斑、PID效应,是影响晶硅光伏组件性能的三个重要因素。
2. “隐裂”对组件性能的影响
晶硅太阳能电池的结构如下图所示,电池片产生的电流主要靠表面相互垂直的主栅线和细栅线收集和导出。因此,当隐裂(多为平行于主栅线的隐裂)导致细栅线断裂时,电流将无法被有效输送至主栅线,组件价格,从而导致电池片部分乃至整片失效,还可能造成碎片、热斑等,同时引起组件的功率衰减。
垂直于主栅线的隐裂几乎不对细栅线造成影响,因此造成电池片失效的面积几乎为零。
而正处于快速发展的薄膜太阳能电池,由于其材料、结构特性,不存在隐裂的问题。同时其表面通过一层透明导电薄膜收集和传输电流,即使电池片有小的瑕疵造成导电膜,也不会造成电池大面积失效。
有研究显示,组件中如果某个电池的失效面积在8%以内,则对组件的功率影响不大,并且组件中2/3的斜条纹隐裂对组件的功率没有影响。所以说,虽然隐裂是晶硅电池常见的问题,但也不必过度担心。
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