经过几十年发展，我国光伏产业从无到有，已形成技术研发活跃、产业链完整齐备、端到端自主可控且具有国际竞争优势的战略性新兴产业。根据中国光伏行业协会数据，2023年我国在多晶硅、硅片、电池片、组件四大核心环节产量分别占到全球总产量的91.6%、98.1%、91.9%、84.6%，占据绝对领先地位。
光伏企业对降本增效的持续追求，技术更迭日新月异，推动了设备需求的持续增长。为了保持竞争力，产业链下游企业纷纷引入更先进的设备，使得关键光伏设备更新换代周期不断缩短，这种快速的技术迭代不仅加速了光伏行业整体的技术进步，也为光伏设备厂商提供了广阔的发展空间。
在传统光伏电池升级换代加速的进程中，镀膜是一道重要工序，直接关系到光电转换效率。因此，在太阳能电池生产线的设备总投资中，镀膜设备和背钝化设备占据了相当大的比例。然而在2013 年以前，国内市场上的光伏背钝化设备基本被德国梅耶伯格公司和荷兰SoLayTec公司垄断，核心技术受制于人，加上采购价格高昂，早已影响了整个光电产业发展。光伏背钝化设备亟需国产化替代。
理想晶延上海松江研发与试制中心
理想晶延半导体设备（上海）股份有限公司（以下简称“理想晶延”）就在此背景下成立。经过近十年发展，在全球能源结构转型和半导体产业快速发展的背景下，理想晶延凭借其在光伏新能源产业和半导体领域的深耕细作，已经成为高端装备研制的领先企业，为我国光伏产业的崛起贡献了独特的中国力量。
光伏镀膜设备从零开始，立志实现高端装备国产化
进入21世纪以来，人类对风电、太阳能、生物能等可再生能源的积极研究促进了各国新能源产业的蓬勃发展，太阳能凭借清洁、安全、长久等显著优势，已成为发展最快的可再生能源。
经过多年发展，我国光伏电池设备制造基本实现国产替代，并在国际竞争中处于优势地位。自2010年以来，我国一直是全球最大的光伏设备市场。其中，薄膜沉积设备占据了光伏生产线投资的最大份额，在强烈的市场驱动下，国内开始涌现采用不同技术路线的薄膜沉积设备初创厂商。
2013年奚明博士领衔创立理想晶延。随后在2015年成功研制国产首台平板式空间型原子层沉积(ALD)镀膜设备，2019年ALD镀膜设备便达到成功出货100台的里程战绩。
理想晶延ALD设备
奚明博士表示，凭借十余年真空镀膜技术的深厚积累，理想晶延聚焦两大核心领域：高效光伏电池工艺设备和集成电路晶圆制造设备。在光伏领域，理想晶延深耕CVD技术，拥有ALD、SALD、PECVD等多种设备，服务于双碳目标，覆盖TOPCon、钙钛矿及BC电池技术领域。在集成电路领域，公司汇集了中韩日专业跨国人才，提供先进的晶圆制造解决方案，主营产品包括多片装ALD、CVD、氧化退火设备等。
理想晶延资深研发总监刘锋指出，理想晶延拥有三大核心优势：
- 技术储备深厚，拥有领先的ALD、PECVD、MOCVD镀膜技术，适用于新能源、集成电路、新材料等多个新兴产业；
- 竞争优势明显，其国产首台板式ALD设备在镀膜质量和钝化效果上表现卓越，在提升光伏电池效率方面表现突出；
- 市场地位稳固，产品服务于光伏行业主流电池生产商，销售量超过400台，成为高效太阳能电池镀膜设备市场的领导者。
他以ALD设备的技术挑战为例，强调理想晶延在绕镀、工艺窗口、均匀性、产能、维修保养周期方面等均具备较大优势。
理想晶延市场营销总监刘永良补充道，公司的平板式空间型ALD镀膜设备在钝化效果上表现出色，助力TOPCon电池效率再创新高，国内市场占有率最高时达到近50%，成为钝化技术的主要供应商之一。
降本增效驱动下，光伏设备需求再升级
随着可再生能源日益成为全球发展共识，为达成2030年碳达峰，2060年碳中和，光伏行业将成为长期处于高速发展的新能源行业之一。彭博财经预测，2024年全球新增装机量微585GW，同比增长47.2%，明年开始增速有所放缓，直至2029年重回13.6%的两位数增速，2030年全球新增装机量预计为839GW，2024~2030年年复合增长率为9.5%。
在此过程中，降本增效一直是光伏产业发展的核心目标。唯有技术创新，才能实现更好的电池组件效率提升。2022年，TOPCon电池技术在N型路线中脱颖而出，率先步入规模化量产阶段。2023年新投产的量产产线已经以N型TOPCon为主。随着产能陆续释放，PERC电池片市场占比被压缩至73%左右，N型TOPCon电池片市场占比上升至23%。PV Infolink预测，2024年TOPCon电池片市场占比将提升至70%，未来两年TOPCon电池市场占比还将持续提升，成为行业主流量产技术。
