PERC、TOPCon、HJT、IBCHBC電池技術(shù)比較分析

1、目 錄 HYPERLINK l _TOC_250008 降本增效是恒久追求，效率提升是長(zhǎng)期方向 3 HYPERLINK l _TOC_250007 IRR 和 LCOE 兩大指標(biāo)衡量電站收益 3 HYPERLINK l _TOC_250006 電價(jià)下行倒逼降本增效，PERC 面臨成本和效率困境 4 HYPERLINK l _TOC_250005 N 型電池投資提速，下一代技術(shù)變革來(lái)襲 7 HYPERLINK l _TOC_250004 TOPCon：效率為王+產(chǎn)線(xiàn)兼容，PERC 轉(zhuǎn)型第一選擇 9 HYPERLINK l _TOC_250003 HJT：高效率+少環(huán)節(jié)，產(chǎn)業(yè)化經(jīng)濟(jì)性潛力高 13

2、HYPERLINK l _TOC_250002 IBC/HBC：高效率+高門(mén)檻，尚處技術(shù)儲(chǔ)備期 16 HYPERLINK l _TOC_250001 投資建議 18 HYPERLINK l _TOC_250000 風(fēng)險(xiǎn)提示 19降本增效是恒久追求，效率提升是長(zhǎng)期方向IRR 和 LCOE 兩大指標(biāo)衡量電站收益經(jīng)濟(jì)效益是光伏投資首要關(guān)注點(diǎn)，IRR 和 LCOE 是衡量電站收益兩大指標(biāo)，主要影響因素是電價(jià)、系統(tǒng)成本、光伏組件發(fā)電效率等。近年來(lái)我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)獲得長(zhǎng)足發(fā)展，光伏企業(yè)已基本完成了從補(bǔ)貼依賴(lài)到規(guī)模擴(kuò)大、業(yè)務(wù)拓展、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的蛻變，我國(guó)光伏行業(yè)進(jìn)入無(wú)補(bǔ)貼平價(jià)上網(wǎng)的新階段。對(duì)于產(chǎn)業(yè)鏈下游的光伏電站持

3、有及運(yùn)維客戶(hù)來(lái)說(shuō)，最大化電站運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)效益是首要關(guān)注點(diǎn)，內(nèi)部收益率（IRR）和平準(zhǔn)化度電成本 (LCOE)是常用于衡量光伏電站收益的兩大指標(biāo)，影響兩大收益指標(biāo)的最主要因素有電價(jià)、系統(tǒng)成本、光伏組件發(fā)電效率等。內(nèi)部收益率（IRR）是在光伏電站項(xiàng)目的投資成本現(xiàn)金流和運(yùn)行期發(fā)電收益現(xiàn)金流相等時(shí)的貼現(xiàn)率。在不考慮不同電站建設(shè)形式、限電情況，假設(shè)發(fā)電量全部上網(wǎng)時(shí)，由下式可得：內(nèi)部收益率與傾斜面年總輻射量、光伏組件面積、光伏組件的轉(zhuǎn)化效率、光伏電站系統(tǒng)總效率、電價(jià)及貸款比例等成正相關(guān)；與運(yùn)維費(fèi)用、財(cái)務(wù)費(fèi)用及系統(tǒng)造價(jià)成負(fù)相關(guān)。我國(guó)地面光伏系統(tǒng)的初始全投資主要由組件、逆變器、支架等關(guān)鍵設(shè)備成本，以及土地費(fèi)用、電

4、網(wǎng)接入、建安、管理費(fèi)用等部分構(gòu)成，2020 年地面光伏系統(tǒng)的初始全投資成本約為 3.99 元/W 左右，組件約占總投資成本的 39.3%；工商業(yè)分布式光伏系統(tǒng)的初始全投資主要由組件、逆變器、支架、電纜、建安費(fèi)用、電網(wǎng)接入、屋頂租賃、屋頂加固等構(gòu)成，其中組件約占投資成本的 44.4%。每年凈現(xiàn)金流 系統(tǒng)造價(jià) ( 貸款比例) = （ + ）即： 年發(fā)電量電價(jià)年運(yùn)維費(fèi)用及財(cái)務(wù)費(fèi)用等 系統(tǒng)造價(jià) (1 貸款比例) = 0（1+）其中，年發(fā)電量 = 傾斜面年總輻射量光伏組件面積光伏組件的轉(zhuǎn)化效率光伏電站系統(tǒng)總效率D. L. Talavera 等人對(duì)歐元區(qū)、美國(guó)和日本三個(gè)主要地理市場(chǎng)代表的光伏應(yīng)用進(jìn)行不同的

5、情景假設(shè)。結(jié)論表明，對(duì) IRR 的影響從高到低分別是，初始投資、電價(jià)、年光伏發(fā)電量、投資補(bǔ)貼和年貸款利息。圖 1：以美國(guó)市場(chǎng)為例，初始投資、電價(jià)、補(bǔ)貼和貸款利息對(duì) IRR 影響從高到低數(shù)據(jù)來(lái)源： The internal rate of return of photovoltaic grid-connected systems: A comprehensive sensitivity analysis， =平準(zhǔn)化度電成本（LCOE）是對(duì)光伏項(xiàng)目生命周期內(nèi)的成本和發(fā)電量進(jìn)行平準(zhǔn)化得到的發(fā)電成本，即生命周期內(nèi)的成本現(xiàn)值/生命周期內(nèi)發(fā)電量現(xiàn)值。由下式可以看出，LCOE 與 IRR 呈相反方向變化，即

