我國(guó)光伏電池片行業(yè)分析：N型未來(lái)有望超P型成主流技術(shù) TOPCon備受廠商青睞

我國(guó)光伏電池片行業(yè)分析：N型未來(lái)有望超P型成主流技術(shù)TOPCon備受廠商青睞1.光伏電池片行業(yè)概述

光伏電池片，又稱(chēng)為“太陽(yáng)能電池板”，是通過(guò)將硅片加工處理得到的可以將太陽(yáng)的光能轉(zhuǎn)化為電能的半導(dǎo)體薄片。電池片是光伏發(fā)電的核心部件，其技術(shù)路線和工藝水平直接影響光伏組件的發(fā)電效率和使用壽命。

依據(jù)作者發(fā)布的《中國(guó)光伏電池片行業(yè)進(jìn)展趨勢(shì)討論與投資前景猜測(cè)報(bào)告（2023-2030年）》顯示，依據(jù)襯底不同，可將電池片分為P型電池和N型電池兩類(lèi)。P型電池原材料為P型硅片（摻雜硼），N型電池原材料為N型硅片（摻雜磷）。P型電池主要包括BSF（常規(guī)鋁背場(chǎng)電池）和PERC（鈍化放射極和背面電池）；N型電池目前較主流的技術(shù)為T(mén)OPCon（隧穿氧化層鈍化接觸）和HJT（薄膜異質(zhì)結(jié)）。

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2.全國(guó)電池片產(chǎn)量高速增長(zhǎng)，行業(yè)集中度進(jìn)一步提升

受益于光伏行業(yè)的快速進(jìn)展，作為光伏發(fā)電的核心部件電池片近些年也得到了快速進(jìn)展。截至2022年，全國(guó)電池片產(chǎn)量約為318GW，同比增長(zhǎng)60.7%。全國(guó)電池片產(chǎn)量已經(jīng)從2022年的21GW快速增長(zhǎng)到了2022年的318GW，近十年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)31.23%，估計(jì)2023年全國(guó)電池片產(chǎn)量將超過(guò)447GW。

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隨著光伏電池片產(chǎn)量的高速增長(zhǎng)，光伏行業(yè)大規(guī)模產(chǎn)能將進(jìn)一步投放，在持續(xù)增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求和降本增效的要求下，光伏行業(yè)內(nèi)具有持續(xù)創(chuàng)新力量、品牌優(yōu)勢(shì)、全球銷(xiāo)售網(wǎng)絡(luò)布局的企業(yè)更加受益，優(yōu)勢(shì)頭部企業(yè)聚集效應(yīng)日益顯現(xiàn)。截至2022年，排名前五企業(yè)產(chǎn)量占總產(chǎn)量的56.3%，較上年提升了2.4個(gè)百分點(diǎn)。產(chǎn)量達(dá)5GW以上的電池片企業(yè)有17家，較上年也增加了6家，行業(yè)集中度進(jìn)一步提升。

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3.PECR電池市占率遙遙領(lǐng)先，轉(zhuǎn)換效率提升有限

P型電池片主要有BSF電池和PERC電池兩種。2022年之前，BSF電池占了總市場(chǎng)份額的90%，成為主流產(chǎn)品。但由于BSF電池背表面的金屬鋁膜中的復(fù)合速度無(wú)法降到200cm/s以下，只能反射60%-70%的光，簡(jiǎn)單導(dǎo)致大量光電損失，光電轉(zhuǎn)換效率有限。于是在2022年之后，BSF電池市占率開(kāi)頭下滑，由2022年的87.8%下滑至2022年的2.5%。同期PERC電池消失在大眾視野，進(jìn)展快速，市占率也由2022年的10%攀升到2022年的88%，得到大幅提升。其中，在2022年P(guān)ECR電池市占率正式超過(guò)BSF電池，成為最主流的光伏電池技術(shù)，量產(chǎn)效率達(dá)22.3%。

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之所以PERC電池能取代BSF電池在市場(chǎng)中占有極大的份額，主要緣由有兩個(gè)：

