三類新型技術(shù)搶棒PERC，N型高效時代開啟 | 光伏行業(yè)專題報(bào)告

一、 PERC 迫近理論效率極限，N 型技術(shù)拐點(diǎn)已至

1.1“降本增效”推進(jìn)技術(shù)迭代，PERC電池仍為行業(yè)主流

光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體材料的光生伏特效應(yīng)，把太陽能(7.440, 0.00, 0.00%)轉(zhuǎn)化為電能的過程。其發(fā)電原理是太陽光照在半導(dǎo)體P-N 結(jié)上，形成新的空穴-電子對，在P-N結(jié)內(nèi)建電場的作用下，光生空穴（正電荷）由 N區(qū)流向 P 區(qū)，光生電子（負(fù)電荷）由 P 區(qū)流向 N 區(qū)，形成從 N到 P 的光生電動勢，從而使 P 端電勢升高，N端電勢降低，接通電路后就形成 P 到 N的外部電流。太陽能電池是實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換最為核心的環(huán)節(jié)。

太陽能電池根據(jù)半導(dǎo)體材料的不同分為晶硅太陽能電池和薄膜太陽能電池，晶硅太陽能電池在太陽能電池中份額占比超 95%，是目前產(chǎn)業(yè)化水平與可靠性最高的光伏電池類型。晶硅電池根據(jù)用料的不同可分為單晶硅電池和多晶硅電池，單晶硅片因具有完美的晶體結(jié)構(gòu)，易制備高品質(zhì)的 PN結(jié)從而獲得更高的光電轉(zhuǎn)換效率，且通過改進(jìn)單晶爐、金剛線切片等環(huán)節(jié)大幅降本， 已成為行業(yè)的主流選擇。單晶電池根據(jù)硅片摻雜元素不同，又分為 P 型電池和 N型電池。傳統(tǒng) P 型電池硅片基底摻硼，通過擴(kuò)散磷形成 N+/P 結(jié)構(gòu)，雖然擴(kuò)散工藝簡單但轉(zhuǎn)換效率上限較低；新型 N型電池硅片基底摻磷，通過擴(kuò)散硼形成 P+/N結(jié)構(gòu)，擴(kuò)散工藝難度大，但少子壽命長，且沒有硼氧復(fù)合和硼鐵復(fù)合，從而避免了形成復(fù)合中心的光致衰減損失，是未來的技術(shù)迭代方向。

歷經(jīng)兩代技術(shù)變革，N 型電池技術(shù)拐點(diǎn)已至，單晶 P 型 PERC 電池最具經(jīng)濟(jì)性仍為行業(yè)主流。

第一代電池技術(shù)（2016年之前）為常規(guī) Al-BSF鋁背場電池（Aluminium Back Surface Field），在電池 P-N結(jié)制備完成后， 于硅片的背光面沉積一層鋁膜，無介電膜。鋁背場電池效率損失來自于背面全金屬的復(fù)合，背鈍化電池結(jié)構(gòu) PERC 應(yīng)運(yùn)而 生。2021 年 BSF 電池市場占比下降至 5%，基本面臨淘汰。

第二代電池技術(shù)（2017至今）為單晶 P 型 PERC及 PERC+電池，PERC 發(fā)射極鈍化和背面接觸電池（Passivated Emitter and Rear Contact），在電池片背面形成氧化鋁鈍化層作為背反射器，增加長波光的吸收，同時降低背表面電子復(fù)合，增大 P-N 極間的電勢差，提高轉(zhuǎn)換效率。2017-2020 年 PERC電池加速迭代，市占率從 15%上升至 86%，4年間滲透率提升近 6 倍。隨著近兩年大尺寸 PERC電池新產(chǎn)能的釋放，2021年其市場占比進(jìn)一步提升至 91.2%。目前，PERC+利用提效工藝 如激光 SE、堿拋、光注入/電注入等，延長了技術(shù)生命周期，2022 年平均轉(zhuǎn)換效率約為 23.3%，是目前最具經(jīng)濟(jì)性的主流 電池產(chǎn)品。但 PERC效率迫近理論極限 24.5%，大尺寸 PERC的降本路徑也臨近擴(kuò)產(chǎn)瓶頸，下一場競賽將是高效率的比拼。