6、 LCOE 越低，光伏電站收益率越高。彭博新能源財(cái)經(jīng)數(shù)據(jù)表明，2020 下半年固定式光伏電站項(xiàng)目 LCOE 全球基準(zhǔn)為 47 美元/兆瓦時(shí)，比上半年下降 3%。聚焦中國(guó)，2018 年中國(guó)太陽(yáng)能項(xiàng)目的度電成本首次降至與風(fēng)能相同的水平，此后加速降低，2020 年全投資模型下地面光伏電站在 1800 小時(shí)、1500小時(shí)、1200 小時(shí)、1000 小時(shí)等效利用小時(shí)數(shù)的LCOE 分別為 0.2、0.24、 0.29、0.35 元/kWh，預(yù)計(jì) 2021 年后，光伏在大部分地區(qū)可實(shí)現(xiàn)與煤電基準(zhǔn)價(jià)平價(jià)甚至更低價(jià)格。初期投資 生命周期內(nèi)因折舊導(dǎo)致的稅費(fèi)減免的現(xiàn)值 + 生命周期內(nèi)因項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)導(dǎo)致的成本的現(xiàn)值 固定

7、資產(chǎn)殘值的現(xiàn)值生命周期內(nèi)發(fā)電量圖 2： 發(fā)電系統(tǒng) LCOE 占總系統(tǒng) LCOE 比例大圖 3：低 WACC 情境下，硬件和技術(shù)安裝成本是LCOE 首要影響因素?cái)?shù)據(jù)來(lái)源：JRC，數(shù)據(jù)來(lái)源：JRC，電價(jià)下行倒逼降本增效，PERC 面臨成本和效率困境裝機(jī)成本持續(xù)下行，平價(jià)項(xiàng)目快速增長(zhǎng)，電價(jià)下行倒逼上游降本增效。近年來(lái)，光伏技術(shù)進(jìn)步使得裝機(jī)成本不斷下行，全球平價(jià)市場(chǎng)正在逐步擴(kuò)大?？偨Y(jié)近期全球各地區(qū)光伏最低中標(biāo)價(jià)格，2020 年葡萄牙光伏項(xiàng)目最低中標(biāo)電價(jià)已達(dá) 1.32 美分/kWh，再創(chuàng)光伏發(fā)電最低中標(biāo)電價(jià)紀(jì)錄。我國(guó) 2020 年平價(jià)項(xiàng)目有 19 省納入平價(jià)項(xiàng)目超 33GW，相較 2019 年 12 省

8、 14.8GW 大幅增長(zhǎng)。電價(jià)作為 IRR 和 LCOE 的重要影響因素，其下行趨勢(shì)倒逼上游廠(chǎng)商加速降本增效。圖 4：2013-2020 年光伏最低中標(biāo)電價(jià)連續(xù)下降圖 5：2019-2020 各地區(qū)光伏最低中標(biāo)價(jià)格屢創(chuàng)新低9美分/kWh 87654321012 美分/kWh1086420數(shù)據(jù)來(lái)源：CPIA，數(shù)據(jù)來(lái)源：CPIA，圖 6：2020 年中國(guó)平價(jià)項(xiàng)目納入范圍顯著擴(kuò)大20192020萬(wàn)千瓦1,200 1,0893502382752141311193419491186 204160 165193110712710060109132120108695041202035671,00080060

9、04002000數(shù)據(jù)來(lái)源： CPIA，PERC 進(jìn)入效率瓶頸，繼續(xù)突破空間不大。2019 年 1 月，隆基單晶雙面 PERC 電池正面轉(zhuǎn)換效率達(dá)到 24.06%，是商業(yè)化尺寸 PERC 電池效率首次突破 24%，創(chuàng)造新世界紀(jì)錄，但至今該記錄已停留兩年未有前進(jìn)。2020年，規(guī)模化生產(chǎn)的P 型單晶電池均采用PERC 技術(shù)，平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)到 22.8%，較 2019 年提高 0.5 個(gè)百分點(diǎn)，先進(jìn)企業(yè)轉(zhuǎn)換效率達(dá)到 23%。預(yù)計(jì) 2021 年底，PERC 量產(chǎn)效率有望提升到 23.5%，理論上有望提升到行業(yè)普遍認(rèn)為的效率極限 24%，但效率進(jìn)一步提升的技術(shù)難度和成本挑戰(zhàn)明顯增加。目前提效面臨的技術(shù)難題

10、主要有電阻率窗口窄、EL 良率下降、雙面PID 現(xiàn)象、LeTID 現(xiàn)象等，解決這些難題需要增加生產(chǎn)工藝、改變材料，將進(jìn)一步推高成本。圖 7：PERC 效率趨近瓶頸圖 8：PERC 存在固有理論效率劣勢(shì)效率/隆基24.03晶科23.95隆基23.26隆基23.60晶科22.78晶科23.45隆基22.71天合22.6127 24.5024.0023.5023.0022.5022.0021.5021.0020.5020.0026 25 24 23 222120201920202021E2023E2025E2027E2029EPERC P型多晶黑硅電池PERC P型鑄錠黑硅電池PERC P型單晶電池