第一，轉(zhuǎn)換效率的提高。PERC電池背鈍化疊層的設(shè)計(jì)使得其能在降低背表面復(fù)合速度的同時(shí)，提升背表面的光反射，從而提升了電池的轉(zhuǎn)換效率，理論效率達(dá)24.5%，而B(niǎo)SF電池的理論轉(zhuǎn)換效率僅為20%。其次，產(chǎn)線升級(jí)便利。相較于BSF電池，PERC電池只新增了背面鈍化處理和激光開(kāi)槽設(shè)備，產(chǎn)線升級(jí)非常便利，使得PERC電池能在光伏產(chǎn)業(yè)快速得到大規(guī)模應(yīng)用。

在轉(zhuǎn)換效率方面，PERC電池轉(zhuǎn)換效率呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)。截至2022年，規(guī)模化生產(chǎn)的p型單晶電池均采納PERC技術(shù)，平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)到23.2%，較2022年提高了0.1個(gè)百分點(diǎn)。目前，單晶雙面PERC電池最高效率記錄由隆基綠能于2022年1月制造，最高效率達(dá)24.06%。

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盡管PERC電池轉(zhuǎn)換效率逐年增加，但從理論極限效率來(lái)看，P型單晶硅PERC電池理論轉(zhuǎn)換效率極限為24.5%，目前P型PERC電池量產(chǎn)效率已非常靠近理論極限。若未能徹底解決以P型硅片為基底的電池富有硼氧對(duì)所產(chǎn)生的光至衰減的問(wèn)題，PERC電池很難再取得進(jìn)一步突破，效率提升空間非常有限。

4.N型電池具備技術(shù)優(yōu)勢(shì)，將來(lái)有望超越P型成為主流

當(dāng)前，P型電池轉(zhuǎn)換效率接近理論極限，為了追求更高的轉(zhuǎn)換效率，電池片市場(chǎng)面臨技術(shù)革新，N型電池應(yīng)運(yùn)而生。2022年，N型電池技術(shù)被頻繁提及，但更多停留在試驗(yàn)室效率層面，生產(chǎn)成本較高，量產(chǎn)規(guī)模較少。2022年，N型電池技術(shù)進(jìn)一步突破，走出了試驗(yàn)室，開(kāi)啟了量產(chǎn)元年，N型電池市場(chǎng)占比有所提升，由2022年的3%擴(kuò)大到2022年的9.1%。

與P型電池相比，N型電池在電池片結(jié)構(gòu)、光衰致減反應(yīng)、弱光響應(yīng)等方面，具備著較大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

P型電池與N型電池對(duì)比

P型電池N型電池電池片結(jié)構(gòu)少子為電子，硅片中雜質(zhì)對(duì)電子的捕獲多，壽命短少子為空穴，電池片表面復(fù)合速率低，壽命壽命較長(zhǎng)光衰致減反應(yīng)硼含量高，極易與氧發(fā)生反應(yīng)，簡(jiǎn)單發(fā)生光衰致減反應(yīng)硼含量低，主要摻雜的是磷元素，極大避開(kāi)了硼氧反應(yīng)，有效降低了光電損失，光衰致減反應(yīng)趨于零工作溫度高，簡(jiǎn)單功率損耗低，較常規(guī)單玻組件低3-9℃，紅外透過(guò)率高，削減了溫度提高帶來(lái)的功率消耗弱光響應(yīng)較差，輻射強(qiáng)度低時(shí)工作效率低好，在輻照強(qiáng)度低于400W/m2的陰雨天及早晚仍可發(fā)電。理論轉(zhuǎn)換效率24.5%28.7%資料來(lái)源：作者數(shù)據(jù)中心整理

也正由于技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，N型電池較P型電池有突破性提升，2022年P(guān)型電池平均轉(zhuǎn)換率只有23.2%，理論極限為24.5%。而n型電池平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)到24.5%，較2022年提升了0.4個(gè)百分點(diǎn)，理論極限為28.7%，將來(lái)還有較大提升空間，有望超P型成為主流。

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5.廠商紛紛布局N型電池市場(chǎng)，TOPCon備受青睞

P型電池技術(shù)的落后導(dǎo)致廠商們紛紛將目光投向N型電池市場(chǎng)，N型正成為各大廠商的核心競(jìng)爭(zhēng)力。目前，晶科能源、隆基綠能等光伏行業(yè)龍頭企業(yè)已開(kāi)頭推動(dòng)N型電池產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，還有很多廠商在2023年均有方案投建N型電池項(xiàng)目，爭(zhēng)取在N型電池市場(chǎng)占有一席之地。

