光伏行業(yè)技術(shù)變革專題研究

光伏行業(yè)技術(shù)變革專題研究電池片技術(shù)展望：高效電池技術(shù)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(shù)勢(shì)在必行電池片技術(shù)迭代驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈降本增效。電池片技術(shù)發(fā)展來自于技術(shù)迭代，由于當(dāng)前主流PERC電池效率平均23%以上，迫近其

瓶頸且提效進(jìn)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(zhuǎn)化效率已突破平均24%以上，本輪光伏技術(shù)變

革將由P型電池轉(zhuǎn)向N型電池，電池片企業(yè)亟需技術(shù)升級(jí)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(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)TOPCON：隧穿氧化層鈍化接觸電池德國(guó)

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(jié)構(gòu)。優(yōu)勢(shì)1：可基于現(xiàn)有產(chǎn)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(shì)之一：可基于現(xiàn)有PERC產(chǎn)線升級(jí)改造。國(guó)內(nèi)PERC產(chǎn)能主要自2018年開始投產(chǎn)，其中60%約有200GW可改造

為TOPCON產(chǎn)線，因此面臨異質(zhì)結(jié)等高效電池的競(jìng)爭(zhēng)壓力，在三年內(nèi)PERC產(chǎn)線折舊未完成，增加0.5-1億元/GW，因此面臨

異質(zhì)結(jié)等高效電池的競(jìng)爭(zhēng)壓力，在三年內(nèi)PERC產(chǎn)線折舊未完成，將其改造成TOPCON拉長(zhǎng)設(shè)備應(yīng)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(duì)于TOPCON電池均有量產(chǎn)化布局規(guī)劃。優(yōu)勢(shì)2：電池參數(shù)性能優(yōu)異，可達(dá)晶硅電池理論極限最高效率TOPCON優(yōu)勢(shì)之二：電池參數(shù)性能優(yōu)異。TOPCON電池的理論轉(zhuǎn)化效率上限高，其中基于POLO2-BJ結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)需正背面同時(shí)做多晶硅結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)化TOPCON結(jié)構(gòu)差異

較大，在產(chǎn)線應(yīng)用仍需要繼續(xù)論證。目前TOPCON量產(chǎn)平均效率在24%以上，最高效率紀(jì)錄已經(jīng)突破25.4%。成本：非硅成本較PERC高1毛/W以內(nèi)，頭部企業(yè)良率接近PERC未來TOPCON的產(chǎn)業(yè)化推廣還需重點(diǎn)關(guān)注其良率和成本指標(biāo)。成本方面：根據(jù)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(nèi)。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(jìn)硅片薄片化、降低銀漿耗量、降低設(shè)備投資，有望持續(xù)縮小與perc成本差距，而TOPCON優(yōu)勢(shì)顯著、經(jīng)濟(jì)性將持續(xù)體現(xiàn)。產(chǎn)業(yè)化：目前頭部企業(yè)積極擴(kuò)產(chǎn)，明年即將推出量產(chǎn)產(chǎn)品目前TOPCON表現(xiàn)突出的晶科、隆基、中來等，今年實(shí)現(xiàn)中試突破，近期啟動(dòng)招標(biāo)明年推出量產(chǎn)線產(chǎn)品，2022年有望成為

TOPCON產(chǎn)業(yè)化元年。目前N型組件產(chǎn)品溢價(jià)高達(dá)0.1元/W以上，領(lǐng)先電池組件企業(yè)將有望憑借新產(chǎn)品厚增業(yè)績(jī)彈性。設(shè)備空間：市場(chǎng)空間存量改造100億，2022年新增有望達(dá)72億元設(shè)備方面，TOPCON相比PERC核心增加了硼擴(kuò)爐（進(jìn)行硼擴(kuò)散）、LPCVD（隧穿層+多晶硅）兩道設(shè)備，同時(shí)去除了前道