第三代電池技術(shù)（開啟產(chǎn)業(yè)化元年）為 N 型高效電池技術(shù)，其鈍化接觸技術(shù)大幅減少金屬電極和電池的接觸復(fù)合，從而實(shí)現(xiàn)比 PERC 電池更高的轉(zhuǎn)換效率。具體包括 TOPCon隧穿氧化層鈍化接觸電池（Tunnel Oxide Passivated Contact）、HJT 具有本征非晶層的異質(zhì)結(jié)電池（Hetero-Junction with Intrinsic Thin-layer）、IBC 交指式背接觸電池（Interdigitated Back Contact）等。N型電池相對成本較高，2021年市場占比約為 3%，2022年產(chǎn)業(yè)化元年正式啟動。隨著國內(nèi)外需求開始轉(zhuǎn)向 高效產(chǎn)品以及“降本增效”提速，N 型電池是下一步迭代發(fā)展的方向。

1.2 N 型技術(shù)拐點(diǎn)已至，多種技術(shù)路線競相發(fā)展

降本增效是光伏行業(yè)永恒主題，降低度電成本 LCOE 的終端目標(biāo)驅(qū)動市場向高功率高效率組件轉(zhuǎn)換。高效晶硅電池迭代迅速，根據(jù)晶硅太陽能電池的工作原理，要實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)換效率（η=FF*Voc*Jsc/Pin）需要高的填充因子（FF）、開路電壓（VOC） 和短路電流密度（JSC）。相應(yīng)地，電池技術(shù)演進(jìn)的邏輯是：用更低成本的規(guī)模化工藝手段，減少電池載流子的復(fù)合，提高開路電壓、短路電流和轉(zhuǎn)換效率，最終降低度電成本 LCOE，實(shí)現(xiàn)全行業(yè)降本增效。早期第一代 Al-BSF鋁背場電池，背面沉積一層鋁膜，金屬復(fù)合嚴(yán)重。第二代 PERC 電池利用背面氧化鋁鈍化層沉積，增強(qiáng)光線的內(nèi)背反射、降低了復(fù)合。而 N 型電池的鈍化接觸技術(shù)，大幅減少金屬電極和電池的接觸復(fù)合，其中 TOPCon 通過背面隧穿氧化層和摻雜多晶硅層形成鈍 化接觸結(jié)構(gòu)，形成了良好的界面鈍化，降低金屬接觸區(qū)域的復(fù)合；HJT綜合了晶體硅電池優(yōu)異的光吸收性能與薄膜電池的鈍化性能優(yōu)勢，利用本征非晶硅層將 N 型襯底與兩側(cè)的摻雜非晶硅層完全隔開，實(shí)現(xiàn)了晶硅/非晶硅界面態(tài)的有效鈍化，獲得更高的開路電壓；IBC電池將 P+摻雜區(qū)域和 N+摻雜區(qū)域均放置在電池背面，受光面無任何金屬電極遮擋，從而有效增加電 池的短路電流，使電池的能量轉(zhuǎn)化效率得到提高。

N 型單晶硅雜質(zhì)少、純度高、少子壽命長，N 型電池具備轉(zhuǎn)換效率高、溫度系數(shù)低、光致衰減低、弱光響應(yīng)好、雙面率高、 降本空間大等綜合優(yōu)勢，全生命周期內(nèi)的發(fā)電量高于 P 型電池，是下一步迭代發(fā)展的方向。根據(jù)權(quán)威測試機(jī)構(gòu)德國哈梅林太陽能研究所測算，PERC、HJT、TOPCon三種類型電池技術(shù)理論極限效率分別為 24.5%，28.5%，28.7%（雙面）。隨著 P 型 PERC電池效率迫近理論極限，且降本趨緩步入薄利時代，光伏企業(yè)圍繞“降本增效”爭先布局 N型高效新型技術(shù)路線。預(yù)計(jì) 2022年 N型電池市場滲透率將超過 8%，2023年有望超過 20%。其中，能兼容 PERC生產(chǎn)線的 TOPCon 電池量產(chǎn)領(lǐng) 先一步，N型新技術(shù)拐點(diǎn)已至。當(dāng)前，多樣化的終端應(yīng)用市場推進(jìn)著多種 N 型電池路線并存發(fā)展，已有部分光伏廠商發(fā)布了 N 型新產(chǎn)品。TOPCon 短期量產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性顯著，HJT中長期提效降本空間較大，P 型 IBC受一體化龍頭力推，三類電池處于發(fā)展導(dǎo)入期；此外，IBC有望與 TOPCon 和 HJT結(jié)合成下一代 TBC及 HBC技術(shù)，鈣鈦礦疊層電池極具遠(yuǎn)期發(fā)展?jié)摿?，技術(shù)前沿方案不斷優(yōu)化。未來較長 一段時間，多種 N型技術(shù)路線將競相發(fā)展。