11、N-PERT/TOPCon電池異質(zhì)結(jié)電池?cái)?shù)據(jù)來(lái)源：數(shù)據(jù)來(lái)源：CPIA，PERC 產(chǎn)能基本替換完成，降本空間趨近極限?；仡?PERC 產(chǎn)能快速發(fā)展過(guò)程，一方面受益于單晶 PERC 電池效率不斷提升，單多晶電池轉(zhuǎn)換效率差拉大，產(chǎn)品溢價(jià)高于技改帶來(lái)的非硅成本上升，刺激企業(yè)加大 PERC 產(chǎn)能布局；另一方面得益于關(guān)鍵設(shè)備國(guó)產(chǎn)化降低PERC 產(chǎn)線(xiàn)成本，帶動(dòng)投資成本快速下行。2020 年，PERC 電池市占率達(dá) 86.4%，已基本完成多晶產(chǎn)能替換，產(chǎn)品溢價(jià)不再，單瓦盈利逐步下行。且新投PERC 電池產(chǎn)線(xiàn)已基本實(shí)現(xiàn)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，設(shè)備投資成本降至 22.5 萬(wàn)元/MW，同比下降 25.7%，單晶 PERC電池片

12、成本下降至約 0.7 元/W，非硅成本下降至 0.23 元/W，降本空間趨近極限。圖 9：PERC 產(chǎn)能已基本完成替代圖 10：PERC 電池非硅成本降本空間已趨極限1000.40 元/W8060402002018201920202021E0.300.200.100.002018201920202021PERC市占比化學(xué)試劑正銀背銀背鋁TMA電力人工折舊輔助設(shè)施及其他數(shù)據(jù)來(lái)源：CPIA，數(shù)據(jù)來(lái)源：Solarzoom，降本增效是恒久追求，效率提升是長(zhǎng)期方向。光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力是度電成本不斷下行，帶動(dòng)投資收益率的不斷提升，而降本增效是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的恒久追求。在PERC 轉(zhuǎn)換效率和降本空間逼近極限

13、的當(dāng)下，具有更高轉(zhuǎn)換效率的新型電池技術(shù)迎來(lái)發(fā)展窗口期， TOPCon、HJT、IBC/HBC 等新一代電池技術(shù)有望快速崛起。圖 11：光伏電池技術(shù)路線(xiàn)轉(zhuǎn)換效率預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)源：NREL，圖 12：晶硅電池技術(shù)方向N 型電池投資提速，下一代技術(shù)變革來(lái)襲降本提效驅(qū)動(dòng)晶硅電池技術(shù)迭代，新技術(shù)不斷登上舞臺(tái)。晶硅電池經(jīng)歷了從多晶到單晶、從第一代鋁背場(chǎng) BSF 電池到第二代 RERC 電池的演進(jìn)，在當(dāng)前 RERC 電池呈現(xiàn)效率和成本優(yōu)化疲態(tài)下，新技術(shù)道路的選擇與部署對(duì)各大電池廠(chǎng)商及整個(gè)光伏市場(chǎng)來(lái)說(shuō)尤為重要。黑硅+PERC黑硅PERCTBCHBCPERT常規(guī)多晶多晶鑄錠單晶+PERC晶硅電池P型TOPCon單晶

14、IBCN型HJT數(shù)據(jù)來(lái)源：CPIA，N型電池投資提速，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速。2020年N型電池產(chǎn)能已提升至 14.5GW，業(yè)界N型產(chǎn)能整體布局多以中試線(xiàn)為主，其中TOPCon和異質(zhì)結(jié)電池是現(xiàn)階段N型電池片擴(kuò)張的主流方向。自2020年以來(lái)，新型電池片產(chǎn)能投資呈明顯加速態(tài)勢(shì)，山煤國(guó)際、東方日升、通威股份、愛(ài)康科技、晉能、鈞石等相繼宣布異質(zhì)結(jié)電池?cái)U(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，晶科、隆基、中來(lái)等企業(yè)開(kāi)展TOPCon電池布局。預(yù)計(jì)隨著規(guī)劃產(chǎn)能逐步投放，2021年有望迎來(lái)新一輪光伏投資熱潮，N型電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)一步提速。圖 13：預(yù)測(cè) 2020-2030 年 TOPCon 和 HJT 電池占比大幅提升10090807060504030

15、20100202020212023202520272030BSF電池PERC電池TOPCon電池異質(zhì)結(jié)電池MWT電池IBC電池其他技術(shù)數(shù)據(jù)來(lái)源：CPIA，表 1：TOPCon 部分產(chǎn)能布局梳理企業(yè)項(xiàng)目投資額（億元）中來(lái)股份年產(chǎn) 16GW 高效單晶電池智能工廠(chǎng)項(xiàng)目56晶科能源GW 級(jí) TOPCon 量產(chǎn)產(chǎn)線(xiàn)布局-聆達(dá)股份金寨嘉悅二期 5.0GW 高效電池片(TOPCon)生產(chǎn)項(xiàng)目-隆基股份西咸樂(lè)葉年產(chǎn) 15GW 高效單晶電池項(xiàng)目、寧夏樂(lè)葉年產(chǎn) 5GW 單晶高效電池項(xiàng)目(一期 3GW)122（西咸）一道新能源一期 5GW 高效單晶電池和 3GW 高效組件項(xiàng)目50（一期+二期） 30GW 高效太陽(yáng)能