SE、后道開槽兩道激光設(shè)備，在現(xiàn)有PERC產(chǎn)線基礎(chǔ)上增加0.5-0.8億元/GW即可完成技術(shù)升級(jí)。HJT：降本增效路徑清晰，具備較強(qiáng)發(fā)展?jié)摿JT：晶體硅異質(zhì)結(jié)電池HIT（HeterojunctionwithIntrinsicThin-layer）電池，全稱晶體硅異質(zhì)結(jié)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(cè)為商標(biāo)，又被稱為HJT、HDT、SHJ。同質(zhì)結(jié)電池指同一種半導(dǎo)體材料構(gòu)成P-N結(jié)，而異質(zhì)結(jié)即是兩種不同半導(dǎo)體材料構(gòu)成異質(zhì)結(jié)。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(jié)是由非晶硅(a-Si)和晶體硅(c-Si)材料構(gòu)成。優(yōu)勢(shì)1：光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)勢(shì)顯著，疊加微晶技術(shù)產(chǎn)業(yè)化可提至25%以上HJT主要有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：1）光電轉(zhuǎn)換效率高。根據(jù)中科院數(shù)據(jù)，目前HJT產(chǎn)線量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率基本24.3%以上，目前最高為

隆基2021年10月實(shí)現(xiàn)的25.82%。未來疊加微晶化技術(shù)有望達(dá)到25.5%以上，相較于其他電池技術(shù)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(dá)30%以上。優(yōu)勢(shì)2：各項(xiàng)性能參數(shù)均最優(yōu)異，發(fā)電增益貢獻(xiàn)溢價(jià)能力HJT電池的優(yōu)勢(shì)一方面體現(xiàn)在其高轉(zhuǎn)化效率有效降低發(fā)電端成本，并在高端市場(chǎng)具備高溢價(jià)，更重要的是考慮到衰減率低、雙面率高、溫

度系數(shù)低、弱光效應(yīng)，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(jì)全生命周

期每W發(fā)電量高出5~11.8%。因此當(dāng)HJT解決成本問題后，經(jīng)濟(jì)效應(yīng)將持續(xù)凸顯，有望成為下一代主流技術(shù)。成本：非硅成本較PERC高2毛/W以內(nèi)，成本有待進(jìn)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(tǒng)P型硅片價(jià)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(tǒng)電池的3倍，同時(shí)含銀量較高也進(jìn)一步提升了材料成本；異質(zhì)結(jié)TCO環(huán)

節(jié)的進(jìn)口靶材價(jià)格也相對(duì)較高。后續(xù)如何降低硅片、銀漿、靶材的成本將成為異質(zhì)結(jié)量產(chǎn)推廣的核心因素。產(chǎn)業(yè)化：目前頭部企業(yè)均有儲(chǔ)備，新玩家擴(kuò)產(chǎn)更為積極龍頭新玩家陸續(xù)布局，開啟HJT產(chǎn)業(yè)化元年。目前HJT大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)主要為新玩家：華晟（已有500MW，招標(biāo)2.3GW），愛康

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

（已有1.5GW），阿特斯（已有0.3gw），晶澳（招標(biāo)0.3gw）等。我們預(yù)計(jì)21、22年HJT擴(kuò)產(chǎn)約為10、20GW。設(shè)備空間：2023年有望達(dá)到140億元HJT制作工序簡(jiǎn)化為四個(gè)步驟，目前邁為、鈞石、捷佳等領(lǐng)先設(shè)備廠商整線國(guó)產(chǎn)化布局基本成熟。根據(jù)華晟新能源，今年底前

國(guó)產(chǎn)PECVD有望實(shí)現(xiàn)1萬片/h以上設(shè)計(jì)出片速度，從而推動(dòng)整線設(shè)備價(jià)值量降低至4億元/GW，加速電池產(chǎn)業(yè)化落地。隨著金剛、愛康、華晟、晶澳、明陽等廠商的招標(biāo)推進(jìn)，今年HJT招標(biāo)約為10GW，預(yù)計(jì)2022年有望招標(biāo)20GW，假設(shè)2021-

2022年HJT設(shè)備單GW投資分別為4.5、4億元/GW，則2021-2022年新增市場(chǎng)空間分別為45、80億元。IBC：高效率且難度成本極高，長(zhǎng)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(jié)合金字塔絨面結(jié)構(gòu)和減反層組成的陷光結(jié)構(gòu)，能夠最大限度地利用入射光，減

