TOPCon、HJT等电池技术不断从实验室"走向"产业链

19 05月 2022

2022-05-19 17:51

一，事件背景

近期相关会议指出，在前期支持基础上，再向中央发电企业拨付500亿元可再生能源补贴。本次补贴的下发对于我国可再生能源的发展是一个积极的信号，这将提高国内新能源装机积极性，风电光伏产业链均有望受益。下面来具体聊聊光伏电池的行业的具体情况。

二，认识光伏电池

光伏电池是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，它只要被满足一定照度条件的光照到，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流。

根据半导体材料的不同，可以将太阳能电池分为晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池。晶硅电池可分为单晶硅电池和多晶硅电池，其中单晶硅电池又分为P型电池和N型电池。目前应用最为广泛的单晶PERC电池即为P型单晶硅电池，而TOPCon、异质结、IBC等新型太阳能电池技术主要是指N型单晶硅电池。

三，细分赛道

1.TOPCon电池

TOPCon电池技术，即隧穿氧化层钝化接触技术，其电池结构为N型硅衬底电池，在电池背面制备一层超薄氧化硅，然后再沉积一层掺杂硅薄层，二者共同形成了钝化接触结构，有效降低表面复合和金属接触复合，提升了电池的开路电压和短路电流，提高电池效率。

1)LPCVD是目前TOPCon生产的主流工艺

目前TOPCon电池有4种不同的工业化工艺流程，分别为：LPCVD制备多晶硅膜结合传统的全扩散工艺;LPCVD制备多晶硅膜结合扩硼及离子注入磷工艺;PECVD制备多晶硅膜并原位掺杂工艺;PVD制备多晶硅膜并原位掺杂工艺其中LPCVD技术工艺成熟且已实现量产，并且设备国产化完善，但绕镀、成膜速度慢等仍为目前工艺主要问题。

LPCVD技术路线全称为低压化学气相沉积法，该技术优点是工艺成熟、集成度高，成膜质量好，装备产能大，控制简单容易;但难于镀膜速度慢，成膜率低，同时存在二次掺杂、绕镀、石英件沉积严重等问题。LPCVD技术是各技术路线中被最广为接受，也是唯一规模商业化的技术。

2)各厂商加速TOPCon产能规划，产业化进程推进。国内企业近两年来PERC新建产线基本预留TOPCon改造空间，以备后续升级。诸多一线大厂PERC产能已经逐渐停止，目前扩产计划也纷纷转向N型技术产线建设。进入二季度，包括晶科在内的多家厂商TOPCon产能开始释放，有望享受技术溢价。

2.HJT电池

HJT电池利用晶体硅(c Si )和非晶体硅(αSi )薄膜制成，结合了晶硅太阳能电池片和薄膜技术的双重优势，由于薄膜具备光吸收强、钝化性能优的特点。HJT发展至今已有47年时间，伴随着技术的迭代、转换效率的提升，HJT电池已经进入国产商业化阶段。

HJT电池的优点在于工艺流程短，转换效率高。HJT电池工艺主要包括4个环节，远少于PERC(10个)和TOPCON(12-13个);此外HJT未来叠加IBC和钙钛矿转换效率或可提升至30%以上。

HJT降本路线清晰，22年HJT成本有望低于PERC。HJT电池成本较PERC每瓦高0.18元，94%的成本增加在非硅成本上，未来HJT降本主要依靠硅耗减少、银浆降本、靶材国产化、设备降本来实现。

3.IBC电池

IBC是指交叉指式背接触电池技术，将P/N结、基底与发射区的接触电极以交指形状做在电池背面。IBC电池拥有高转换效率，外观上也更加美观，尤其适用于光伏建筑一体化，具有较好的商业化前景。虽然IBC电池优势突出，但是IBC电池制程工艺复杂，多次使用掩膜、光刻等半导体技术，成本几乎为常规电池的两倍。

由于IBC电池结构具有良好的兼容性，逐渐形成了三大工艺路线：1)以SunPower为代表的经典IBC电池工艺;2)以ISFH为代表的POLO-IBC(TBC)电池工艺;3)以Kaneka为代表的HBC电池工艺(IBC-SHJ)。根据2017年Kaneka实验结果，目前IBC-SHJ(HJT)电池的转换效率最高可达到26.7%，高于TOPCon和HJT电池的实验效率。

IBC属于储备技术路线，研发试产布局启动。目前IBC/HBC电池制造工艺复杂，技术门槛高、制造成本高，属于研发储备中的技术路线。国际上IBC技术最成熟的量产企业是SunPower和LG。