二、 TOPCon 經(jīng)濟(jì)性凸顯，引領(lǐng) N 型技術(shù)產(chǎn)業(yè)化元年

2.1 兼容 PERC 產(chǎn)線，TOPCon 強(qiáng)化鈍化接觸工藝

PERC電池結(jié)構(gòu)方面，與常規(guī)鋁背場電池相比，PERC電池背面增加了氧化鋁 AlOx，氧化硅 SiOx 和氮化硅 SiNx 等鈍化疊 層，在工藝制程上主要增加了背面拋光、背面 ALD/PECVD鈍化及鍍膜、激光開槽等三道工藝，在背面鈍化和局部鋁背場的 共同效應(yīng)下，PERC 電池效率得到有效提升。

TOPCon電池結(jié)構(gòu)方面，該技術(shù)利用量子隧穿效應(yīng)，在電池背表面制備一層超薄隧穿氧化層（1.5-2nm 氧化硅 SiO2），形成 良好的化學(xué)鈍化性能，允許多數(shù)載流子（電子）通過，阻止少數(shù)載流子（空穴）通過，降低多少子表面復(fù)合。同時，隧穿氧 化層與高摻雜的 n型多晶硅薄層 Poly-Si共同形成了鈍化接觸結(jié)構(gòu)，使電極不接觸硅片就完成電流傳輸，降低背面金屬復(fù)合， 提升電池的開路電壓和轉(zhuǎn)換效率。TOPCon產(chǎn)線與 PERC產(chǎn)線兼容，工藝流程在 PERC基礎(chǔ)上增加了硼擴(kuò)、隧穿氧化層和 摻雜多晶硅層沉積等步驟，需要擴(kuò)散爐和沉積設(shè)備等。

TOPCon 技術(shù)的核心工藝包括隧穿層氧化物生長、本征多晶硅沉積及多晶硅摻雜。在硼擴(kuò)環(huán)節(jié)中，盡管硼擴(kuò)與磷擴(kuò)工藝及 設(shè)備高度相似，但是因?yàn)榕鹪诠柚械墓倘芏容^低，導(dǎo)致硼擴(kuò)相較常規(guī)的磷擴(kuò)較難。在隧穿氧化層及多晶硅沉積——鈍化接觸 結(jié)構(gòu)制備環(huán)節(jié)中，主要有 LP+擴(kuò)散/離子注入、LP+原位摻雜、PE+原位摻雜、PVD+原位摻雜等幾種方式。

按照隧穿氧化層和多晶硅層的不同制備方式，薄膜沉積主要包括 LPCVD、PECVD、PEALD、PVD等作為核心設(shè)備的制作 流程。當(dāng)前主流的工藝為通過熱氧法生長約 1.5-2nm 的隧穿氧化層，同時通過 LPCVD方法沉積 150-200nm 的薄多晶硅層， 再輔之磷擴(kuò)進(jìn)行摻雜，但是該技術(shù)路線鍍膜速度較慢，或伴隨繞鍍、石英件沉積和良率偏低等問題。目前，晶科等企業(yè)采用 LPCVD 路線為主，已實(shí)現(xiàn)成熟量產(chǎn)，可用良率基本與 PERC 持平。也有設(shè)備廠商逐步應(yīng)用新的技術(shù)路線，如 PECVD/PEALD/PVD。PECVD配合原位摻雜，可以實(shí)現(xiàn)同一臺設(shè)備一次性完成氧化硅、多晶硅膜的沉積并摻雜，工藝流程 簡化，效率與 LPCVD 基本持平或略低，且具有沉積速率快、繞度易去除、無石英耗材、設(shè)備與運(yùn)維成本較低等優(yōu)勢，單 GW 設(shè)備投資較 LP 低約 2000 萬元，但仍需解決成膜不穩(wěn)定、良率較低等問題，待客戶端數(shù)據(jù)驗(yàn)證后有望逐漸打開市場空 間。目前 TOPCon 主要任務(wù)尚需簡化工藝、降本提效，現(xiàn)各工藝路線并行存在，新技術(shù)路線的設(shè)備需量產(chǎn)能力和市場應(yīng)用 進(jìn)一步驗(yàn)證。當(dāng)前捷佳偉創(chuàng)布局 LPCVD 和 PECVD 兩條技術(shù)路線，其中核心專用設(shè)備 PECVD-Poly 實(shí)現(xiàn)了隧穿層、Poly 層、原位摻雜層的“三合一”制備。

