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目前光伏行業(yè)主流技術(shù)為制造工藝簡(jiǎn)單、成本更低的P型電池（PERC技術(shù)為主），但隨著PERC技術(shù)的降本增效面臨瓶頸，轉(zhuǎn)換效率高、雙面率高的N型電池有望接替P型成為主流。N型半導(dǎo)體多數(shù)載流子是電子，電子有效質(zhì)量更低，遷移速率更高。在相同導(dǎo)電能力情況下，N型雜質(zhì)少，因此少數(shù)載流子壽命更高，能夠直接影響開路電壓和短路電流，擁有更高的光電轉(zhuǎn)換效率。當(dāng)前N型電池主流技術(shù)路線主要包括三種：TOPCon、HJT和IBC。


一、N型電池技術(shù)特點(diǎn)

（一）TOPCon技術(shù)理論轉(zhuǎn)化效率高，且可基于PERC產(chǎn)線升級(jí)改造

TOPCon電池是在N型電池工藝的基礎(chǔ)上研發(fā)出的隧穿氧化層鈍化接觸技術(shù)，該技術(shù)可大幅提升N型電池的VOC（光伏組件的開路電壓）和轉(zhuǎn)換效率。TOPCon的核心優(yōu)勢(shì)主要包括兩方面，一是理論轉(zhuǎn)化效率上限高，其中基于POLO2-BJ結(jié)構(gòu)，TOPCon理論效率28.7%，接近晶硅極限；二是可基于現(xiàn)有PERC產(chǎn)線升級(jí)改造，國(guó)內(nèi)PERC產(chǎn)能60%可改造為TOPCon，因此面對(duì)PERC產(chǎn)線大規(guī)模老產(chǎn)能折舊計(jì)提壓力，改造成TOPCon可拉長(zhǎng)設(shè)備應(yīng)用周期，降低沉沒風(fēng)險(xiǎn)，是較優(yōu)選擇。

雖然TOPCon電池轉(zhuǎn)化效率上限較高，但其背面收光較差，量產(chǎn)難度較高，同時(shí)良率較低。當(dāng)前限制TOPCON量產(chǎn)核心因素在于良率普遍低于95%，且成本偏高，工藝路線仍未完全定型。

（二）HJT是正面效率最高、成本最低、雙面率最高的電池

HJT由兩種不同的半導(dǎo)體材料構(gòu)成異質(zhì)結(jié)，即在晶體硅上沉積非晶硅薄膜。其綜合了晶體硅電池與薄膜電池的優(yōu)勢(shì)，具有轉(zhuǎn)換效率高、工藝溫度低、穩(wěn)定性高、衰減率低、雙面發(fā)電等優(yōu)點(diǎn)，技術(shù)具有顛覆性。此外，相較目前市場(chǎng)上需要8-10道工序的主流電池技術(shù)PERC，HJT工藝僅需清洗制絨、非晶硅沉積、TCO（透明氧化物導(dǎo)電薄膜）鍍膜和絲網(wǎng)印刷4道工序，其中清洗制絨和絲網(wǎng)印刷延續(xù)PERC工藝，差異點(diǎn)在于非晶硅薄膜沉積和TCO膜的沉積，HJT工藝環(huán)節(jié)的減少有利于后續(xù)良率的提升和成本降低。電池技術(shù)的迭代本質(zhì)是降本提效，發(fā)展方向是追求低成本與高效率，拉長(zhǎng)時(shí)間周期看，HJT是正面效率最高、成本最低、雙面率最高的電池，是新一代電池技術(shù)的發(fā)展方向。但是其設(shè)備貴、投資成本高，是阻礙其大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的主要因素。

（三）IBC具有高轉(zhuǎn)換效率的單面結(jié)構(gòu)

IBC電池技術(shù)是指一種背結(jié)背接觸的太陽電池結(jié)構(gòu)，其正負(fù)金屬電極呈叉指狀方式排列在電池背光面。IBC技術(shù)由Sun Power提出，其最新一代IBC電池已吸收了TOPCon電池鈍化接觸的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，加入了隧穿氧化層（Tunnel Oxide）與多晶硅（N/P-Poly Silicon）的復(fù)合結(jié)構(gòu)，并保留了銅電極工藝，具有高轉(zhuǎn)換效率的單面結(jié)構(gòu)，IBC電池正面無遮擋結(jié)構(gòu)消除了柵線遮擋造成的損失，實(shí)現(xiàn)了入射光子的最大化利用；從電池結(jié)構(gòu)來看，量產(chǎn)工藝已經(jīng)較為簡(jiǎn)化，成本在可接受范圍，平均轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到25%，且短期內(nèi)有望提高到26%的水平。