16、電池及配套項(xiàng)目（新建產(chǎn)線(xiàn)規(guī)格全面兼容 210通威股份及以下尺寸，預(yù)留 PERC+和 Topcon 的技術(shù)升級(jí)空間）200數(shù)據(jù)來(lái)源：表 2：HJT 產(chǎn)能布局梳理企業(yè)現(xiàn)有產(chǎn)能規(guī)劃產(chǎn)能產(chǎn)能規(guī)劃地點(diǎn)投資額（億元）鈞石能源600MW5GW（一期 2GW 在建）福建晉江50中智電力160WM1.2GW山東東營(yíng)-晉能集團(tuán)100MW2GW山西晉中59愛(ài)康科技4GW(2021 年)6GW 電池+6GW 組件浙江湖州50通威股份1GW(2021 年)1GW-山煤國(guó)際-10GW（一期 3GW 在建）山西晉中31.88（一期）晉銳能源-5GW（一期 2GW 在建）福建晉江125東方日升-2.5GW（一期 500MW

17、在建）浙江寧海33山西蒙城比太科技-6GW（1GW）、潁上13.2（1GW）（5GW）國(guó)家電投100MW5GW（國(guó)家電投&鉅能電力）福建莆田40彩虹集團(tuán)-2GW浙江嘉興35廈門(mén)神科-2GW浙江衢饒18騰輝光伏-1GW 電池+1GW 組件江蘇常熟12安徽華晟500MW2GW-寶峰時(shí)尚-500MW福建莆田-漢能120MW600MW四川成都-唐正能源-500MW山東東營(yíng)6宜城經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)-500MW安徽宜城-建設(shè)投資有限公司阿特斯-250MW浙江嘉興5聯(lián)合再生能源50MW-臺(tái)灣-新日光能源（NSP）50MW-臺(tái)灣-合計(jì)53.05GW數(shù)據(jù)來(lái)源：索比光伏網(wǎng)，TOPCon：效率為王+產(chǎn)線(xiàn)兼容，PERC

18、轉(zhuǎn)型第一選擇TOPCon：隧穿氧化層鈍化接觸電池（Tunnel Oxide Passivated Contact）由德國(guó)弗勞恩霍夫太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所于 2013 年提出，是一種基于選擇性載流子原理的隧穿氧化層鈍化接觸太陽(yáng)能電池，其電池結(jié)構(gòu)為 N 型硅襯底電池，在電池背面制備一層超薄氧化硅，然后再沉積一層摻雜硅薄層，二者共同形成了鈍化接觸結(jié)構(gòu)，有效降低表面復(fù)合和金屬接觸復(fù)合，提升了電池的開(kāi)路電壓和短路電流，提高電池效率。圖 14：TOPCon 電池結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)來(lái)源：中科院寧波材料所高極限效率，轉(zhuǎn)換效率不斷刷新記錄。德國(guó)哈梅林太陽(yáng)能研究所(ISFH)理論分析得出，鈍化接觸電池具有更加高的效率極限（28.

19、2%28.7%），高于HJT 和PERC 電池的極限效率（27.5%和 24.5%），最接近晶體硅太陽(yáng)能電池理論極限效率（29.43%）。目前各電池片和組件廠(chǎng)商已加速布局 TOPCon 研發(fā)和生產(chǎn)，TOPCon 效率記錄不斷刷新：2021 年隆基單晶雙面 N 型 TOPCon 電池實(shí)現(xiàn) 25.21%的轉(zhuǎn)換效率，商業(yè)化尺寸單晶雙面 P型 TOPCon 電池實(shí)現(xiàn) 25.02%的轉(zhuǎn)換效率，是目前商業(yè)化尺寸 P 型電池最高效率，晶科 N 型 TOPCon 電池認(rèn)證后的效率達(dá)到 25.25%，再次刷新世界紀(jì)錄。圖 15：雙面鈍化 TOPCon 效率達(dá)到 28.7%數(shù)據(jù)來(lái)源：Surface passiva

20、tion of crystalline silicon solar cells: Present and future表 3：各廠(chǎng)商加速布局 TOPCon 電池片和組件的研發(fā)與量產(chǎn)電池片企業(yè)轉(zhuǎn)換效率隆基股份25.21%（研發(fā)效率）、25.02%（P 型 TOPCon 電池研發(fā)效率）中來(lái)股份24.50%（量產(chǎn)效率）晶科能源24.50%（量產(chǎn)效率）、24.87%（研發(fā)效率）晶澳科技平均轉(zhuǎn)化效率為 23.8%，最高轉(zhuǎn)化效率可達(dá) 24.1%天合光能24.58%（研發(fā)效率）組件企業(yè)轉(zhuǎn)換效率電池尺寸（mm）組件功率（W）晶科能源22.86%182625隆基股份22.30%182570晶澳科技22.10%1