效率與成本優(yōu)勢顯著，支撐著 TOPCon 電池在后 PERC 時代率先占據(jù)擴(kuò)產(chǎn)高點(diǎn)。TOPCon 可基于 PERC 技術(shù)積累、人才 儲備和成熟設(shè)備的積淀進(jìn)一步發(fā)展，同時投資成本相較于其他 N型電池技術(shù)更具有經(jīng)濟(jì)性，單 GW 設(shè)備投資低于 HJT和 IBC 電池，且可通過改造升級 PERC 產(chǎn)線（費(fèi)用約 0.5 億元/GW）拉長原有設(shè)備生命周期。此外，TOPCon 具有可觀的發(fā)展?jié)?力，目前平均量產(chǎn)效率約 24.5%+，晶科創(chuàng)造的實(shí)驗(yàn)室效率紀(jì)錄為 25.7%，理論效率可達(dá) 28.7%（雙面）。TOPCon 技術(shù)擁 有完整的可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)路線支撐，可應(yīng)用選擇性發(fā)射極/激光硼摻雜技術(shù)降低發(fā)射級鈍化區(qū)域的復(fù)合損失和載流子傳輸 損失，同時通過大尺寸薄片化、銀鋁漿替代、設(shè)備降價(jià)等途徑進(jìn)一步降本。后續(xù)，TOPCon 可與 IBC 技術(shù)結(jié)合形成 TBC （POLO-IBC）技術(shù)，量產(chǎn)效率達(dá)26%-28%，還可實(shí)現(xiàn)與鈣鈦礦結(jié)合的疊層電池，迭代升級空間廣闊。（報(bào)告來源：未來智庫）

2.2 效率與成本優(yōu)勢支撐，一體化廠商力推 TOPCon 量產(chǎn)

今年以來，多家光伏廠商公布其 TOPCon 電池組件擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃及量產(chǎn)進(jìn)度，截止目前國內(nèi)規(guī)劃產(chǎn)能超百 GW，TOPCon 大規(guī) 模量產(chǎn)開啟了 N 型電池產(chǎn)業(yè)化元年。其中，一體化組件龍頭如晶科、天合、晶澳等推動 TOPCon 由中試向規(guī)?；l(fā)展，一 定程度上反應(yīng)技術(shù)演進(jìn)的市場化方向。中來、鈞達(dá)、一道新能也有較大規(guī)模布局，協(xié)鑫和正泰正在布局趕上。2021 年國內(nèi) TOPCon 電池產(chǎn)能約 10GW，伴隨效率、良率和規(guī)模化生產(chǎn)性價(jià)比的提升，其市占率將逐步提升，2022年 TOPCon電池產(chǎn) 能規(guī)模有望超過 50GW，2023 年產(chǎn)能或達(dá)80GW。

