光伏行業(yè)技術變革專題研究

光伏行業(yè)技術變革專題研究電池片技術展望：高效電池技術持續(xù)迭代，N型有望接棒成為主流PERC電池面臨效率提升瓶頸，高效N型電池片技術勢在必行電池片技術迭代驅動產業(yè)鏈降本增效。電池片技術發(fā)展來自于技術迭代，由于當前主流PERC電池效率平均23%以上，迫近其

瓶頸且提效進度放緩，而N型電池效率提升潛力大、投資成本不斷降低，目前轉化效率已突破平均24%以上，本輪光伏技術變

革將由P型電池轉向N型電池，電池片企業(yè)亟需技術升級優(yōu)化成本改善盈利能力。TOPCON：頭部廠商近期持續(xù)催化，明年實現大規(guī)模量產TOPCON：隧穿氧化層鈍化接觸電池德國

FraunhoferISE研究所在

2013

年首次提出

TOPCON（隧穿氧化層鈍化接觸）電池概念。TOPCON是在電池背面制備

一層超薄的隧穿氧化層和一層高摻雜的多晶硅薄層，二者共同形成了鈍化接觸結構。優(yōu)勢1：可基于現有產能改造且成本較低，降低頭部電池企業(yè)折舊壓力OPCON優(yōu)勢之一：可基于現有PERC產線升級改造。國內PERC產能主要自2018年開始投產，其中60%約有200GW可改造

為TOPCON產線，因此面臨異質結等高效電池的競爭壓力，在三年內PERC產線折舊未完成，增加0.5-1億元/GW，因此面臨

異質結等高效電池的競爭壓力，在三年內PERC產線折舊未完成，將其改造成TOPCON拉長設備應用周期是較優(yōu)選擇。目前隆

基、晶科、天合、中來等主流廠商對于TOPCON電池均有量產化布局規(guī)劃。優(yōu)勢2：電池參數性能優(yōu)異，可達晶硅電池理論極限最高效率TOPCON優(yōu)勢之二：電池參數性能優(yōu)異。TOPCON電池的理論轉化效率上限高，其中基于POLO2-BJ結構，TOPCON理論效

率28.7%接近晶硅極限29.43%，甚至高于HJT極限。但該結構需正背面同時做多晶硅結構，與現有產業(yè)化TOPCON結構差異

較大，在產線應用仍需要繼續(xù)論證。目前TOPCON量產平均效率在24%以上，最高效率紀錄已經突破25.4%。成本：非硅成本較PERC高1毛/W以內，頭部企業(yè)良率接近PERC未來TOPCON的產業(yè)化推廣還需重點關注其良率和成本指標。成本方面：根據索比光伏，目前PERC非硅成本約0.2元/W，

TOPCON非硅成本約0.25-0.29元/W以內。TOPCON單瓦成本中硅片、銀漿、折舊分別占比62.5%、15.8%、3.7%。隨著推

進硅片薄片化、降低銀漿耗量、降低設備投資，有望持續(xù)縮小與perc成本差距，而TOPCON優(yōu)勢顯著、經濟性將持續(xù)體現。產業(yè)化：目前頭部企業(yè)積極擴產，明年即將推出量產產品目前TOPCON表現突出的晶科、隆基、中來等，今年實現中試突破，近期啟動招標明年推出量產線產品，2022年有望成為

TOPCON產業(yè)化元年。目前N型組件產品溢價高達0.1元/W以上，領先電池組件企業(yè)將有望憑借新產品厚增業(yè)績彈性。設備空間：市場空間存量改造100億，2022年新增有望達72億元設備方面，TOPCON相比PERC核心增加了硼擴爐（進行硼擴散）、LPCVD（隧穿層+多晶硅）兩道設備，同時去除了前道

SE、后道開槽兩道激光設備，在現有PERC產線基礎上增加0.5-0.8億元/GW即可完成技術升級。HJT：降本增效路徑清晰，具備較強發(fā)展?jié)摿JT：晶體硅異質結電池HIT（HeterojunctionwithIntrinsicThin-layer）電池，全稱晶體硅異質結太陽電池，最早由日本三洋公司于1990年開發(fā)，

后因HIT被三洋注冊為商標，又被稱為HJT、HDT、SHJ。同質結電池指同一種半導體材料構成P-N結，而異質結即是兩種不同半導體材料構成異質結。HJT主要由N型硅片、雙面非晶

硅層、雙面TCO膜和雙面金屬化組成，其中P-N結是由非晶硅(a-Si)和晶體硅(c-Si)材料構成。優(yōu)勢1：光電轉換效率優(yōu)勢顯著，疊加微晶技術產業(yè)化可提至25%以上HJT主要有以下幾點優(yōu)勢：1）光電轉換效率高。根據中科院數據，目前HJT產線量產轉換效率基本24.3%以上，目前最高為

隆基2021年10月實現的25.82%。未來疊加微晶化技術有望達到25.5%以上，相較于其他電池技術提效路徑更為清晰。此外，

HJT電池天然適合與鈣鈦礦疊層，最高效率可達30%以上。優(yōu)勢2：各項性能參數均最優(yōu)異，發(fā)電增益貢獻溢價能力HJT電池的優(yōu)勢一方面體現在其高轉化效率有效降低發(fā)電端成本，并在高端市場具備高溢價，更重要的是考慮到衰減率低、雙面率高、溫

度系數低、弱光效應，將分別為HJT電池每W發(fā)電量較雙面PERC電池高出1.9-2.9%、2.0-4.0%、0.6-3.9%、0.5-1.0%，合計全生命周