但是IBC距離大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化仍面臨材料要求高、工序復(fù)雜、技術(shù)難度大導(dǎo)致的高成本問題。材料方面，IBC電池對(duì)基體材料要求較高，需要較高的少數(shù)載流子壽命；對(duì)前表面的鈍化要求較高；背面指交叉狀的P區(qū)和N區(qū)在制作過程需要多次的掩膜和光刻技術(shù)，且對(duì)P區(qū)和N區(qū)之間的間隙區(qū)域精準(zhǔn)度要求較高。工序方面，本征和摻雜非晶硅鍍膜工藝窗口窄，對(duì)清潔度要求極高；需要低溫組件封裝工藝；正負(fù)電極都處于背表面需要嚴(yán)格的電極隔離工藝。整體來看，IBC電池的制造流程是現(xiàn)有光伏電池中最為復(fù)雜的，距離大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化尚有距離。



二、N型電池降本增效思路

（一）TOPCon降本增效思路

TOPCon降本方向?yàn)楣璨?、銀漿與設(shè)備成本。硅片方面，TOPCon所用硅片166尺寸對(duì)應(yīng)厚度為170μm左右（182對(duì)應(yīng)180μm），未來硅片薄片化及大尺寸將推動(dòng)硅片成本下降；銀漿方面，TOPCon電池采用高溫銀漿，耗量在150mg/片左右，未來隨著多主柵技術(shù)應(yīng)用和銀鋁漿的使用及賤金屬替代，銀漿成本有望下降；折舊方面，TOPCon電池工藝相較PERC電池導(dǎo)入了3項(xiàng)新的工藝，產(chǎn)線需要增加3臺(tái)新設(shè)備，未來隨著設(shè)備效率提升及設(shè)備價(jià)格下行，折舊成本有望進(jìn)一步下降。

TOPCon增效方向?yàn)檗D(zhuǎn)換效率、硅片質(zhì)量與改善工藝。一是通過降低光學(xué)遮擋以及反射損失來提高轉(zhuǎn)換效率，例如優(yōu)化絨面結(jié)構(gòu)、細(xì)化柵線、增加一層增透膜，以及改善背面形貌及膜層的組合提高背反射，降低透射損失。二是采用更高質(zhì)量的硅片，使用更低的電阻率、更低的氧含量、更高的少子壽命的硅片。三是增加SE（Selective Emitter，選擇性發(fā)射極技術(shù)）工藝，即在電極接觸區(qū)進(jìn)行高濃度摻雜，在光吸收區(qū)低濃度摻雜，減少發(fā)射機(jī)附近接觸電阻。

（二）HJT降本增效思路

HJT降本方向?yàn)楣杵?、電極與TCO結(jié)構(gòu)。硅片結(jié)構(gòu)優(yōu)化方向主要是薄片化，當(dāng)前主流HJT電池片厚度為140-150μm，少數(shù)如華晟等廠商量產(chǎn)130μm電池片，高測(cè)股份已與愛康科技合建HJT薄片切割實(shí)驗(yàn)室量產(chǎn)120μm電池片，硅片薄片化有助成本持續(xù)下降。電極結(jié)構(gòu)中，賤金屬部分（銀包銅技術(shù)）或完全（電鍍銅技術(shù)）替代貴金屬銀將明顯降低成本提高HJT經(jīng)濟(jì)性。TCO薄膜制備目前均以In2O3（三氧化二銦）為基礎(chǔ)，銦在非硅成本中僅次于銀且為稀有金屬，AZO（鋁摻雜的氧化鋅透明導(dǎo)電玻璃）靶材替代一方面能降低成本，另一方面還可使銦可持續(xù)使用。

HJT提效方向?yàn)榉蔷Ч鑼优c電極結(jié)構(gòu)。微晶硅層具有更低的光吸收系數(shù)和顯著更高的導(dǎo)電性，替代摻雜非晶硅層將提高電池效率，目前單面微晶技術(shù)已量產(chǎn)，雙面微晶正在布局。銅電鍍電極具有更小的線寬和更低的電阻率，從減少遮光損失與高電導(dǎo)兩方面提高電池效率。

（三）IBC降本增效思路

與TOPCon、HJT采用新的鈍化接觸結(jié)構(gòu)來提高鈍化效果從而提高轉(zhuǎn)換效率的思路不同，IBC是將電池正面的電極柵線全部轉(zhuǎn)移到電池背面，通過減少柵線對(duì)陽光的遮擋來提高轉(zhuǎn)換效率，主要通過結(jié)構(gòu)的改變來提高轉(zhuǎn)換效率，是一種較為純粹的單面電池。這種結(jié)構(gòu)可以與PERC、TOPCon、HJT等多種技術(shù)疊加構(gòu)成XBC技術(shù)，因此有望成為新一代的平臺(tái)型技術(shù)，與TOPCon技術(shù)的疊加被稱為TBC電池，而與HJT技術(shù)的疊加則被稱為HBC電池。

三、N型電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程

在TOPCon、HJT、XBC技術(shù)革新趨勢(shì)下，新設(shè)備需求、新材料需求應(yīng)運(yùn)而生。2022年，TOPCon產(chǎn)能快速釋放元年，而2023年將是產(chǎn)品出貨大年；相較而言，HJT進(jìn)度稍慢，核心原因在于由效率及成本決定的性價(jià)比稍遜，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)化放量進(jìn)度延后；XBC已投產(chǎn)的量產(chǎn)產(chǎn)能主要來自隆基西咸15GW HPBC和愛旭6.5GW ABC（All Back Contact，背接觸太陽能晶硅電池）。