21、82620天合光能22.30%210700中來(lái)股份22.53%210700通威股份-210695正泰21.60%166470尚德-182620協(xié)鑫21.30%166475數(shù)據(jù)來(lái)源：產(chǎn)線(xiàn)兼容，現(xiàn)有 PERC 產(chǎn)能后續(xù)轉(zhuǎn)型第一選擇。TOPCon 電池工藝在 1012 步左右，與 PERC 電池工藝的主要區(qū)別在于增加了硼擴(kuò)、隧穿氧化層沉積等步驟，可在PERC 基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，通過(guò)增加設(shè)備等方式進(jìn)行更新，最大程度保留和利用了現(xiàn)有傳統(tǒng) P 型電池設(shè)備制程，是現(xiàn)有PERC 產(chǎn)能后續(xù)轉(zhuǎn)型的第一選擇，預(yù)計(jì)未來(lái)將保持強(qiáng)勁增長(zhǎng)勢(shì)頭。圖 16：TOPCon 電池工藝流程可在 PERC 產(chǎn)能上疊加數(shù)據(jù)來(lái)源：目前 TO

22、PCon 電池有 4 種不同的工業(yè)化工藝流程，分別為：LPCVD 制備多晶硅膜結(jié)合傳統(tǒng)的全擴(kuò)散工藝；LPCVD 制備多晶硅膜結(jié)合擴(kuò)硼及離子注入磷工藝；PECVD 制備多晶硅膜并原位摻雜工藝；PVD 制備多晶硅膜并原位摻雜工藝。其中 LPCVD 技術(shù)工藝成熟且已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，并且設(shè)備國(guó)產(chǎn)化完善，但繞鍍、成膜速度慢等仍為目前工藝主要問(wèn)題；近兩年的新技術(shù)方向是使用 PECVD 制備 TOPCon 電池的多晶硅層，因工藝流程少有可能大幅降低成本，PECVD 沉積速度快，但由此衍生的氣體爆膜現(xiàn)象會(huì)降低整體良率，方法較為激進(jìn)，長(zhǎng)期穩(wěn)定性仍有待觀(guān)察；PVD 目前技術(shù)還不成熟，設(shè)備投資大，占地面積大，與量產(chǎn)制備還

23、有較大距離。圖 17：4 種不同的 TOPCon 電池工藝流程數(shù)據(jù)來(lái)源：中科院電工所，表 4：TOPCon 不同沉積技術(shù)路線(xiàn)比較最大沉積速率技術(shù)類(lèi)型（A/s）優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)設(shè)備商PECVDLPCVD 0.8微波 PECVD 100管式 PECVD3（40kHz）板式 PECVD3（RF）工藝成熟、控制簡(jiǎn)單容易沉積速率高，可以原位摻雜、無(wú)繞鍍、冷壁原位摻雜、無(wú)繞鍍、膜質(zhì)量高原位摻雜、無(wú)繞鍍、冷壁、膜質(zhì)量高難于原位摻雜、有繞鍍、石英件沉積嚴(yán)重難于生長(zhǎng)很薄的SiO2、非晶硅薄膜含氫、膜質(zhì)量較差、維護(hù)成本高熱壁導(dǎo)致石英管及石墨舟玷污、非晶硅膜含氫非晶硅薄膜含氫、墻壁沉積導(dǎo)致維護(hù)成本高CT、MB、捷佳偉創(chuàng)、S

24、EMCO、拉普拉斯、Tempress、北方微創(chuàng)、賽瑞達(dá)MBCT、MB、捷佳偉創(chuàng)、北方微創(chuàng)、賽瑞達(dá)、拉普拉斯、48 所、金辰機(jī)械理想、AM、MB、48 所、江蘇杰大PVD3原位摻雜、無(wú)繞鍍、冷壁技術(shù)不成熟江蘇杰大數(shù)據(jù)來(lái)源：中科院電工所，。表 5：TOPCon 技術(shù)難題和解決方案多步驟疊加與技術(shù)挑戰(zhàn)尚存，良率仍有提升空間。目前行業(yè) TOPCon 整體良率在 93-95%之間，而 PERC 電池良率在 98%以上。與 PERC 相比， TOPCon 工藝步驟更復(fù)雜，增加了硼擴(kuò)、非晶硅沉積及鍍氧化層膜等 23道工序，且存在如硼擴(kuò)散、去繞度清洗和鈍化層的隧穿膜鍍膜等技術(shù)挑戰(zhàn)尚待解決，以上均導(dǎo)致目前 TO

25、PCon 良率遜于 PERC。但 TOPCon 后續(xù)良率提升空間大，硼擴(kuò)等新增工藝對(duì)碎片影響有限，在清洗、自動(dòng)化技術(shù)成熟、硅片技術(shù)進(jìn)步等加持下，良率差異可得到大幅優(yōu)化。存在問(wèn)題解決方案熱壁沉積，沉積非晶硅膜的同時(shí)在管壁上也沉積同樣厚度的膜層雙套管、金屬管、減薄多晶硅層繞鍍后續(xù)使用濕法清洗正面繞鍍?cè)粨诫s較難，有死層，會(huì)降低沉積溫度沉積本征非晶硅，再進(jìn)行磷擴(kuò)散后擴(kuò)散過(guò)程中雜質(zhì)原子會(huì)透過(guò) SiO2 層進(jìn)入單晶硅區(qū)域，導(dǎo)致鈍化失效數(shù)據(jù)來(lái)源：中科院電工所，。降本路線(xiàn)清晰，成本下降空間巨大。TOPCon 電池成本主要由硅片成本和非硅成本構(gòu)成，非硅成本主要由折舊、漿料及靶材組成，目前較 PERC高 0.0

