N型電池技術分析：TOPCon和HJT為關注重點

隨著P型電池接近效率極限，N型電池技術料將成為未來發展的主流方向，其中TOPCon和HJT技術為產業投資和市場關注的重點。1）TOPCon電池量產效率有更高的提升空間，并與現有PERC產線兼容，是未來2-3年具備性價比的技術路線；2）HJT電池技術作為平臺型技術，不僅工藝流程簡化，還能與IBC和鈣鈦礦等形成疊層電池，極限效率有望超30%，隨著設備和材料國產化實現大幅降本，預計將成為下一代主流電池技術。全球裝機量的快速提升和電池技術進一步發展，有望帶動光伏設備國產化加速，龍頭廠商也有望通過效率提升保持領先。

針對PERC、TOPCon和HJT這幾種主流的技術路線，我們從效率、成本及工藝等

多個角度對比：

1） 從效率角度看，TOPCon電池的極限理論效率達到28.7%，高于HJT的27.5%和PERC的24.5%。而從目前量產效率看，PERC已經達到23%附近，TOPCon和HJT已經超過24%，但距極限效率仍有一定差距，效率提升的空間更大；

2） 從工藝角度看，PERC目前最成熟， TOPCon需要在 PERC 產線上增加擴散、刻蝕及沉積設備改造，成本增加幅度小；而HJT電池工藝最簡單、步驟最少（核心工藝僅4步），但基本全部替換掉PERC產線，IBC電池工藝最難最復雜，需要是用離子注入工藝提供生產技術門檻；

3） 從成本角度看，PERC產業化最快成本低，TOPCon電池兼容性最高，可從PERC/PERT 產線升級，IBC次之，HJT電池完全不兼容現有設備，需要新建產線，較PERC成本高2.5億元，較TOPCon成本高2億元，成本仍有下降空間。

TOPCon：

延長PERC產線周期，具備性價比的路線

量產效率提升明顯，2021年產業化發展提速。從目前TOPCon量產的情況看，平均量產效率主要在24%左右，最高效率達到24.5%-25%，包括隆基股份、通威股份、天合光能、晶科能源、中來股份等在內的主流電池廠商2021年的規劃產能已經達15GW。目前最高效率來自隆基的電池研發中心的25.09%，單晶硅片商業化尺寸TOPCon電池效率首次突破25%，創下最新的世界紀錄。

從SNEC展會調研了解到，龍頭廠商紛紛布局TOPCon產品。根據2021年SNEC展臺統計看，包括隆基、英利、中來、天合及晶科等十余家企業布局并展示了其在TOPCon領域的核心產品。從最新的調研情況看，由于與PERC設備產線的兼容性問題，TOPCon更受到龍頭廠商的青睞，多家企業將TOPCon應用到大尺寸的產品中，轉換效率在21.7%~24%之間，平均效率22.6%，基本接近。如隆基股份發布的首款TOPCon雙面組件—Hi-MO N為例，主要采用182尺寸電池片，功率達570W，量產效率22.3％。預計2021年TOPCon電池產業化將進一步加速。

TOPCon兼容PERC產線設備，是未來2-3年最具性價比的技術路線。國內PERC產線主要從2018年開始建設，新建產線大多預留了TOPCon改造空間，而未來的擴產計劃也紛紛轉向N型技術產線建設。面對目前巨大的PERC電池產能，TOPCon和PERC電池技術和產線設備兼容性較強，以PERC產線現有設備改造為主，主要新增設備在非晶硅沉積的LPCVD/PECVD設備以及鍍膜設備環節。目前PERC電池產線單GW投資在1.5-2.0億元，而僅需0.5-1億元即可改造升級為TOPCon產線。在面臨大規模PERC產線設備資產折舊計提壓力下，改造為TOPCon拉長設備使用周期，降低沉沒風險，是未來2-3年極具性價比的路線選擇。

三方面有助于TOPCon電池進一步降本。從TOPCon電池成本構成中來看，硅片、銀漿及折舊成本分別占比63%、16%及4%。目前TOPCon的成本高于PERC電池25%-30%，成本下降有賴于以上三方面：1）硅片大尺寸和薄片化方向有助于硅片成本持續下降。TOPCon電池硅片從166mm向182mm和210mm發展，尺寸厚度從目前的170μm持續減薄；2）銀漿替代和用量下降推動成本下降。目前用量150-180mg，預計未來背面用銀鋁漿替代會推動成本下降；3）目前TOPCon電池單GW設備投資額降至2.5億元以內，預計未來技術發展會帶動設備價格及折舊成本下降。

