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太阳能硅片清洗设备市场现状调查

时间:2019-06-13 11:06超声波清洗机技术信息技术网 点击:

太阳能硅片是光伏电池片的载体,硅片质量的好坏直接决定了光伏电池片转换效率的高低。太阳能硅片在经过切片、倒角、研磨、抛光等几道工序后,表面不可避免地会受到不同程度的污染,因此,需要对太阳能硅片进行清洗,以去除其表面的一些颗粒、金属离子以及有机物。但太阳能硅片清洗的好坏在一定程度上会影响硅片的质量,处理不当会损害硅片的稳定性与可靠性,甚至使得整个产品报废。由于太阳能硅片在进入每道工艺之前表面都必须是洁净的,所以需经过多次重复清洗,使得硅片的清洗工作成为一个繁琐的问题,为此受到国内外研究机构及企业的重视。这是一个光伏行业不容忽视的工序。

清洗方法多种,超声波清洗法领衔

太阳能硅片生产线因单、多晶的不同而分为两条生产线:单晶硅片的生产设备包括单晶炉、切断机、滚圆切方机、多线切割机、清洗机等;多晶硅片的生产设备包括多晶铸锭炉、切方机、去头尾机、多线切割机、脱胶、硅片插入、清洗机等。但无论哪种生产线都需要用到清洗设备,这是其必不可少的一个环节,因此硅片清洗设备有一个固定的市场,吸引了诸多企业的进入。

很多企业开发并生产硅片清洗设备,所以目前市面上有多种用于太阳能硅片清洗的工艺,比如超声清洗法、RCA标准清洗、兆声清洗法、高压喷射法、离心喷射法、等离子清洗、气相清洗、激光束清洗等等,形成了百花齐放的势态。使用何种清洗工艺方法,需要根据不同客户不同硅片上的表面状态、洁净度、污染情况等进行选择。据业内反馈,在众多的清洗方法中,使用较多的是超声波清洗法与RCA标准清洗法。

RCA清洗法主要用于清除硅片表面的有机表面膜、粒子和金属污染物。在RCA清洗工艺中涉及到两组化学试剂,一般分两个步骤将两组化学试剂通过固定比例调成酸性液进行清洗。提到化学试剂,据很多清洗设备制造商反应,化学试剂即清洗溶剂是当前光伏硅片清洗设备的技术壁垒之一。因为试剂不同,各家所用的RCA清洗法也不相同,比如一些清洗步骤的增加或减少等,但无论是传统RCA清洗法还是经过改良后的RCA清洗法,对去除硅片表面的大部分污染物还是有效的。虽然RCA清洗方法不错但也存在弊端,如在生产过程中需要消耗大量液体化学品与超纯水,加大了硅片的粗糙度等。

经过行业人士对太阳能硅片清洗方法的探索,超声波清洗的优点逐渐显现出来,它在切磨后除去大粒子方面操作简单,清洗效果好。全自动单/多晶硅片超声波清洗机一般由2个市水超声波清洗(带抛动)、2个碱性洗剂超声波清洗槽、3个RO水超声波溢流漂洗槽等7个槽体组成,附多个超声波系统、加热过滤循环系统、抛动系统、机械手系统、排风系统、控制系统等辅助装置。超声波清洗法也有弊端,即随着粒子尺寸的减小清洗效果也在下降,同时由于声能的作用,对硅片也存在潜在损伤。

此外,还有兆声清洗法、气相干洗等,随着各种清洗方法的不断改进与综合使用,发展至今硅片清洗已不再是一个单一步骤,而是一个系统工程。未来清洗设备将向综合化、集成化与全自动化方向发展,这就需要清洗设备制造商们加大研发力度,不仅仅是制造出设备,从某种程度上说,还需根据各家硅片企业的具体情况提供不同清洗方案,帮客户最大限度地减少损失降低成本,同时减少清洗设备本身所产生的污染问题,避免再次污染。