26、5-0.09 元/W 左右。TOPCon 電池降本路徑，主要有降低硅材用量、減低銀漿用量、降低設(shè)備價(jià)格、簡(jiǎn)化工藝、提升規(guī)模效應(yīng)等。硅片：TOPCon 多采用 N 型硅片，目前較 P 型溢價(jià) 7%，所用硅片 166尺寸對(duì)應(yīng)厚度為 170m 左右（182 對(duì)應(yīng) 180m），未來(lái)硅片薄片化及大尺寸將推動(dòng)硅片成本下降；銀漿：TOPCon 電池采用高溫銀漿，耗量在 150mg/片左右，高于雙面PERC 電池高溫銀漿耗用量 85mg/片，未來(lái)隨著多主柵技術(shù)應(yīng)用和銀鋁漿的使用及賤金屬替代，銀漿成本有望下降;折舊：TOPCon 電池導(dǎo)入了 3 項(xiàng)新的工藝，產(chǎn)線(xiàn)需要增加 3 臺(tái)新設(shè)備，同時(shí)，擴(kuò)硼工藝比擴(kuò)磷工藝難

27、度大，需要更多的擴(kuò)散爐，因此 TOPCon電池的投資成本比 PERC 電池高 10%左右，單 GW 設(shè)備投資額為 22.5億元，PERC 產(chǎn)線(xiàn)升級(jí)為 TOPCon 單 GW 設(shè)備投資額為 0.60.8 億元，未來(lái)隨著設(shè)備效率提升及設(shè)備價(jià)格下行，折舊成本有望進(jìn)一步下降。圖 18：TOPCon 電池成本構(gòu)成圖 19：TOPCon 電池成本顯著高于 PERC 電池水電輔材和其他 69人工3折舊 4硅片 62銀漿 16數(shù)據(jù)來(lái)源：索比光伏網(wǎng)，數(shù)據(jù)來(lái)源： TOPCon Technology options for cost efficientindustrial manufacturing，HJT：高效率

28、+少環(huán)節(jié)，產(chǎn)業(yè)化經(jīng)濟(jì)性潛力高異質(zhì)結(jié)：具有本征非晶層的異質(zhì)結(jié)電池（Heterojunction with Intrinsic Thin Layer，HJT），通過(guò)在 P-N 結(jié)之間插入本征非晶硅層進(jìn)行表面鈍化來(lái)提高轉(zhuǎn)化效率。結(jié)構(gòu)上，異質(zhì)結(jié)一般以N 型單晶硅片為襯底，在經(jīng)過(guò) 清洗制絨的 N 型單晶硅片正面依次沉積厚度為 5-10nm 的本征非晶硅薄 膜、P 型非晶硅薄膜，從而形成 P-N 異質(zhì)結(jié)；在硅片背面依次沉積厚度 為 5-10nm 的本征非晶硅薄膜、N 型非晶硅薄膜形成背表面場(chǎng)；在摻雜 非晶硅薄膜兩側(cè)再沉積透明導(dǎo)電氧化物薄膜(TCO)，最后通過(guò)絲網(wǎng)印刷 技術(shù)在兩側(cè)的頂層形成金屬集電極，構(gòu)成具

29、有對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的 HJT 太陽(yáng)電池。圖 20：HJT 電池結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)來(lái)源：摩爾光伏高效率+低衰減+雙面發(fā)電，異質(zhì)結(jié)成為電池片潛力技術(shù)方向。相較當(dāng)前行業(yè)主流的PERC電池，異質(zhì)結(jié)電池具有高轉(zhuǎn)換效率、無(wú)光衰、雙面發(fā)電、溫度特性好等優(yōu)勢(shì)。由于HJT開(kāi)路電壓高的特性，理論轉(zhuǎn)換效率可達(dá)27%以上。目前HJT最高紀(jì)錄為隆基的25.26%，其他企業(yè)研發(fā)效率也均已達(dá)到24%以上。此外，HJT電池衰減率顯著低于PERC電池，低溫度系數(shù)和高雙面率亦可有效提升其發(fā)電效率。圖 21：HJT 電池各廠(chǎng)商效率25.425.225.024.824.624.424.224.023.823.623.4數(shù)據(jù)來(lái)源：表 6：HJT 電池工

30、藝流程技術(shù)環(huán)節(jié)簡(jiǎn)潔，產(chǎn)業(yè)化經(jīng)濟(jì)性潛力大。相比 TOPCon 電池技術(shù)，HJT 電池工藝環(huán)節(jié)大大減少，僅有四步，分別是清洗制絨、非晶硅沉積、TCO鍍膜和絲網(wǎng)印刷，其中清洗制絨和絲網(wǎng)印刷延續(xù) PERC 工藝，差異點(diǎn)在于非晶硅薄膜沉積和 TCO 膜的沉積，而工藝環(huán)節(jié)的減少有利于降低后續(xù)良率提升和成本降低的難度。工藝環(huán)節(jié)對(duì)應(yīng)設(shè)備設(shè)備廠(chǎng)商清洗制絨制絨設(shè)備捷佳偉創(chuàng)、YAC、Singulus、RENA Cat-CVD日本真空非晶硅薄膜沉積TCO 鍍膜PECVDPVD捷佳偉創(chuàng)、邁為股份、捷造光電、鈞石能源、理想能源、精耀科技、梅耶博格、INDEOtec、應(yīng)用材料、Jusung捷佳偉創(chuàng)、邁為股份、馮阿登納、梅耶