產業化進程加速，設備廠商受益明顯。TOPCon作為高效晶硅電池發展方向之一，實驗室屢次創下新高，產業化效率也在進一步提升。目前的TOPCon電池技術方案并未完全定型，未來工藝流程進一步簡化，并且隨著設備技術成熟提升良率，銀漿用量和替代帶來成本降低，TOPCon電池成本和市場競爭力將具備明顯優勢。目前隆基、晶科、天合及晶澳等企業紛紛布局TOPCon產能，2021年量產產能有望達到15GW。根據CPIA預測數據，到2025年，TOPCon產能占比進一步提升至16%。2019年開始新擴建的PERC產線都有兼容TOPCon升級空間，隨著TOPCon產業化加速，新增產能和存量設備更新打開市場空間，龍頭設備廠商將明顯受益。

HJT：

國產化降本空間大，有望成下一代主流技術

據Solarzoom數據，HJT電池生產成本0.9元/W，高于PERC成本的0.7元/W，短期看成本競爭力不足，核心因素在于兩方面：

1） 設備投資額度大，國產化進行仍在路上。由于HJT與目前主流的PERC產線不兼容，因此非晶硅薄膜沉積和TCO膜沉積等核心設備需要重新購置，投資額度相對較大，但電池效率體現的性價比并未能完全覆蓋。從目前情況看，HJT單GW設備投資成本在4.5億元，相較于PERC（1.5-2億元）和TOPCon（2-2.5億元）

有很大的成本劣勢。

2） 材料成本偏高，是制約短期產業化核心之一。成本構成看，硅片、漿料、設備折舊和靶材成本占比中分別為47%、25%、12%和4%。HJT技術需要用的N型硅片整體價格偏高，低溫銀漿單片用量超過200mg，是目前PERC用量的2倍以上，TCO進口材料價格偏高等多個因素共同推升成本。

因此，材料與設備國產化共同推動HJT產線降本：

1） 材料方面降本。降低硅片成本方面，主要來自于硅片薄片化方向的進展，因為HJT電池是對稱結構，易于薄片化且不影響效率，自目前175μm降至2022年130μm以下，能夠使得Voc上升，效率提升成本降低；降低非硅成本方面，主要是銀漿、TCO靶材的降本。多柵技術的銀漿用量有望從200mg/片下降至130mg/片，下降幅度35%，若無柵技術、銀包銅技術導入則降銀漿用量至100mg/片以內。推進TCO材料國有化，并改進TCO鍍膜環節工藝，ITO 靶材的耗用有望降低約 20-30mg/片，靶材成本有望持續下降。

2） 設備方面降本。HJT制作工藝流程大幅簡化，制絨清洗、非晶硅薄膜沉積、TCO薄膜沉積、電極金屬化四個步驟，分別對應的制絨清洗、PECVD、PVD/RPD、絲印/電鍍四道工藝設備。隨著邁為、捷佳及鈞石等國內設備廠商積極推進HJT整線設備產業化，帶動核心設備價格持續下降，Solarzoom預計2022年設備成本有望降至3億元/GW以內，折舊成本下降0.03元/W，降本空間超40%。

總體而言，Solarzoom預計2022年硅片成本和非硅成本較目前降低40%+，HJT電池總體生產成本從目前的0.9元/W下降至0.52元/W，HJT電池相對于目前主流單晶 PERC 電池的性價比優勢有望逐步顯現，從而有望實現對于單晶 PERC 的替代。

效率提升+設備降本空間大，HJT電池產能規劃超80GW。HJT電池產線初期設備投資額度大，工藝要求嚴格，2021年之前，國內外很多電池廠商處在觀望和MW級別的試產線。隨著設備加速國產化和工藝逐步提升，通威股份、東方日升、安徽華晟、愛康科技及梅耶博格等國內外電池廠商均開始GW級別的HJT電池產線產能規劃。截至目前，全球HJT規劃產能已經超過80GW的級別。

隨著2021年一季度以來，安徽華晟、通威股份等企業HJT產線相繼批量生產，量產平均效率實現24%的突破，并不斷快速提升，降本增效持續推動產業化進程。

1） 安徽華晟：采用M6尺寸、12BB量產及銀包銅漿料試產等。500MW異質結電池項目于2020年7月啟動，2021年3月18日正式投產出片，目前日均產量水平在2萬片以上，平均效率可以達到24.12%，最佳工藝批次平均效率達到24.44%，最高電池片效率達到24.72%。6月8日，電池量產批次平均效率達24.71%，單片最高效率達25.06%。公司計劃在二季度產能爬坡至50%，還將于下半年立即啟動2GW規模的HJT電池+組件擴產。

2） 通威股份：公司目前積極開展包括HJT、TOPCON等有可能成為下一代量產主流技術路線的中試與轉化。根據公司公告和披露數據，3月底200MW的HJT中試線試平均效率達24.3%，最高效率達25.18%，預計2021Q2-Q4的分季度效率目標分別為24.6%、24.8%、25%，中試線平均良率達97.84%，體現出良好的設備生產穩定性。同時，還將建設1GW的HJT中試線于下半年投產。

