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太阳能电池
太阳能产业用激光器的庞大市场
材料来源:互联网           录入时间:2011-3-8 9:35:58

今年,整个太阳能行业的产能持续扩充,这为设备供应链提供了充裕的机会。领先的电池生产商们不仅在年底前将产品销售一空,还迅速跟进2011年新晶圆厂的建设和现有生产线的升级以提高效率。因此,太阳能行业成为目前设备制造商们最有利可图的销售市场领域之一。

相对于太阳能行业使用的其它类型工具机,激光加工设备的地位有所上升。这是因为激光设备的应用范围广泛,能够适用于不同工艺流程和电池类型,能够贯穿从基材到最终面板制造的整个价值链。不过需要注意的是,在潜在年收入超过5亿美元的关键应用方面,激光设备尚无明显的制胜法宝。尽管如此,选择范围多元化成就了整体还算不错的市场,使得多家激光源和设备供应商能够共存,且都有明显的收入回报。

通常情况下,太阳能制造被划分为不同的价值链——晶体硅(c-Si)和薄膜面板。用于材料供应(如硅、玻璃等)的设备也作相应划分。因此,晶体硅的设备价值链被限定为晶圆、电池和模块中游阶段,而薄膜面板制造的设备价值链只包括前端部分(沉积和图式形成)和后端部分(模块封装)。激光设备的应用也恰好满足这种划分。

事实上,激光设备在太阳能行业的市场分为这几个领域:学术研发、学术和产业联合资助项目、商用内部研发、试产线建造(包括电池生产商和设备制造商),以及用于大规模生产的设备。最近几年,非生产领域带来的收入为设备制造商提供了一系列机会,部分原因在于为了不断改善电池和面板生产的标准方法而实行的强大工艺过程开发。然而,由于太阳能行业的不断成长,部件在不断地减小尺寸,将会为激光设备生产商带来极大的机会。因此,在“生产线集成”和“其它所有”类别中采用的详析报告,让人们更清晰地了解到激光设备在太阳能行业中的应用总体情况。

设备支出

图2展示了2005年至2010年晶圆生产线中晶体硅和薄膜电池两种类型的设备支出。激光设备定义为完全交钥匙成套子系统,通常包括激光源、光束处理器件和扫描部件以及基材(晶圆或玻璃面板)处理单元。在非晶硅、多晶硅和碲化镉生产线上,激光机已经成为薄膜图案成形的事实选择,该图显示出的薄膜设备支出占多数已是意料之中。图中2009年的下降跟宏观经济的冲击影响关系不大,而是反映了这段时间观察到的设备支出趋势的变化。首先,薄膜设备支出在2008年看上去达到了某种波峰,但其原因在于由大型玻璃面板成套非晶硅晶圆工厂和单晶硅电池生产带来的需求上升。中国和台湾地区的多家领先电池生产商,已经开始在激光刻边中使用湿法蚀刻替代激光划片作为首选设备。不考虑2008年的波峰,激光设备支出呈平滑上涨曲线,显示了整个行业在越来越多的工序中逐渐认可激光设备。

2010年设备支出可能将第一次超过3亿美元。目前的驱动因素与上面提到的应用有所不同。当背板电池开始渗透市场时,在单晶硅电池生产中,刻边不是主要工艺,相反,生产中使用了几种选择性烧蚀工艺,包括前后表面保护层遮罩形成以及背接触绝缘和贯通钻孔。激光设备还广泛应用单晶硅选择性发射极形成时的二级扩散(通过诱导熔化前驱物层)。

薄膜拉伸的应用也发生了变化,从玻璃面板成套晶圆工厂转移到亚太地区大量的非晶硅、多晶硅家庭作坊式工厂。图3显示了2010年3季度之前12个月中家庭作坊式薄膜生产线设备支出的地区百分比数字。与2008年大型面板成套晶圆工厂相比,现在小规模销售的机会非常多,这是因为最终用户在实现发展壮大之后开始决定改变设备规格。当二三线厂商力图由试用转向大规模生产时,在这些厂商采用的不同类型的R2R工艺流程中,激光设备也找到了其用武之地。

尽管据预测激光设备支出能继续保持两位数的强劲增长率,激光加工在太阳能工业中地位却仍然相对稳定,激光设备支出始终在总工业设备支出的3%到4%之间徘徊。而且,对领先电池生产商们(占据当前产量的90%多)的单独分析显示,他们的激光设备份额百分比更低。激光设备供应商们不断发展扩大的场景,可以恰如其分地描述为:大量的机会,但与此同时,来自确定的工具类型(丝网印刷机、蚀刻设备等等)和虎视眈眈的可选途径(喷墨打印机、离子注入机等等)的竞争(和怀疑)也非常多。同过去相比,精心选择客户和供应链,以及对不同晶圆加工厂类型的上下游工序互补特性的更好理解,是成功的先决条件。不过,随着现在激光设备的市场份额向各种供应商扩张,收入增长以及设备供应的领先地位比以往任何时候都具有吸引力。


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