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

硅電池中工藝最復(fù)雜、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度最大的技術(shù)。優(yōu)勢(shì)：電池結(jié)構(gòu)帶來轉(zhuǎn)化效率極高，早期即可實(shí)現(xiàn)效率25%以上目前布局IBC主要有SunPower公司（被中環(huán)收購(gòu)后吸納技術(shù)）、LG、FuturaSun、天合光能、國(guó)電投、愛旭、晶澳、中來、

海潤(rùn)等。其中美國(guó)SunPower最早實(shí)現(xiàn)IBC電池量產(chǎn)，2014年實(shí)現(xiàn)IBC電池產(chǎn)能1.2GW，同時(shí)布局了產(chǎn)能100MW第三代高效

IBC產(chǎn)線。國(guó)內(nèi)，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(dá)25.04%，其中電池開路高壓達(dá)到715.6mV。工藝：流程較長(zhǎng)成本較高，需要進(jìn)一步優(yōu)化工藝降本IBC電池的工藝流程相比傳統(tǒng)太陽能電池更為復(fù)雜。IBC電池工藝的關(guān)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(diǎn)工藝主要集中在擴(kuò)散摻雜、鈍化鍍膜、金屬化柵線三個(gè)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(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)，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(shù)相結(jié)合。有將HJT非晶

硅鈍化技術(shù)與IBC相結(jié)合，開發(fā)出HBC電池；也有將TOPCON鈍化接觸技術(shù)與IBC相結(jié)合，研發(fā)出POLO-IBC（TBC）電池。TBC：基于P型達(dá)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(cuò)背接觸結(jié)構(gòu)（IBC），正負(fù)電極均采用多晶硅氧化層（POLO）技術(shù)實(shí)現(xiàn)鈍

化接觸。通過對(duì)傳統(tǒng)IBC電池的背面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，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(yīng)用層選擇性激光工藝。投資分析明年高效電池技術(shù)將為電池組件企業(yè)貢獻(xiàn)利潤(rùn)彈性。今年以來，一方面PERC電池完全成熟難有差異化優(yōu)勢(shì)，另一方面上游材料價(jià)格擠壓嚴(yán)重，使得電池片

環(huán)節(jié)盈利能力承壓。當(dāng)前時(shí)點(diǎn)，電池企業(yè)亟待推進(jìn)高效N型電池爭(zhēng)奪市場(chǎng)地位，為其貢獻(xiàn)溢價(jià)盈利彈性。目前領(lǐng)先電池企業(yè)已經(jīng)具備高效電池片技術(shù)產(chǎn)業(yè)化

基礎(chǔ)，并有望于2022年推出量產(chǎn)產(chǎn)品，將有望獲得顯著的超額收益。明年設(shè)備企業(yè)N型訂單將規(guī)?；涞亍ｋ姵仄O(shè)備企業(yè)過去兩年訂單仍主要由PERC占主導(dǎo)，估值表現(xiàn)更多體現(xiàn)為市場(chǎng)預(yù)期水平，而隨著明年P(guān)ERC擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)一

步下滑，N型電池產(chǎn)能開始規(guī)模化落地，將真正由N型驅(qū)動(dòng)設(shè)備企業(yè)訂單增長(zhǎng)，龍頭設(shè)備企業(yè)將繼續(xù)擴(kuò)大領(lǐng)先身位，實(shí)現(xiàn)訂單估值雙重提升。TOPCON：設(shè)備、材料成本相對(duì)較低，且可基于老產(chǎn)線改造，同時(shí)技術(shù)經(jīng)過多年積淀于今年量變實(shí)現(xiàn)質(zhì)變，目前頭部電池企業(yè)已經(jīng)啟動(dòng)GW級(jí)別設(shè)備招標(biāo)，

將率先于明年上半年率先量產(chǎn)，下半年進(jìn)一步擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)化放量。HJT：設(shè)備、材料產(chǎn)能相對(duì)較高，且設(shè)備需要完全重新新建，目前頭部電池企業(yè)多有儲(chǔ)