TOPCon于技術(shù)競賽中率先出圈，下半年產(chǎn)能將加速落地。晶科能源海寧與合肥 16GW 182 TOPCon產(chǎn)能已經(jīng)滿產(chǎn)，海寧 電池量產(chǎn)效率已達(dá) 24.75%，可用良率與 PERC 持平，晶科成為行業(yè)首家建成 10GW 以上規(guī)模 N 型產(chǎn)品生產(chǎn)線的企業(yè)。6 月 28 日晶科“尖山二期 11GW 高效電池及 15GW 組件智能生產(chǎn)線項(xiàng)目”開工，電池量產(chǎn)平均效率目標(biāo) 25%以上。晶澳科 技 2022年末將形成 6.5GW N型技術(shù)的產(chǎn)能，2023年預(yù)計(jì)新增 15GW 以上產(chǎn)能。天合光能江蘇宿遷 8GW TOPCon電池項(xiàng) 目已經(jīng)啟動，預(yù)計(jì) 2022年下半年投產(chǎn)，其電池量產(chǎn)平均效率突破 24.5%。阿特斯 210 N 型 TOPCon高功率組件計(jì)劃在三 季度試生產(chǎn)，四季度進(jìn)入正式量產(chǎn)，很快達(dá)到 GW 級別，其正面最高功率可達(dá) 690W、雙面最高可達(dá) 765W。中來股份在山 西基地規(guī)劃建設(shè)年產(chǎn) 16GW高效單晶電池智能工廠，一期 8GW規(guī)模，6月 30日中來山西一期首批 4GW 的 182/210 TOPCon 電池首片成功下線，并將快速推進(jìn)一期后續(xù) 4GW 及二期 8GW 項(xiàng)目建設(shè)。鈞達(dá)股份在 2021年完成 TOPCon技術(shù)路線的研 發(fā)驗(yàn)證，將在安徽投資 112 億建設(shè)16GW 高效 TOPCon 電池片項(xiàng)目，預(yù)計(jì)一期 8GW 規(guī)模在2022 年下半年投產(chǎn)爬坡。

2.3 TOPCon 經(jīng)濟(jì)性提升，技術(shù)迭代紅利將兌現(xiàn)

光伏電池組件進(jìn)入技術(shù)迭代紅利期，布局 N型技術(shù)將被持續(xù)驗(yàn)證。根據(jù)正泰海寧研發(fā)基地實(shí)測數(shù)據(jù)，由于 TOPCon組件的 弱光性能、工作溫度和溫度系數(shù)等因素影響，N 型 TOPCon 電池單瓦發(fā)電量較常規(guī) PERC 平均增益約 4%。在輻照度低的 條件下，N 型 TOPCon 組件更優(yōu)的弱光性能可使組件單瓦發(fā)電量增益可達(dá) 3%。當(dāng)前，TOPCon 憑借效率較高、LCOE 較低、全生命周期性價(jià)比凸顯等優(yōu)勢，在終端應(yīng)用中已經(jīng)具備與 PERC 組件競爭的 實(shí)力。今年以來，晶科能源、一道新能等主要 TOPCon 廠商已經(jīng)在國內(nèi)大型地面電站招標(biāo)過程中批量中標(biāo)，晶科全年 N 型 出貨目標(biāo)超過 10GW。與此同時，華能集團(tuán)、中廣核、國家電投、中國華電、大唐集團(tuán)、中核匯能等央企先后采購 TOPCon 組件，其中華電與大唐采購量分別達(dá) 1.5GW 和 1GW，華能在 2022年度首批集采項(xiàng)目設(shè)置了針對 N型組件的獨(dú)立標(biāo)段。下 游電站對 TOPCon組件的采購意愿逐漸增強(qiáng)，預(yù)計(jì)四季度 TOPCon市場滲透率有望達(dá)到 10%，1-2 年內(nèi)率先布局的企業(yè)有 望獲得超額收益。成本與溢價(jià)空間方面，目前 TOPCon 組件成本較 PERC高約 0.03-0.05元/W，M10尺寸 TOPCon組件價(jià)格較 PERC 溢價(jià) 約 0.03-0.1元/W。目前在導(dǎo)入地面電站初期有讓利開拓市場情況，對終端電站廠家的吸引力較大，技術(shù)迭代紅利正在兌現(xiàn)。預(yù)計(jì)隨著國產(chǎn)化銀漿降價(jià)、銀耗量下降、效率良率提升，TOPCon 電池組件盈利性將進(jìn)一步提升。

