文章來源：全球光伏

(資料圖)

在碳中和的大背景下，新能源行業(yè)可以說是發(fā)展到了轉(zhuǎn)折期。這個(gè)被公認(rèn)為是最具成長價(jià)值的行業(yè)，其細(xì)分領(lǐng)域具有許多投資機(jī)會(huì)。

而光伏是新能源發(fā)展中非常重要的一個(gè)方向。光伏電池技術(shù)變革是光伏成本下降的最大驅(qū)動(dòng)力，是決定電池光電轉(zhuǎn)換效率的關(guān)鍵因素。

一、光伏電池技術(shù)路線之爭

在光伏產(chǎn)業(yè)鏈眾多環(huán)節(jié)中，電池環(huán)節(jié)是技術(shù)進(jìn)步的核心。 電池片在整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)鏈（硅料―硅片―電池片―組件）中，屬于中下游環(huán)節(jié)。電池片是在硅片的基礎(chǔ)上加工而成的，其功能是將光能轉(zhuǎn)化為電能。

電池技術(shù)路線決定了光伏產(chǎn)品的效率極限。單晶PERC電池是光伏技術(shù)發(fā)展歷史上的重要轉(zhuǎn)折，為實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電平價(jià)上網(wǎng)做出了重要貢獻(xiàn)。

隨著PERC電池量產(chǎn)效率的不斷提升，其當(dāng)前效率已經(jīng)達(dá)到23.5%，接近理論效率極限24.5%，行業(yè)亟需發(fā)展新一代電池技術(shù)，當(dāng)前新型電池技術(shù)百花齊放，TOPcon，HJT，P-IBC成為下一代新技術(shù)的有力競爭者。

光伏當(dāng)前最成熟的技術(shù)路徑是PERC，也稱之為P型電池（第一代技術(shù)），目前市占率在95%以上。 但是PERC電池逼近效率極限，以HJT異質(zhì)結(jié)電池和TOPCon隧穿氧化層鈍化接觸電池為代表的N型新型電池（第二代技術(shù)），理論轉(zhuǎn)換效率更高。

二、光伏電池分類

光伏電池片是降低光伏發(fā)電成本的關(guān)鍵部件。 光伏發(fā)電成本的下降取決于光伏電站成本的下降，目前的光伏電站成本主要由光伏電站建設(shè)成本和運(yùn)維成本構(gòu)成，由于光伏發(fā)電不消耗燃料，因此運(yùn)維成本較低。

電站建設(shè)成本由非技術(shù)成本、關(guān)鍵設(shè)備成本、建安費(fèi)用和組件成本構(gòu)成，其中組件成本占46%左右，非技術(shù)成本約14%，關(guān)鍵設(shè)備成本和建安費(fèi)用合計(jì)占40%。 電池片是決定組件效率和成本的核心器件，對于光伏發(fā)電成本的下降具有關(guān)鍵性的作用。

硅基光伏電池以襯底材料進(jìn)行分類可以分成 P型電池和N型電池 。

P型電池指的是以P型硅片為襯底的電池片，N型電池指N型硅片為襯底的電池片。在p型半導(dǎo)體材料上擴(kuò)散硼元素，形成n/p型結(jié)構(gòu)的太陽電池即為P型硅片，P型硅中沒有自由電子。在N型半導(dǎo)體材料上注入磷元素，形成p/n型結(jié)構(gòu)的太陽電池即為N型硅片。

目前光伏行業(yè)主流產(chǎn)品是P型硅片，P型硅片制作工藝簡單，成本較低，而 N型硅片通常少子壽命較大，電池效率可以做得更高，但是工藝更加復(fù)雜。 N型硅片摻磷元素，磷與硅相溶性差，拉棒時(shí)磷分布不均，而P型硅片摻硼元素，硼與硅分凝系數(shù)相當(dāng)，分散均勻度容易控制，成本也就更低。

目前比較典型的P型電池包括BSF電池、PERC電池、PERC+電池等，典型的N型電池包括TOPcon電池、HJT電池、IBC電池等。

三、N型電池

N型替代路線明確，三大細(xì)分路線共存。 光伏行業(yè)的核心是降本增效，N型電池片的技術(shù)迭代順應(yīng)行業(yè)大趨勢，產(chǎn)業(yè)規(guī)?；M(jìn)程持續(xù)加快。其中TOPCon、HJT、IBC多種技術(shù)路徑有望并行發(fā)展，共存競爭。TOPCon短期內(nèi)為性價(jià)比最高工藝，中長期看HJT有望后來居上。

