光伏行業(yè)專題報(bào)告電池技術(shù)引領(lǐng)下一階段光伏提效、降本

光伏行業(yè)專題報(bào)告-電池技術(shù)引領(lǐng)下一階段光伏提效、降本電池技術(shù)：引領(lǐng)下一階段光伏提效、降本（1）“提效、降本”是光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心，規(guī)模化與技術(shù)進(jìn)步相互促進(jìn)。我國已在光伏規(guī)模化方面全球領(lǐng)先，技術(shù)方面如何“提效”則是下一階段的重點(diǎn)。在投資中，我們需要重點(diǎn)判斷是“某項(xiàng)技術(shù)保持超額收益的持續(xù)時(shí)間”。（2）硅料：在電池新技術(shù)的引領(lǐng)下，p型料到n型料的發(fā)展是大趨勢，對(duì)提純的要求更高；顆粒硅雖然在降本上體現(xiàn)了一定優(yōu)勢，但品質(zhì)也需要進(jìn)一步提升。硅片：大尺寸、薄片化是重要的發(fā)展趨勢，連續(xù)拉晶則是提效的重要手段。電池：

TOPCon、HJT、IBC等技術(shù)將開啟對(duì)PERC的逐步替代，不同廠商基于自身策略進(jìn)行選擇，呈現(xiàn)各家爭鳴的態(tài)勢；材料及工藝的選擇將持續(xù)推動(dòng)電池技術(shù)進(jìn)步。組件：疊瓦、MBB技術(shù)以及適配更多應(yīng)用場景的組件產(chǎn)品將持續(xù)推出。2022年n型電池出貨量市占率有望達(dá)11%，主要以TOPCon產(chǎn)品放量為主。觀察已投產(chǎn)n型技術(shù)的企業(yè)，布局HJT的新進(jìn)企業(yè)多數(shù)為中試線水平，HJT中試線生產(chǎn)良率達(dá)到98%-99%，大規(guī)模量產(chǎn)的良率波動(dòng)在80%-90%之間，生產(chǎn)良率、稼動(dòng)率仍有待改善；而TOPCon進(jìn)入者多為一體化企業(yè)，預(yù)計(jì)后續(xù)擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃也都為TOPCon預(yù)留升級(jí)空間，且擴(kuò)產(chǎn)的GW級(jí)產(chǎn)線相對(duì)較多，中短期來看TOPCon產(chǎn)能的實(shí)際放量將高于HJT的產(chǎn)能。根據(jù)CPIA預(yù)測2025年TOPCon+HJT產(chǎn)能將達(dá)到35%的比重。n型硅片技術(shù)對(duì)比p型硅片更傾向于半導(dǎo)體化，n型電池片可以實(shí)現(xiàn)更高的理論轉(zhuǎn)化效率，且具有壽命高、溫度系數(shù)低、光衰減系數(shù)低、弱光響應(yīng)等綜合優(yōu)勢，不僅BOS成本更低，n型電池在全生命周期內(nèi)的發(fā)電量也高于p型。n型硅片制備更貼近于半導(dǎo)體材料，一方面它具有更高的少子壽命、更低的氧碳含量、還有更加集中的電阻率分布，對(duì)材料提出了更高的要求，一般要達(dá)到電子級(jí)2級(jí)要求。在制作n型技術(shù)電池上，大家更多采用差異化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，材料端、電池端、組件端的產(chǎn)業(yè)鏈相互配合，標(biāo)準(zhǔn)和要求才能進(jìn)一步提高，所以當(dāng)前更需要建成n型的產(chǎn)品生態(tài)。n型硅片成本和售價(jià)一般比p型硅片高出約6-10%。成本高的原因：摻雜磷且均勻性要求提高（分凝系數(shù)磷0.35＜硼0.8-1）、純度要求提高、客戶要求各異、工藝難度在增加、硅棒也短一些增加成本。根據(jù)中環(huán)股份業(yè)績匯報(bào)材料：（一）少子壽命影響因素及改善目標(biāo)：（1）從原料方面：1）原生多晶：體表金屬含量控制；2）回收料：清洗質(zhì)量控制。（2）單晶工藝方面：1）拉晶棒長設(shè)定；2）拉晶顆次設(shè)定。