2022年部分廠商在建及規(guī)劃N型電池投產(chǎn)項(xiàng)目

公司名稱(chēng)2022年末產(chǎn)能(GW)在建及規(guī)劃產(chǎn)能（GW）產(chǎn)能詳情細(xì)分領(lǐng)域（技術(shù)路線）晶科能源2417.5海寧8GW+在建11GW;合肥16GW；楚雄在建6.5GWTOPCon天合光能0.543宿遷8GW在建；西寧10GW在建；淮安15GW規(guī)劃TOPCon晶澳科技1.425.5寧晉1.3GW+在建5.5GW；曲靖在建10GW；揚(yáng)州10GW規(guī)劃TOPCon通威股份9.5161GW中試線在建；眉山8.5GW；天府新區(qū)在建16GWTOPCon阿特斯--10.2宿遷在建10GW；0.2GW中試線在建TOPCon潤(rùn)陽(yáng)股份--10鹽城10GW規(guī)劃TOPCon中來(lái)股份7.612中來(lái)光電2.1GW；臺(tái)州1.5GW；山西4GW+在建12GWTOPCon--10衢州10GW規(guī)劃，生產(chǎn)單晶IBCXBC協(xié)鑫集成--30樂(lè)山10GW規(guī)劃；蕪湖在建10GW+規(guī)劃10GWTOPCon華晟2.727.5安徽宣城2.7GW+在建7.5GW+規(guī)劃10GW；無(wú)錫在建5GW；大理規(guī)劃5GWHJT金剛玻璃1.24.8吳江1.2GW；酒泉在建4.8GWHJT愛(ài)康科技0.9821.2湖州0.82GW+在建1.2GW+規(guī)劃8GW；泰州0.16GW+在建2GW+規(guī)劃4GW；贛州在建6GWHJT隆基綠能0.21.2西咸1.2GW中試線HJT--4泰州4GW，8條HPBC生產(chǎn)線XBC--30鄂爾多斯30GWTOPCon愛(ài)旭股份--52投產(chǎn)ABC產(chǎn)線，珠海26GW和義烏6GWXBC資料來(lái)源：作者數(shù)據(jù)中心整理

細(xì)分來(lái)看，依據(jù)技術(shù)路線不同，N型電池主要分為T(mén)OPCon單晶電池、異質(zhì)結(jié)電池（HJT）和XBC電池三類(lèi)。2022年在整個(gè)N型電池市場(chǎng)中，TOPCon市場(chǎng)份額占比為91.21%，HJT電池片占比為6.59%，XBC電池片占2.20%。

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據(jù)統(tǒng)計(jì)，已布局TOPCon產(chǎn)線投資的企業(yè)有56家，產(chǎn)能規(guī)劃達(dá)到894.5GW；布局HJT產(chǎn)線的企業(yè)有24家，規(guī)劃產(chǎn)能為112GW；而布局XBC產(chǎn)線的企業(yè)目前僅有隆基綠能、愛(ài)旭等少數(shù)龍頭企業(yè)。

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由此可得，大部分企業(yè)在布局N型電池市場(chǎng)中更傾向于選擇TOPCon。相較HJT和XBC電池，廠商更青睞于TOPCon的緣由是它能與PERC產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)兼容，可以用較低生產(chǎn)成本滿意將來(lái)技術(shù)進(jìn)展要求。由于TOPCon基本結(jié)構(gòu)與PERC相像，若企業(yè)轉(zhuǎn)型采納TOPCon技術(shù)，只需升級(jí)改造原PERC生產(chǎn)設(shè)備，即可投入生產(chǎn)，每GW改造在0.5億元左右，投資成本約為2億元每GW。且通過(guò)改造原有設(shè)備，能拉長(zhǎng)設(shè)備使用周期，可以削減年資產(chǎn)折舊計(jì)提，從而削減費(fèi)用支出。而HJT和XBC電池與PERC結(jié)構(gòu)差異較大，P型電池生產(chǎn)路線不適合生產(chǎn)HJT和XBC，只能重新開(kāi)拓新