1.TOPcon電池

TOPCON（超薄隧穿氧化層鈍化接觸）是一種新型鈍化接觸技術(shù)，轉(zhuǎn)化效率更高。

與PERC及PERL電池結(jié)構(gòu)相比，TOPCon電池結(jié)構(gòu)可對電池表面實(shí)現(xiàn)完美鈍化，由于TOPCON電池結(jié)構(gòu)具有高質(zhì)量表面鈍化(低復(fù)合電流密度)的異質(zhì)結(jié)表面場，避免了金屬電極與硅片直接接觸所造成的接觸區(qū)復(fù)合，因此其轉(zhuǎn)換效率比較高，其理論極限可以達(dá)到26.6%。

TOPCon電池的整體成本比PERC電池高25%-30%，硅片和銀漿占總成本的近八成，前者占63%，后者占16%。

TOPCon主要是 晶科能源、鈞達(dá)股份、中來股份、捷佳偉創(chuàng) 在主導(dǎo)，其優(yōu)勢在于成本，因?yàn)門OPCon產(chǎn)線可以從當(dāng)前大量的第一代P型電池產(chǎn)線進(jìn)行轉(zhuǎn)換，所以原先有很多聲音認(rèn)為TOPCon會(huì)先快速放量。

2.HJT電池

HJT電池是一種利用晶體硅基板和非晶體硅薄膜制成的混合型太陽能電池。 HJT的名字很多，看到HIT、HDT、SHJ、異質(zhì)結(jié)這幾個(gè)詞也別暈，其實(shí)都是指同一個(gè)東西。

HJT主要是 金剛玻璃、愛康科技、邁為股份、東方日升 在主導(dǎo)，其優(yōu)勢在于性能，轉(zhuǎn)換效率比TOPCon更高，但是成本也比TOPCon更高，所以盡管HJT性能高，但是市場原先預(yù)期成本因素會(huì)制約HJT短期快速放量。

HJT（異質(zhì)結(jié)）電池制備工序少、提效優(yōu)勢明顯，被認(rèn)為是最具長期發(fā)展空間的N型電池技術(shù)路線。 HJT為天然的雙面發(fā)電電池，雙面率＞95%；采用低溫工藝，適宜做薄片化，降本潛力大；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制備工序簡單，主要為四步 分別是清洗制絨、非晶硅薄膜沉積、TCO制備、電極制備。而PERC電池制備通常需要9-10道工序，因此HJT電池生產(chǎn)良率較高，極具量產(chǎn)優(yōu)勢。

HJT與目前PERC電池產(chǎn)線不兼容， HJT電池相較于PERC而言具有顛覆性，其生產(chǎn)設(shè)備與現(xiàn)有的PERC產(chǎn)線設(shè)備并不兼容，需要全部新建產(chǎn)線，由此將帶來大量的新增設(shè)備需求。

3.IBC電池

IBC電池，即叉指式背接觸電池，最大特點(diǎn)是正面無柵線，PN結(jié)和金屬接觸均在背面。IBC在三種路線中，工藝最復(fù)雜且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度最大，因此量產(chǎn)難度最大、速度最慢。

由于IBC電池沒有金屬遮擋，可以與其他電池技術(shù)結(jié)合，這一結(jié)構(gòu)優(yōu)勢可以助力光電轉(zhuǎn)換效率更上一層樓。

四、總結(jié)

最后，簡單總結(jié)一下N型電池的優(yōu)勢與劣勢。

值得注意的是，還有個(gè)比較熱的 鈣鈦礦 ，P型是第一代技術(shù)，HJT、TOPCon是第二代技術(shù)，而鈣鈦礦則是更前沿的技術(shù)，是一種薄膜電池，不屬于傳統(tǒng)晶硅路線，目前還沒有規(guī)模化量產(chǎn)。鈣鈦礦路線的成本很低，并且更關(guān)鍵的一點(diǎn)在于， 鈣鈦礦能與HJT電池組成疊層電池從而達(dá)到超30%的潛在轉(zhuǎn)換效率，這是具有想象力的。

目前，鈣鈦礦尚處起步階段，眾多企業(yè)持續(xù)關(guān)注和布局。 天合光能、協(xié)鑫光電、東方日升、晶科能源、耹達(dá)股份西子節(jié)能、拓日新能、杭蕭鋼構(gòu)、萬潤股份等廠商正儲備相關(guān)技術(shù)。設(shè)備廠商如捷佳偉創(chuàng)、邁為股份、京山輕機(jī)、杰普特等已有相關(guān)設(shè)備布局。

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