（3）熱場、工裝影響：熱場、工裝夾具純度以及材質(zhì)的優(yōu)化都可以降低拉晶過程中對(duì)于微量雜質(zhì)的引入。（4）電阻率范圍差異化：摻雜劑濃度越高電阻率越低，少子壽命呈降低趨勢，不同電阻率范圍少子壽命差異巨大。（二）氧含量的控制：反映出材料的純度，同時(shí)在越低的氧含量，越有利于獲得更高的光電轉(zhuǎn)換效率，可以通過基礎(chǔ)研究、加快氧揮發(fā)速率和降低單晶制備中硅溶液與坩堝的反應(yīng)速率來改善。硅料端：n型料前期以海外進(jìn)口為主，后期以國內(nèi)產(chǎn)品為主，差距不大，目前改良西門子法可實(shí)現(xiàn)，顆粒硅方法需要提升品質(zhì)。硅片端：拉棒：n型硅棒更短、少子壽命更高、氧含量降低，品質(zhì)要求高；切片：薄片化，金剛線更細(xì)，熱場及石英坩堝純度提升，耗量增加。TOPCon：22年量產(chǎn)提速，產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)溢價(jià)（1）TOPCon即隧穿氧化層鈍化接觸電池，是2013年在第28屆歐洲PVSEC光伏大會(huì)上德國Fraunhofer太陽能研究所首次提出的一種新型鈍化接觸太陽能電池。（2）大多數(shù)TOPCon是基于n型硅，正面采用氧化鋁和氮化硅電解質(zhì)層來鈍化p+硼擴(kuò)散發(fā)射極，在背面擁有~1nm隧穿氧化層——“氧化硅”是其核心特點(diǎn)，而后分別鍍n+多晶硅層和氮化硅層，最后在電池正反面刷上銀電極。（3）氧化硅提供極好的化學(xué)鈍化作用，重?fù)诫s的多晶硅截面排斥“少子”，隧穿氧化層可以使“多子”在非常低的結(jié)電阻下隧穿通過，由于載流子選擇性，在摻雜層之間，載流子形成快速輸運(yùn)能力，使得電阻損失減少、載流子復(fù)合率降低，而達(dá)到提升效率的目的。（4）TOPCon電池具有全新的表面鈍化體系、全新的金屬接觸體系（金屬/半導(dǎo)體之間隔離/半隔離狀態(tài)、多晶硅高摻雜濃度表面形成較好的歐姆接觸）、完美的光學(xué)匹配（多晶硅膜位于背面，最大化光吸收利用能力）、較好的體材料匹配（n型料）。技術(shù)難點(diǎn)一：隧穿氧化層制備及非晶硅膜沉積（1）氧化硅制備采用濕化學(xué)氧化法與氣相氧化法，非晶硅薄膜采用化學(xué)沉積法（LPCVD、PECVD、PVD、PEALD、APCVD等）。（2）LPCVD優(yōu)勢：技術(shù)較為成熟，兼容現(xiàn)有產(chǎn)線；同時(shí)集成度較高，氧化硅與非晶硅可以單管集成；無脫膜現(xiàn)象；設(shè)備產(chǎn)能大、成本不高、占地面積??；電池效率高。（3）LPCVD不足：非晶硅成膜速率低，且厚度均勻度控制難度大；通常需要結(jié)合二次磷擴(kuò)散；非晶硅繞鍍嚴(yán)重，部分解決方案會(huì)降低產(chǎn)能，刻蝕繞鍍需要增加設(shè)備且控制難度大；石英舟目前需要2個(gè)月?lián)Q一次，石英管需要3-6個(gè)月更換，備件成本比PERC高。技術(shù)難點(diǎn)二：硼擴(kuò)散（1）磷和硼在硅中固溶度隨溫度提升，磷比硼的固溶度更高；磷擴(kuò)散較為成熟，硼擴(kuò)散則是TOPCon的技術(shù)難點(diǎn)之一，需要溫度更高，循環(huán)時(shí)間更長。（2）硼擴(kuò)通常在低壓管式爐中進(jìn)行，BBr3是傳統(tǒng)的前驅(qū)體，但其副產(chǎn)物黏連石英件，導(dǎo)致減少設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)間，耗費(fèi)程度也較高；Semco、拉普拉斯、捷佳偉創(chuàng)均推薦使用BCl3，可減少損耗，但在腐蝕性及安全性要求更高。（3）根據(jù)TaiyangNews2021報(bào)告及ITRPV數(shù)據(jù)，BCl3在2022年底市場份額有望達(dá)20%，未來10年增加至30%。離子注入方式采用的依然比較少。技術(shù)難點(diǎn)三：SE選擇發(fā)射極（1）采用SE技術(shù)后，轉(zhuǎn)化效率可以提升約0.4%，若設(shè)備、工藝