异质结技术推广最大的瓶颈就是设备成本，最突出的是在非晶硅/微晶硅镀膜的CVD段。目前主流的PECVD技术占4亿元/GW异质结设备投资成本的50%左右，按近年来降价的节奏、设备构成和成本看，其成本下降空间不大。

而热丝CVD（HotFilament CVD, 以下简称HoFCVD）技术，因为原理不同，设备的构成有了质的变化，成本下降空间能大幅打开，短期内将CVD设备成本下降50%以上都是可能的。

按照每GW节省1亿元的投资成本，现在异质结投资的规划多在10GW以上，项目投资可节省10亿元人民币以上，热丝CVD很可能在短期内成为CVD技术的主流。

1. 原理不同，性能成本自然不同

热丝CVD的技术原理是利用SiH4、H2等气体分子在加热的金属丝上发生催化分解反应，产生Si、H、SiHx等“不带电”的活性基团，这些活性基团落到基底表面上发生粘附、迁移、化学成键等反应，形成薄膜。


与热丝CVD技术原理完全不同，PECVD是使反应气体在辉光放电等离子体中受激分解生成“带电”的高反应活性的基团，这些活性基团落到基底表面上发生粘附、迁移、化学成键等反应，形成薄膜。


因为上述反应原理的不同，在具体的工艺参数要求方面，二者就产生了显著的差异，比如说：1）HoFCVD的激发电源是直流源，PECVD的是高频交流源（13.56MHz、40MHz等）；2）HoFCVD的沉积气压为1-2Pa，PECVD的为几十Pa，等等。诸如此类的工艺的差异，又带来了设备构成的巨大差异。最终导致了量产装备的性能、成本等方面的巨大差异。

2. 优势明显，HoFCVD降本空间更大

与PECVD相比，HoFCVD的优势表现在：

1）镀膜质量好，速度快：热丝技术镀膜时薄膜和衬底不受等离子体损伤[1]，有利于形成更高质量的薄膜。镀高质量的非晶硅薄膜速度可以是PECVD的10倍以上[2,3]。

2）HoFCVD特气耗量远低于PECVD：仅需用PECVD约1-10%的特气[4]。已有的研发机型和量产机型上的工作经验也充分证明了这一点。

3）HoFCVD不产生粉尘：PECVD反应粉尘产生的原因是反应气压高，且反应生成的基团带电，这两点导致反应基团易于发生碰撞并团聚，即生成粉尘。由于HWCVD的反应气体压力比PECVD低得多，且反应生成基团不带电，所以无粉尘产生。

4）不用NF3清洗腔体和载板：PECVD每镀一定时间必须用NF3气体清洗腔体和载板。这需要消耗特种NF3气体，而且占用了大量的设备机时。HoFCVD不需要这个步骤，所以不用NF3气体，设备稼动率也要更高，可节省机时~10%。

5）HoFCVD易于实现更大大产能设备：HoFCVD技术通过增加热丝的长度和增加热丝的根数，可以很容易地扩大沉积面积，且保持均匀性不下降；其一次镀膜2个载板，即相同镀膜载板面积可以实现PECVD的2倍产能。目前江西汉可泛半导体技术有限公司量产的HoFCVD产品已经可实现8000片/小时（500MW）的HoFCVD产品，不久的将来将推出16000片/小时（1GW）的产品。

6）HoFCVD设备成本较低：热丝设备不需要昂贵的射频电源和复杂的匀气系统，载板和腔体要求也低得多，设备长度等也短很多。这些因素综合，导致HoFCVD设备造价低得多，完全可实现1亿元/GW的目标。

7）HoFCVD设备运营成本也更低：热丝不光可以做产能更大单价更低的设备，而且运营成本也更低，日本研究团队计算热丝生产运营成本比PECVD低10%左右[5]，江西汉可也报道过相似结果。

3. 热丝先发，PECVD为何占据主流？

众所周知，作为异质结太阳电池技术的发明人，日本三洋公司的量产采用的HoFCVD技术，而且在近10年前产能已经达到了1GW！这其实可以充分说明HoFCVD技术的先发优势了。

先发优势加上技术优势，热丝CVD本该大量普及，但多年来异质结产线的主流设备采用的却是PECVD技术。

据南昌大学光伏研究团队黄海宾教授介绍，十年前掌握HoFCVD使用技术的，只有日本三洋公司一家，而掌握HoFCVD装备制造技术的也只有日本爱发科公司一家，这两家的保密工作都做的非常好，行业对HoFCVD装备和使用技术的储备近乎为“零”，不知其技术要点和做出高效异质结电池的关键工艺。

再加上HoFCVD技术与PECVD技术相比额外用的唯一耗材- 热丝，因独家供应被卖到了很高的价格，这些都极度抑制了HoFCVD技术的发展。

而PECVD技术比HoFCVD技术早发明约15年 [6，7]，并已在各行各业有着大量应用。无论在装备制造还是使用方面，全球包括我国对PECVD均有丰富的技术、人才的储备。随着日本三洋在光伏领域的退出，当异质结技术在日本之外的地区（主要是我国）发展起来时，行业普遍选择了PECVD技术。

4. 重回主流，热丝CVD能否实现反超？

近年来，在南昌大学光伏研究团队的努力下，中国的热丝CVD技术已经实现了成熟量产和应用，热丝CVD重回技术主流已经完全可能。

根据已有报道，目前国内的研发型HoFCVD设备制得了转换效率24.7%的异质结电池（9BB，未叠加硅片吸杂、微晶硅、特种TCO、特种减反层等），且设备用的是自行开发的国产热丝，单瓦电池片热丝材料的耗费仅相当于进口产品的百分之一。国产热丝CVD设备的产能、运营费用、稼动率等方面均有了质的飞跃，全面达到甚至多项超过了现在PECVD的普遍水平。

记者了解到，由江西汉可泛半导体技术有限公司正在开发的吉瓦级异质结单线用HoFCVD生产装备，有望将每GW产线中的CVD主机台价格降到1亿元以下。

不久的将来，相信异质结技术的CVD设备很快将重回HoFCVD时代！ 

原标题：HJT降本神器！热丝CVD有望短期内反超PECVD