31、博格、Singulaus、鈞石能源、UlavcRPD+PVD捷佳偉創(chuàng)絲網(wǎng)印刷絲印設(shè)備捷佳偉創(chuàng)、邁為股份、金辰股份、Baccini數(shù)據(jù)來(lái)源：中科院電工所，非晶硅薄膜沉積：借助微波或射頻等使含有薄膜組成原子的氣體電離，在局部形成等離子體在基片上沉積出所期望的薄膜。目前主流方法是PECVD 法。技術(shù)難點(diǎn)在于：1）低溫工藝，避免非晶硅膜層結(jié)晶；2）新增設(shè)備機(jī)臺(tái)與制程要求嚴(yán)格；3）均勻性難以保障。目前國(guó)內(nèi)設(shè)備廠(chǎng)商捷佳偉創(chuàng)、邁為股份、鈞石、理想等已有相應(yīng)用于 TOPCon 和HJT 電池生產(chǎn)的CVD 設(shè)備推出。TCO 鍍膜：TCO 薄膜用于收集載流子并向電極傳輸，同時(shí)減少光學(xué)反射，主要制備方法有兩種：PV

32、D（反應(yīng)等離子體沉積）和RPD（物理化學(xué)氣象沉積），二者均為物理鍍膜法。從已有設(shè)備選型來(lái)看，RPD 設(shè)備及靶材成本偏高，市場(chǎng)主流選擇為 PVD 設(shè)備。捷佳偉創(chuàng)已取得日本住友重工 RPD 設(shè)備在中國(guó)大陸地區(qū)的授權(quán)， 并自主研發(fā)成功推出 RPD5500A 產(chǎn)品，還推出整合了 RPD 和 PVD 的二合一設(shè)備 PAR5500。表 7： HJT 三大設(shè)備供應(yīng)商路線(xiàn)公司工藝環(huán)節(jié)對(duì)應(yīng)設(shè)備下游 HJT 廠(chǎng)商清洗制絨S.C.捷佳偉創(chuàng)（S.C.）邁為鈞石非晶硅薄膜沉積（CVD）理想TCO 鍍膜（PVD+RPD）S.C.絲網(wǎng)印刷S.C.清洗制絨YAC非晶硅薄膜沉積（CVD）邁為T(mén)CO 鍍膜（PVD）馮阿登納、邁為

33、絲網(wǎng)印刷邁為清洗制絨YAC非晶硅薄膜沉積（CVD）鈞石 TCO 鍍膜（PVD）鈞石絲網(wǎng)印刷邁為通威 1/3GW中智/愛(ài)康 2GW通威 1/3GW華晟 600MW阿斯特 250MW通威 1/3GW舟山 10GW數(shù)據(jù)來(lái)源：中科院電工所，硅片薄片化、技術(shù)進(jìn)步、設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，共同推動(dòng) HJT 降本。目前異質(zhì)結(jié)電池成本主要來(lái)自硅片、BOM 成本、動(dòng)力、制造及設(shè)備折舊，占比分別為 47%、33%、7%、6%和 5%，其中，漿料和靶材成本占到 BOM成本的 70%。力%設(shè)備5%制造6%BOM 33%硅片47%圖 22：HJT 電池成本中硅片和 BOM 成本占大頭人2動(dòng)力7%數(shù)據(jù)來(lái)源：華晟，硅片：目前 N 型硅

34、片較P 型溢價(jià) 7%，未來(lái)硅片薄片化及大尺寸將推動(dòng)硅片成本下降；BOM：2020 年異質(zhì)結(jié)電池雙面低溫銀漿消耗量約 223.3mg/片，同比下降 25.6%，銀漿用量大、價(jià)格貴是異質(zhì)結(jié)電池成本高的主要原因之一，未來(lái)銀包銅技術(shù)導(dǎo)入預(yù)計(jì)可降低銀漿單耗約三分之一，且主柵漿料已可實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)；靶材國(guó)產(chǎn)化、新材料應(yīng)用也有益于未來(lái)HJT 的降本。設(shè)備：目前HJT 投資成本較高，若采用全進(jìn)口設(shè)備 HJT 單 GW 設(shè)備投資額超 10 億元，國(guó)產(chǎn)設(shè)備單 GW 設(shè)備投資額也超 6 億元，未來(lái)隨著設(shè)備效率提升和價(jià)格下降也是HJT 降本關(guān)鍵點(diǎn)之一。預(yù)計(jì)隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)?；膶?shí)現(xiàn)、設(shè)備廠(chǎng)商的技術(shù)進(jìn)步（如轉(zhuǎn)換效率和節(jié)拍的提升）、