三、 設(shè)備、材料端齊推“降本增效”，HJT 加速產(chǎn)業(yè)化

3.1 HJT 工藝步驟相對簡化，但工藝精度要求嚴(yán)苛

HJT 電池是具有本征非晶層的異質(zhì)結(jié)電池，即在晶體硅上沉積非晶硅薄膜。電池結(jié)構(gòu)方面，HJT以 N 型單晶硅為襯底光吸 收區(qū)，經(jīng)過制絨清洗后，其正面依次沉積厚度為 5-10nm 的本征非晶硅薄膜 i-a-Si和摻雜的 P 型非晶硅薄膜 p-a-Si，并與硅 襯底形成 P-N 異質(zhì)結(jié)。硅片的背面又通過沉積厚度為 5-10nm 的本征非晶硅薄膜 i-a-Si 和摻雜的 N 型非晶硅薄膜 n-a-Si 形 成背表面場。在摻雜非晶硅薄膜的兩側(cè)沉積透明導(dǎo)電氧化物薄膜（TCO），再通過絲網(wǎng)印刷在 TCO兩側(cè)頂層形成金屬電極。異質(zhì)結(jié)電池的關(guān)鍵技術(shù)在于超薄本征非晶硅層 i-a-Si，該薄層將 N型襯底與兩側(cè)的摻雜非晶硅層完全隔開，大幅度降低晶硅 的表面復(fù)合，從而獲得很高的開路電壓。HJT 電池中長期發(fā)展優(yōu)勢顯著，到 2022 年底國內(nèi) HJT 產(chǎn)能規(guī)模（含在建）或超過 15GW，后續(xù)經(jīng)濟(jì)性凸顯后有望爭奪市 場主導(dǎo)地位。具體來看，HJT電池（1）本征非晶硅鈍化，開路電壓較大，理論效率高達(dá) 28.5%；（2）核心工藝流程僅 4步， 相對 PERC 與 TOPCon 流程簡化；（3）天然雙面發(fā)電電池，雙面率>95%，增加發(fā)電增益；（4）摻磷 N型硅片，無硼氧復(fù) 合、硼鐵復(fù)合，無光衰；（5）電池對稱結(jié)構(gòu)和低溫工藝，適于薄片化降本；（6）溫度系數(shù)較小，高溫環(huán)境下衰減較小，發(fā)電 量相對較高。

HJT 工藝流程方面，HJT產(chǎn)線與 PERC 不兼容，需增配非晶硅與導(dǎo)電膜沉積設(shè)備，增加靶材需求。具體工藝中，清洗制絨 主要有 RCA 和臭氧清洗法兩種技術(shù)，其中臭氧清洗法的化學(xué)品耗量和廢料處理成本更低，應(yīng)用更廣泛。非晶硅鍍膜有等離 子增強(qiáng)沉積 PECVD與熱絲鍍膜沉積 HWCVD兩種設(shè)備， 其中 PECVD已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化應(yīng)用更為廣泛，目前 VHF-PECVD推 動“微晶-HJT”技術(shù)變革。微晶工藝有助進(jìn)一步提升 HJT 效率，使用摻雜微晶硅或者摻雜微晶氧（碳）化硅替代摻雜非晶 硅，進(jìn)一步提高摻雜濃度、增加透光性能，同時降低摻雜層的電阻，增大 HJT 電池的電流密度。HJT 工藝環(huán)節(jié)中，透明導(dǎo) 電膜（TCO）可采用 PVD（磁控濺射）、RPD（反應(yīng)等離子體沉積）兩種方法制備，PVD工藝用直流磁控濺射制備 TCO， 較為成熟，量產(chǎn)性更好；RPD工藝采用蒸發(fā)鍍膜法制備 IWO導(dǎo)電薄膜（氧化銦摻鎢），薄膜導(dǎo)電性好，但設(shè)備價(jià)值量更高，且靶材尚未規(guī)模量產(chǎn)。金屬化絲網(wǎng)印刷工序因低溫銀漿需兩次印刷，對印刷線的精度有較高要求，輻照退火也能有效提高電 池效率。目前邁為股份、捷佳偉創(chuàng)均具備全套設(shè)備供應(yīng)能力。