据悉，目前主流组件厂家都是采用电池切片封装工艺来降低电阻损耗，提升组件功率。但这一封装工艺存在一定的技术弊端，在正片切割为半片的时候，激光切割会使得电池片边缘裸露，导致电子和空穴的复合增加，从而降低电池片的转换效率。
针对这一市场痛点，奚明博士带领团队深入PET钝化边缘技术研究，2023年，率先开展电池划片切割面损伤及修复研究，并在EPD（Edge Passivation Deposition）半片电池切割面钝化技术方面取得重大突破。该技术能有效优化电池片划片边缘特性，显著降低电池边缘复合损失，提升电池组件抗阴影能力，减少缺陷，稳定提升组件效率。
理想晶延EPD侧壁钝化技术也得到了大部分头部客户的验证认可，30多万片结果验证组件功率提升显著。2023年底，理想晶延首台量产侧壁钝化EPD设备成功出货，为光伏产业电池组件提效增产树立新里程碑。
理想晶延侧壁钝化EPD设备
刘锋表示，传统镀膜方式饶镀严重，造成组件虚焊比例高。针对侧面镀膜难、绕镀大、兼容性差、产能小等工艺痛点，理想晶延研制出适应电池侧切面镀膜量产高产能ALD反应腔体，采用腔体兼容性设计方案解决了电池绕镀大的难题并满足焊接拉力的要求，符合侧切面边缘镀膜适配电池印刷线产能的工艺节拍需求。EPD设备具有完全自主知识产权的全自动镀膜系统、前驱体区隔系统和自动化传输系统，使电池侧切面镀膜边缘钝化全自动量产达到所需的膜厚、绕镀、均匀性等多项关键指标。该设备通过对半片或多切片电池切面提供有效钝化，显著提升了光伏电池组件转换效率。
刘永良表示，侧壁钝化EPD设备去年开始已通过超10家目标客户实验验证，半片电池效率增益超0.2%，组件功率稳步提效5W以上，行业头部企业量产组件功率平均提效6W以上。
值得注意的是，随着近两年光伏上下游全面产能过剩，竞争形势更加严峻。TOPCon电池扩产节奏放缓，多家光伏电池企业产线投资延期或取消，电池产能过剩和投资的收缩，使得降本增效成为光伏行业关注的重中之重。
刘锋指出，单结晶硅太阳能电池的转换效率未来几年将逐步接近29.4%的极限值。为了充分利用太阳光谱，可将钙钛矿太阳电池作为顶电池，晶硅太阳电池作为底电池，形成钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池。叠层电池通过使用具有不同带隙的吸收材料来吸收不同能量的光子，将充分吸收太阳光，理论效率极限大幅推升至43%。自2015年钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池首次被提出以来，其能量转换效率从初始的13.7%快速提升至目前的33.9%。钙钛矿/TOPCon叠层电池展现出良好的光、热稳定性。TOPCon电池高温稳定性优异，为中间复合层及钙钛矿顶电池材料选择及工艺开发提供了更宽的窗口。
理想晶延钙钛矿ALD量产设备
为此，理想晶延在保持ALD产品国内市场优势的同时，不断推出更多具备竞争力的系列产品。刘永良表示，目前公司主推侧壁钝化EPD设备、钙钛矿ALD系列镀膜设备等新产品，高效赋能电池规模量产；同时也在积极布局HJT电池、xBC电池、钙钛矿/叠层电池等行业前沿技术，以应对更长期的技术迭代要求，以创新技术抢占制高点。
在积极拓展海外市场的过程中，理想晶延展现出了开放的姿态，以迎接全球市场的挑战和把握机遇。刘永良指出，自去年以来，理想晶延不仅伴随国内客户的步伐进入泰国、越南等东南亚国家，实现了“出海”战略，并且成功将设备出口到印度和美国等多个国家，这也标志着公司在拓展海外客户方面迈出了实质性的步伐。
尽管在当前国际形势下，各国政策因素也可能对理想晶延商业拓展带来一定挑战，例如美国对从中国进口设备征收的关税，以及印度对中国签证政策的不友好等因素，这样充分印证了理想晶延在全球市场上的竞争力与影响力。
结语
回望过去十余年，伴随着发展初期的政策扶持与后续技术迭代，我国光伏产业在曲折中发展，持续加码的过程中不断扩大产能，实现了明显的规模效应，且多次打破了光伏电池及组件的最高转换效率纪录。展望未来，新入者的涌入会带来更加激烈的竞争，然而在混沌的竞争格局中存在“变化”中的“不变”，即光伏行业中持久的降本与增效的发展主旋律。
在未来征程中，理想晶延将紧抓光伏电池技术迭代和投资扩张的机遇，基于优异的市场业绩实现高速发展。与此同时，在光伏电池领域取得战略成功后，理想晶延又将目光聚焦到对技术和工艺要求更高的集成电路晶圆制造ALD高端装备上，助力国产芯崛起，打造理想晶延第二增长曲线。
在采访的最后，奚明博士对理想晶延的未来充满信心：“我们将继续加大研发投入，保持技术创新，同时积极拓展国内外市场，为全球客户提供更加优质的产品和服务。我们的目标是成为全球领先的高端装备研制企业，为推动全球能源转型和半导体产业发展贡献力量。”