35、銀漿、靶材的國(guó)產(chǎn)化、硅片的薄片化，以及吸雜工藝、半棒半片工藝及邊皮利用工藝等技術(shù)的進(jìn)步，未來(lái) HJT 經(jīng)濟(jì)性將進(jìn)一步凸顯。圖 23：HJT 電池降本路徑預(yù)測(cè)元/W效率+0.5數(shù)據(jù)來(lái)源：華晟，IBC/HBC：高效率+高門(mén)檻，尚處技術(shù)儲(chǔ)備期IBC電池（全背電極接觸晶硅光伏電池）將PN結(jié)和金屬接觸都設(shè)于太陽(yáng)電池背面，電池片正面采用SiNx/SiOx雙層減反鈍化薄膜，沒(méi)有金屬電極遮擋，最大限度地利用入射光，減少光學(xué)損失，帶來(lái)更多有效發(fā)電面積，擁有高轉(zhuǎn)換效率，外觀(guān)上也更加美觀(guān)，尤其適用于光伏建筑一體化，具有較好的商業(yè)化前景。HBC電池（交叉指式背接觸異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池）采用氫化非晶硅作為雙面鈍化層，具有優(yōu)異

36、的鈍化效果，能夠取得更高的開(kāi)路電壓。在生長(zhǎng)PN結(jié)的工藝中采用區(qū)域型掩膜摻雜，降低了載流子的復(fù)合損失。HBC將HJT技術(shù)應(yīng)用于IBC電池結(jié)構(gòu)，集合了兩者的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具備IBC電池的高短路電流以及HJT電池的高開(kāi)壓，所有工藝都在200下制作完成，無(wú)高溫?cái)U(kuò)散摻雜過(guò)程。圖 24： IBC 電池結(jié)構(gòu)圖 25： HBC 電池結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)來(lái)源：Advancements in n-Type Base Crystalline Silicon Solar Cells and Their Emergence in the Photovoltaic Industry數(shù)據(jù)來(lái)源：PVTech效率優(yōu)勢(shì)顯著，穩(wěn)居晶硅電池最高效率

37、記錄。IBC和HBC電池在效率上具有巨大優(yōu)勢(shì)：SunPower公司第三代IBC電池最高效率達(dá)到25.2%；國(guó)內(nèi)， 2018年2月天合光能將IBC電池的效率提高到25.04%；2017年8月，Kaneka宣布將HBC電池效率提高至26.63%，該效率一直占據(jù)晶硅太陽(yáng)電池最高效率紀(jì)錄的位置。圖 26： IBC 理論效率在HJT 之上數(shù)據(jù)來(lái)源：CLEAN ENERGY REVIEWS表 8：HBC 電池研發(fā)效率記錄企業(yè)Cell size(cm2)Voc(mV)JSC(mA/ m2)FF(%)Effi.(%)年份Panasonic143.774041.882.725.62004Sharp3.72736

38、41.781.925.12014Kaneka18074442.383.826.332016Kaneka18074042.584.626.632017數(shù)據(jù)來(lái)源：光伏前沿，。技術(shù)挑戰(zhàn)和工藝要求是主要發(fā)展障礙。雖然效率優(yōu)勢(shì)顯著，但I(xiàn)BC和HBC電池仍面臨不可忽視的技術(shù)挑戰(zhàn)：IBC電池對(duì)基體材料要求較高，需要較高的少子壽命；對(duì)前表面的鈍化要求較高；背面指交叉狀的P區(qū)和N區(qū)在制作過(guò)程需要多次的掩膜和光刻技術(shù)，且P區(qū)和N區(qū)之間的gap區(qū)域需非常精準(zhǔn)。HBC電池在繼承了IBC和HJT電池優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)也保留了兩者各自生產(chǎn)工 藝的難點(diǎn)：本征和摻雜非晶硅鍍膜工藝窗口窄，對(duì)清潔度要求極高；需 要低溫組件封裝工藝；正負(fù)

39、電極都處于背表面需要嚴(yán)格的電極隔離工藝；制造流程復(fù)雜。干養(yǎng)生長(zhǎng)掩膜BBr3管式擴(kuò)散化學(xué)拋光去損傷圖 27：IBC 電池工藝流程制絨POCl3管式擴(kuò)散絲網(wǎng)印刷-局部BSF開(kāi)孔絲網(wǎng)印刷-金屬化絲網(wǎng)印刷-局部接觸開(kāi)孔雙面鈍化數(shù)據(jù)來(lái)源：天合光能，儲(chǔ)備技術(shù)路線(xiàn)，研發(fā)試產(chǎn)布局啟動(dòng)。目前IBC/HBC電池制造工藝復(fù)雜，技術(shù)門(mén)檻高、制造成本高，屬于研發(fā)儲(chǔ)備中的技術(shù)路線(xiàn)。國(guó)際上IBC技術(shù)最成熟的量產(chǎn)企業(yè)是SunPower和LG，其中SunPower研發(fā)IBC技術(shù)較為成熟，量產(chǎn)產(chǎn)能達(dá)到1.2GW，轉(zhuǎn)換效率提升到25%，LG量產(chǎn)效率達(dá)24.5%。 HBC方面，僅有松下表示其HBC技術(shù)已進(jìn)入可量產(chǎn)階段。國(guó)內(nèi)方面， 2021年5月，國(guó)家電投“青海產(chǎn)”中國(guó)首條量產(chǎn)規(guī)模IBC電池及組件生產(chǎn)平均效率超24%，單片電池功率提高約10%，達(dá)到國(guó)內(nèi)最高水平，躋身國(guó)際先進(jìn)行列；中環(huán)股份控股從SunPower拆分出來(lái)的Maxeon Solar以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)協(xié)同，于2021年6月推出使用IBC技術(shù)的Maxeon Air無(wú)邊