太阳能硅片清洗设备市场现状

国内目前已有超过上百家从事光伏装备研发生产的企业,主要以硅片加工、电池片制造、组件生产和辅助设备制造为主,厂家多分布在华东、华北和华南地区。我国硅片清洗设备市场的分布,也呈现出一定的地域性,这与清洗设备厂商所服务的主要对象及硅片电池组件企业的分布情况有关,仅华东长三角地区硅片的消耗掉就占到全国总需求量的一半,其次则为华南、华北、西北、东北等地区。如同百花齐放的清洗设备一样,硅片清洗设备企业也同样如此,并呈现出自己的特色。

1.民营实力派品牌显山露水

深圳市捷佳创精密设备有限公司,是一家从事光伏及绿色能源产业专用设备的制造商,其产品从宏观上涵盖了原生多晶硅料生产设备、硅片加工设备、晶体硅电池生产设备等,具体包括全自动硅芯/硅棒清洗设备、全自动硅料清洗设备、全自动硅片清洗设备、全自动单晶制绒酸洗综合设备、多晶链式制绒设备、湿法刻蚀设备、等离子体刻蚀机、PECVD、非晶硅玻璃基片清洗设备等。

与很多光伏企业一样,捷佳创成立的时间并不长,但在业内形成了一定的口碑与知名度,特别是在清洗设备市场中占有率颇高。据了解,该公司市场触角延伸得较广,像赛维LDK、东莞南玻、晶澳太阳能、英利等一些知名厂商均为其重要客户。业内硅片企业对捷佳创产品的印象是:“捷佳创公司产品价格便宜、运行稳定,性价比不错,就是外观上看起来没有国外设备精致。”

为确保产品的实用性以及保持市场的领先地位,捷佳创在技术研发上下了一定的功夫,仅在产品设计上已申请专利数十余项,涉及硅片清洗方面的专利有硅片清洗设备的抽风通道、工件清洗设备的脱水提升装置等,该公司比较注重自主研发。

同样在业内有一定口碑的国产民营设备制造企业还有上海釜川超声波科技有限公司、无锡奥曼特科技有限公司、苏州华林科纳半导体设备技术有限公司、苏州市昊日自动化设备有限公司等,这些企业都在市场上占有一定的份额。其中苏州市昊日自动化设备有限公司定位中高端,目前主要客户有阿特斯、天合光能、赛历科技、西安合木等企业,拥有较完善的生产线。

2.中国电子科技集团各分所单位——实力厚、设备全

中国光伏产业近几年的飞速发展,给设备行业带来了新的发展机遇。据了解,目前我国光伏设备在硅材料生产、硅片加工和电池片生产中,大部分环节已实现国产化。在这些国产设备军团中有一股势力不容小觑,即中国电子科技集团旗下的众多分支单位,如48所、45所、2所等,通过近几年的积累,国产设备已取得本土市场和客户的认可。

中国电子科技集团第48所是目前中电科技集团旗下各所中光伏设备研发走在前列的单位,该所涉及光伏行业的主要产品基本分两大类:一类是围绕晶体硅光伏电池制造设备,一类是硅材料加工设备。硅片清洗设备属于第二类,但目前该所主打产品是针对晶体硅光伏电池的设备。

中国电子科技集团2所在多晶硅片制造设备方面造诣颇深。多晶硅片工艺流程一般分为硅料分拣、腐蚀清洗、喷砂、铸锭、线切、脱胶、预清洗、烘干、包装等几个工序,中国电科2所依靠自身工艺和技术优势开发了除多线切割机以外的多晶硅铸锭炉、硅材料腐蚀清洗线、硅锭/硅块清洗机、硅片清洗/脱胶设备等一系列硅片制造设备,形成了完整的硅片生产链,目前可以提供多晶硅片整线集成服务和工艺支持。据悉,该所设备已应用于英利、天威薄膜、晶澳太阳能、光为等一批国内知名企业中。

此外,中国电子科技集团45所也在这一领域有相关的研发与生产销售,但硅片清洗设备的市场份额在该公司的整个产品销售中占比较小,属于兼顾型设备产品,并不是该公司的主要业务。

3.张家港企业群——快速崛起、规模较小