2023年，從電池片產(chǎn)品角度，TOPCon是最為受益的，在需求旺盛情況下，有望維持較好的盈利情況；從技術(shù)突破角度，硅片薄片化、微晶、柵線技術(shù)等有望推動(dòng)HJT迎來一波降本，從而推動(dòng)HJT產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)步，利好相關(guān)設(shè)備和技術(shù)公司。2023至2024年，從發(fā)展確定性角度來看TOPCon優(yōu)于HJT；從產(chǎn)能增長(zhǎng)潛力角度來看HJT優(yōu)于TOPCon。

（一）TOPCon技術(shù)相對(duì)成熟，已實(shí)現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)

主流廠商加速布局TOPCon。2022年前三季度，晶科能源安徽一期、二期各8GW TOPCon、海寧一期8GW高效電池片項(xiàng)目先后投產(chǎn)，尖山二期11GW高效電池片項(xiàng)目也已經(jīng)開工，2022年底晶科能源TOPCon產(chǎn)能達(dá)到約24GW。鈞達(dá)股份在剝離原汽車零部件業(yè)務(wù)后，更加聚焦光伏產(chǎn)業(yè)，滁州18GW TOPCon產(chǎn)能已建成，投產(chǎn)8GW，另外10GW產(chǎn)能已開工建設(shè)；此外，2022年10月鈞達(dá)與淮安市漣水縣政府簽訂26GW N型電池片項(xiàng)目合作協(xié)議，產(chǎn)能擴(kuò)張?jiān)偬崴佟?br />
TOPCon規(guī)劃建設(shè)加速，至2023年末規(guī)劃投建產(chǎn)能有望超300GW。隨著各家TOPCon電池工藝突破與優(yōu)化，2023年TOPCon產(chǎn)能建設(shè)規(guī)模與速度將大幅提升。根據(jù)各家產(chǎn)能規(guī)劃與開工進(jìn)度，2022年TOPCon電池已建產(chǎn)能約66GW、在建產(chǎn)能約152GW，2023年TOPCon電池規(guī)劃產(chǎn)能約170GW，到2023末TOPCon投產(chǎn)產(chǎn)能有望超300GW。



（二）目前HJT量產(chǎn)規(guī)模小，遠(yuǎn)期規(guī)劃宏大

HJT已建產(chǎn)能規(guī)模較小。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2022年底，華晟新能源、金剛玻璃、愛康科技、隆基綠能和鈞石能源等廠商的HJT電池已建產(chǎn)能達(dá)8.92GW。此外，華晟新能源15GW、愛康科技16.2GW、華潤(rùn)電力12GW、金剛玻璃4.8GW等企業(yè)項(xiàng)目已開工，各公司累計(jì)在建產(chǎn)能約為114.60GW。

進(jìn)入2023年，HJT將迎來新一波產(chǎn)能釋放。11月19日，隆基綠能自主研發(fā)的硅異質(zhì)結(jié)電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)到26.81%，隆基對(duì)該記錄的定義是——是通過可量產(chǎn)設(shè)備、可量產(chǎn)技術(shù)和全硅片大面積創(chuàng)造的。由此判斷，隨著HJT降本增效進(jìn)展持續(xù)推進(jìn)，2023年其將成為越來越多存量電池片廠商關(guān)注的晶硅電池的解決方案，且各家頭部主流電池片廠將于2023年開啟HJT的GW級(jí)擴(kuò)產(chǎn)。根據(jù)鈞石能源、中建材、山煤國(guó)際、華晟新能源、愛康科技等40家企業(yè)披露的產(chǎn)能和擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，未來HJT的產(chǎn)能規(guī)劃可達(dá)到135.34GW。


（三）XBC電池將迎來產(chǎn)能釋放

2019年5月中來公司宣布已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)IBC電池的批量生產(chǎn)，年產(chǎn)能約150MW，量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率22.8%，最高效率23.4%。2020年5月國(guó)電投黃河水電200MWN型IBC產(chǎn)線建設(shè)完成，量產(chǎn)平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)到23.6%。

IBC電池與其他新電池技術(shù)相疊加形成XBC電池，可以獲得更高的轉(zhuǎn)換效率。2022年，隆基在N型TOPCon、P型TOPCon、N型HJT和P型HJT等多種新型高效電池技術(shù)方向?qū)で笸黄?，?chuàng)造性地開發(fā)了HPBC（Hybrid Passivated Back Contact，復(fù)合鈍化背接觸電池）結(jié)構(gòu)電池，同年9月隆基西咸新區(qū)15GWHPBC投產(chǎn)。2022年，愛旭賽能基于自身從電池片到組件的核心技術(shù)，推出了最懂“分布式”市場(chǎng)的ABC組件，同年10月愛旭珠海6.5GW ABC投產(chǎn)，量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率已達(dá)到26.2%，2023年XBC電池將迎來10GW+規(guī)模釋放。 

原標(biāo)題：光伏產(chǎn)業(yè)N型電池技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程