HJT設備國產替代加速，國內龍頭廠商明顯受益。HJT制作工藝流程大幅簡化，制絨清洗、非晶硅薄膜沉積、TCO薄膜沉積、電極金屬化四個步驟，分別對應制絨清洗、PECVD、PVD/RPD、絲印/電鍍四道設備。目前國內試產及量產產線基本實現了HJT設備的國產化替代。從目前量產產線的招標設備情況看，國內的邁為股份、捷佳偉創、鈞石能源等廠商整線化布局基本完善，成為入局的核心設備供應商。

整線設備國產化加速，龍頭廠商設備效率持續提升。近期，經德國哈梅林太陽能研究所（ISFH）測試認證，邁為股份研制的異質結太陽能電池片，全面積(大尺寸M6，274.3cm2）光電轉換效率達到25.05%，刷新了異質結量產技術領域的最高紀錄。邁為股份是第一家實現HJT高效電池整線設備國產化的企業，此次的異質結太陽能電池，全部采用邁為股份自主研發的高效異質結電池量產設備和工藝技術制成。在量產技術驅動下，異質結電池的可量產效率邁過了25%這道分水嶺，對于推進異質結的商業化應用，有著里程碑式的意義。

IBC：

產業化偏慢，工藝提升與成本下降潛力大

IBC電池工藝流程相對復雜，核心要解決制備指狀間隔排列的PN區，金屬化接觸和柵線的問題。重點工藝包括擴散摻雜、鈍化鍍膜及金屬化柵線這幾方面：

1） 鈍化鍍膜。前表面場N+/N結構的存在可以排斥空穴，較少少子在表面的復合，有利于效率提升。電池表面形成P+/N結，P型 FFE將向襯底中注入一定濃度的少子空穴，通過增加襯底中的少子空穴濃度來提升電池的短路電流密度；

2） 制備PN結。可采用印刷源漿、光刻、離子注入或激光摻雜等方式形成叉指狀PN結。①印刷源漿方式：進行P+區和N+區摻雜具有成本優勢，且工藝簡單，但易造成電池表面缺陷，摻雜效果難以控制，尚未應用IBC電池；②光刻技術：具有復合低、摻雜類型可控等優點，但工藝過程復雜，工藝難度大；③離子注入方式：具有控制精度高、擴散均勻性好等特點，但其設備昂貴，易造成晶格損傷；④激光摻雜：工藝簡單，可常溫制備，但其需要精確對位；

3） 背面金屬化。行業量產產線采用絲網印刷和銅蒸鍍兩種方式。隨著絲網印刷原輔材料和設備的不斷優化與更新，IBC太陽電池背面電極的精確對位問題已經得到解決，這也給背面設計優化與成本控制提供了很大空間，絲網印刷方式的優勢逐漸顯現。

IBC電池技術難度與設備投資成本高，國內尚未實現大規模量產。IBC電池在當前各電池技術中效率最高，可以達到25%-26%以上，目前有少部分國內外公司進行布局，例如SunPower公司（被中環收購后吸納技術）、LG、FuturaSun、天合光能等。從目前研發和量產進展看，美國SunPower最早實現IBC電池量產，已經研發了三代IBC太陽電池。其中，2014年在N型CZ硅片上制備的第三代IBC太陽電池的最高效率達到25.2%，SunPower量產效率達25%，LG量產效率達24.5%。國內來看，天合光能一直致力于IBC單晶硅電池的研發，2017年5月自主研發的大面積6英寸（243.2cm2）N型單晶硅IBC電池效率達到24.13%；2018年2月，該電池的效率進一步提高到25.04%。

IBC疊加工藝效率提升潛力大。由于IBC電池具備沒有金屬遮擋的結構優點，在繼續優化性能、提升效率的過程中可以與其他電池技術相結合。為了進一步優化IBC電池的整體復合，基于IBC電池結構衍生新型電池技術分兩個方向：

1） HBC電池。將HIT非晶硅鈍化技術與IBC相結合，開發出HBC電池。對比IBC，采用氫化非晶硅層作為雙面鈍化層，背部形成局部異質結結構或側高開路電壓；對比HJT，前表面無電極遮擋，采用減反射層取代透明的導電氧化物薄膜 ，在短波長范圍內光學損失更少；

2） POLO-IBC電池。將TOPCon鈍化接觸技術與IBC相結合，研發出POLO-IBC（TBC）電池。多晶硅氧化物 （POLO）選擇鈍化接觸技術是通過生長SiO2和沉積本征多晶硅，采用高溫退火方式使正背面SiO2鈍化薄層形成局部微孔，通過微孔和隧穿特性實現電流的導通，能在不損失電流的基礎上提高鈍化效果和開路電壓, 獲得更高光電轉換效率的IBC太陽電池。