期每W發(fā)電量高出5~11.8%。因此當HJT解決成本問題后，經濟效應將持續(xù)凸顯，有望成為下一代主流技術。成本：非硅成本較PERC高2毛/W以內，成本有待進一步降低HJT電池中硅片成本和材料成本占比最高，分別為47%和33%。其中HJT采用N型硅片較傳統P型硅片價格較高；PERC電池每

片銀漿耗量約80-90mg，HJT電池銀漿耗量大約是傳統電池的3倍，同時含銀量較高也進一步提升了材料成本；異質結TCO環(huán)

節(jié)的進口靶材價格也相對較高。后續(xù)如何降低硅片、銀漿、靶材的成本將成為異質結量產推廣的核心因素。產業(yè)化：目前頭部企業(yè)均有儲備，新玩家擴產更為積極龍頭新玩家陸續(xù)布局，開啟HJT產業(yè)化元年。目前HJT大規(guī)模擴產主要為新玩家：華晟（已有500MW，招標2.3GW），愛康

（已有500MW，招標1.9GW），金剛玻璃（招標1.2GW），明陽（招標1GW）；同時，老牌電池廠也在積極布局產能通威

（已有1.5GW），阿特斯（已有0.3gw），晶澳（招標0.3gw）等。我們預計21、22年HJT擴產約為10、20GW。設備空間：2023年有望達到140億元HJT制作工序簡化為四個步驟，目前邁為、鈞石、捷佳等領先設備廠商整線國產化布局基本成熟。根據華晟新能源，今年底前

國產PECVD有望實現1萬片/h以上設計出片速度，從而推動整線設備價值量降低至4億元/GW，加速電池產業(yè)化落地。隨著金剛、愛康、華晟、晶澳、明陽等廠商的招標推進，今年HJT招標約為10GW，預計2022年有望招標20GW，假設2021-

2022年HJT設備單GW投資分別為4.5、4億元/GW，則2021-2022年新增市場空間分別為45、80億元。IBC：高效率且難度成本極高，長期疊加工藝具備潛力IBC：叉指式背接觸電池IBC電池前表面避免了金屬柵線電極的遮擋，結合金字塔絨面結構和減反層組成的陷光結構，能夠最大限度地利用入射光，減

少光學損失，具有更高的短路電流，有效提高轉換效率，早期IBC電池最高效率就超過了25%。同時目前IBC也是商業(yè)化晶體

硅電池中工藝最復雜、結構設計難度最大的技術。優(yōu)勢：電池結構帶來轉化效率極高，早期即可實現效率25%以上目前布局IBC主要有SunPower公司（被中環(huán)收購后吸納技術）、LG、FuturaSun、天合光能、國電投、愛旭、晶澳、中來、

海潤等。其中美國SunPower最早實現IBC電池量產，2014年實現IBC電池產能1.2GW，同時布局了產能100MW第三代高效

IBC產線。國內，天合光能公司在2018年自主研發(fā)的6英寸面積IBC電池效率高達25.04%，其中電池開路高壓達到715.6mV。工藝：流程較長成本較高，需要進一步優(yōu)化工藝降本IBC電池的工藝流程相比傳統太陽能電池更為復雜。IBC電池工藝的關鍵問題，是如何在電池背面制備出呈叉指狀間隔排列的P區(qū)和N區(qū)，以及在其上面分別形成金屬化接觸和柵線，其中重點工藝主要集中在擴散摻雜、鈍化鍍膜、金屬化柵線三個方面HBC：代表晶硅電池最高效率水平，難度較高且犧牲雙面率水平由于IBC電池具備沒有金屬遮擋的結構優(yōu)點，在繼續(xù)優(yōu)化性能、提升效率的過程中可以與其他電池技術相結合。有將HJT非晶

硅鈍化技術與IBC相結合，開發(fā)出HBC電池；也有將TOPCON鈍化接觸技術與IBC相結合，研發(fā)出POLO-IBC（TBC）電池。TBC：基于P型達到較高效率水平，難度較高且犧牲雙面率水平POLO-IBC（TBC）電池：POLO-IBC電池采用交錯背接觸結構（IBC），正負電極均采用多晶硅氧化層（POLO）技術實現鈍

化接觸。通過對傳統IBC電池的背面進行優(yōu)化設計，即用p+和n+的POLY-Si作為Emitter和BSF，并在POLY-Si與摻雜層之間沉

積一層隧穿氧化層SiO2，可應用層選擇性激光工藝。投資分析明年高效電池技術將為電池組件企業(yè)貢獻利潤彈性。今年以來，一方面PERC電池完全成熟難有差異化優(yōu)勢，另一方面上游材料價格擠壓嚴重，使得電池片

環(huán)節(jié)盈利能力承壓。當前時點，電池企業(yè)亟待推進高效N型電池爭奪市場地位，為其貢獻溢價盈利彈性。目前領先電池企業(yè)已經具備高效電池片技術產業(yè)化

基礎，并有望于2022年推出量產產品，將有望獲得顯著的超額收益。明年設備企業(yè)N型訂單將規(guī)模化落地。電池片設備企業(yè)過去兩年訂單仍主要由PERC占主導，估值表現更多體現為市場預期水平，而隨著明年PERC擴產進一

步下滑，N型電池產能開始規(guī)?；涞?，將真正由N型驅動設備企業(yè)訂單增長，龍頭設備企業(yè)將繼續(xù)擴大領先身位，實現訂單估值雙重提升。TOPCON：設備、材料成本相對較低，且可基于老產線改造，同時技術經過多年積淀于今年量變實現質變，目前頭部電池企業(yè)已經啟動GW級別設備招標，

將率先于明年上半年率先量產，下半年進一步擴大產業(yè)化放量。HJT：設備、材料產能相對較高，且設備需要完全重新新建，目前頭部電池企業(yè)多有儲