3.2 HJT 經(jīng)濟(jì)性仍待提升，設(shè)備、材料端助推降本增效

2022 年 6月，經(jīng)德國哈梅林太陽能研究所（ISFH）測試，隆基硅 HJT M6全尺寸電池（274.4c ㎡ ）光電轉(zhuǎn)換效率達(dá) 26.5%， 創(chuàng)造了大尺寸單結(jié)晶硅光伏電池效率新的世界紀(jì)錄。當(dāng)前，HJT電池平均效率約 24.5-24.7%，成本是制約 HJT產(chǎn)業(yè)化發(fā)展 的核心因素，HJT與 PERC 正面競爭仍需設(shè)備端、材料端等全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)助力降本增效，進(jìn)一步提升經(jīng)濟(jì)性。HJT 降本增效發(fā)展路線主要分為 HJT1.0，HJT2.0，HJT3.0 三個階段。1.0 階段采用非晶硅制備異質(zhì)結(jié)，目前 HJT主流企 業(yè) M6-12BB 電池單片銀耗約 150mg（每瓦銀耗量 22.3mg），130-135μm 厚度已獲大量驗(yàn)證。2.0 階段由正面微晶硅代替 非晶硅，平均效率約 24.5%-24.7%，目標(biāo)效率為 25%-25.2%，厚度或可降至 120μm，采用鋼板印刷+SMBB+背面銀包銅 等技術(shù)后單片銀耗或可降至 120mg。3.0階段采用雙面微晶 PECVD設(shè)備，量產(chǎn)效率有望達(dá)到 25.5%，同時應(yīng)用接近 100μ m 薄片和全面銀包銅技術(shù)，銀耗量有望降至 80mg/片（每瓦銀耗量約 11-12mg），含銀量約 30%。未來，利用電鍍銅技術(shù)或 可全面取代含銀漿料，同時 HJT與鈣鈦礦疊層電池技術(shù)結(jié)合，在全尺寸上效率有望突破 30%。HJT的具體提效降本進(jìn)度仍 待實(shí)踐數(shù)據(jù)驗(yàn)證。綜合來看，HJT技術(shù)降本提效的過程中，電池設(shè)備企業(yè)主導(dǎo)工藝革新，較大程度確定電池轉(zhuǎn)換效率與成本的基準(zhǔn)水平，主要 通過大產(chǎn)能設(shè)備、雙面微晶 PECVD、半棒薄片技術(shù)、電鍍銅設(shè)備、鋼板印刷及激光轉(zhuǎn)印、SMBB 高精度串焊等設(shè)備工藝革 新降本增效；原材料企業(yè)輔助配合，實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)、低成本原輔料供應(yīng)，推進(jìn)低溫銀漿國產(chǎn)化、銀包銅替代方案、靶材無銦化 等進(jìn)程；電池企業(yè)則通過溫度濕度等環(huán)境把控、材料配比、氣體速率、高精度工藝手法提升效率上限。（報(bào)告來源：未來智庫）

3.3 新進(jìn)者與央國企運(yùn)營商布局發(fā)力，HJT 加速產(chǎn)業(yè)化

一直以來，光伏龍頭企業(yè)是技術(shù)革新與應(yīng)用的引領(lǐng)和主導(dǎo)者，但從 HJT布局進(jìn)展來看，主流一體化龍頭對 HJT的大規(guī)模量 產(chǎn)安排相對謹(jǐn)慎，目前通威股份擁有 1GW 中試線，東方日升主推大尺寸異質(zhì)結(jié)組件。而業(yè)外新進(jìn)者如華晟新能源、金剛玻 璃、明陽智能等，和下游央國企運(yùn)營商如華潤電力、國電投等則加速擴(kuò)產(chǎn)布局。作為目前產(chǎn)能最大的 HJT 廠商，華晟新能 源于 6月 26日發(fā)布了喜馬拉雅 G12系列組件，采用其宣城二期 HJT電池，批次平均轉(zhuǎn)換效率 24.73%，組件全面積轉(zhuǎn)化效 率超過 23%。預(yù)計(jì)到 2022年三季度華晟將形成總計(jì) 2.7GW 的 HJT產(chǎn)能，并積極推進(jìn)宣城三期 4.8GW 項(xiàng)目建設(shè)，2023年 華晟合計(jì) HJT電池產(chǎn)能將突破 7.5GW，并有望達(dá)到 10GW。金剛玻璃將在原有的 1.2GW HJT產(chǎn)能基礎(chǔ)上新擴(kuò)建 4.8GW 產(chǎn) 能。央國企也開始入局異質(zhì)結(jié)，國家電投擬與福建鉅能電力共同建設(shè) 5GW 異質(zhì)結(jié)項(xiàng)目；華潤電力在舟山規(guī)劃布局 12GW 的 HJT產(chǎn)能，已啟動廠房工程總承包招標(biāo)。當(dāng)下 HJT的合計(jì)產(chǎn)能已經(jīng)超過 6GW，伴隨新技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化與市場成熟度提升， 后續(xù)具備進(jìn)一步擴(kuò)產(chǎn)潛力。成本與溢價(jià)空間方面，目前 HJT與 PERC電池在單 W 成本端差距約 0.2元/W 左右，國內(nèi) M6尺寸 HJT組件較 PERC溢價(jià) 約 0.2-0.3元/W。HJT轉(zhuǎn)換效率已步入 24.6%+時代，隨著設(shè)備和工藝的不斷升級，今年 HJT有望實(shí)現(xiàn) 25.00%+的量產(chǎn)效率。待微晶替代非晶、省硅省銦省銀等降本增效路徑驗(yàn)證成熟后，具備量產(chǎn)性價(jià)比的 HJT 擴(kuò)張將越來越多，技術(shù)迭代的超額利 潤也會加速兌現(xiàn)。

四、 IBC 兼容性優(yōu)越，技術(shù)延伸空間廣闊

4.1 IBC 工藝相對復(fù)雜，兼容性優(yōu)越

IBC 為交叉背接觸電池，是指電池正面沒有電極，正負(fù)金屬柵線交叉排列在電池背面的結(jié)構(gòu)。電池結(jié)構(gòu)方面，IBC 電池的 PN 結(jié)和金屬接觸位于太陽電池的背部，前表面避免了金屬柵線電極對光的遮擋，而金字塔絨面結(jié)構(gòu)和減反層組成的陷光結(jié) 構(gòu)，能夠最大限度地利用入射光，減少光學(xué)損失，具有更高的短路電流。電池前表面無遮擋，提高轉(zhuǎn)換效率且外形美觀，適 合應(yīng)用于中高端分布式光伏市場特別是光伏建筑一體化 BIPV，具有較大的商業(yè)化前景。從工藝制程來看，IBC工藝較為復(fù)雜且成本較高，重點(diǎn)包括離子注入、掩膜、開槽、刻蝕以及 PN區(qū)的制備。離子注入環(huán)節(jié) 需采用精度高、均勻性好的離子注入設(shè)備，掩膜使用PECVD或 APCVD設(shè)備，刻蝕使用濕法設(shè)備，PN區(qū)的制備使用PECVD， 開槽使用激光開槽設(shè)備。IBC的關(guān)鍵工藝在于在電池背面形成交叉排列的 p+區(qū)和 n+區(qū)，以及在上面形成金屬化接觸。因此， IBC 電池的制作需要采取局部摻雜法，利用光刻或者激光形成所需要的圖案，然后采取兩步單獨(dú)的擴(kuò)散過程來形成 p型區(qū)和 n 型區(qū)。同時，IBC關(guān)鍵工藝還在于絲網(wǎng)印刷的對準(zhǔn)精度問題和印刷重復(fù)性問題，因此對電池背面圖案和柵線的設(shè)計(jì)要求非 常高。

作為產(chǎn)業(yè)化 IBC電池技術(shù)的領(lǐng)先者，Sunpower 研發(fā)的第三代 IBC電池最高效率已經(jīng)達(dá)到 25%。然而，目前 IBC 電池制備 需要多種復(fù)雜的工藝使得其制造成本較高，一定程度制約 IBC 電池的大規(guī)模應(yīng)用。未來依托其兼容性，IBC 將與 TOPcon 技術(shù)結(jié)合形成 TBC 電池，利用 IBC 高的短路電流與 TOPCon 優(yōu)異的鈍化接觸特性，獲得更高的電池效率；同時可與 HJT 技術(shù)結(jié)合成 TBC電池，利用 IBC高的短路電流與 HJT高的開路電壓的優(yōu)勢，獲得高電池效率。對于提前布局 IBC路線的光 伏企業(yè)，未來將有儲備優(yōu)勢進(jìn)行下一步延伸拓展。