今年HJT和TOPCon擴產程序加速，龍頭企業紛紛加碼佈局N型電池技術，未來光伏電池的技術發展趨勢如何？下面

華爾街見聞·見智研究

帶大家來深度梳理下光伏電池行業的特點以及未來如何演變？

本文看點：

1。覆盤光伏電池發展歷程

2。分析TOPCon和HJT各自特點，優劣勢以及未來電池的發展的可能性

3。跟蹤目前N型電池的產業動態，以及對短期和中長期的電池路線進行預判

光伏電池前世今生----P型時代終結，N型時代開啟

光伏電池行業屬於光伏產業鏈的中游，由矽片透過清洗、制絨等步驟加工製成。光伏電池板在光照下產生電壓和電流，進而實現光伏發電，本質上類似於低端的半導體制造。

根據原材料和電池製備技術的不同，光伏電池可分為P型電池和N型電池。

P型矽片是在矽料中摻雜硼元素製成；N型矽片是在矽材料中摻雜磷元素製成。P型電池製備技術有傳統的AL-BSF（鋁背場）和PERC技術。N型電池製備技術較多，包括PERT/PERL、TOPCon、IBC和HJT（異質結）等。

我國光伏電池的發展伊始要追溯到20世紀50年代，1958年我國研製出了首塊矽單晶，1998年開始算真正意義上關注太陽能發電，當年擬建了一套3MW多晶矽電池及應用系統示範專案。2001年無錫尚德建立10MW太陽能電池生產線獲得成功，

算是我國在太陽能電池領域正式拉開帷幕。隨後經過6年的發展，2007年我國成為了生產太陽能電池最多的國家。

2015

年是光伏電池技術變革的元年。

2015年前BSF電池是主流，佔總市場的90%。2015年PERC完成商業化驗證，電池量產效率首次超過BSF瓶頸20%，正式進入擴產階段。隨後的兩年，隨著PERC技術進步、效率的提升，以及非矽成本下降，PERC電池的經濟效益得到了體現。

2018年PERC電池市場份額達到了33%，隨後產能爆發式增長，到2020年市場份額已提升到了87%，基本已完勝BSF電池，但PERC電池的效率極限在24.5%，目前PERC電池的轉換效率已經接近極限了，故為了降本增效，電池企業必須再次謀求技術突破。

2021年是電池技術變革的拐點之年，光伏行業唯一的主旋律就是降本增效，N型電池由於轉換效率高，開始逐步登上舞臺，被人們所接納。根據ISFH的資料，PERC、HJT、TOPCon電池的理論極限效率分別為24。5%、27。5%、28。7%。

整體而言，2017年前

鋁背場BSF電池佔主流，2017年至今PERC電池已接近完全替代了鋁背場電池。但由於目前PERC電池已逼近理論極限效率24。5%，提升空間有限。2021年後N型電池開始快速發展，其中以TOPCon和HJT兩條路線為主導，兩者現階段處於大規模商業化的前期階段。未來潛在技術路線還包括HBC和鈣鈦礦疊層電池，這兩者相當於與HJT結合後的升級，故轉換效率能實現再次飛躍。

HJT“PK”TOPCon，優缺點有何不同？

儘管N型電池有多種，但目前得到商業化普及的只有TOPCon和HJT兩種。

下面就重點說下TOPcon和HJT電池各自有什麼特點：

1

、HJT相比TOPCon工藝更簡潔

PERC電池由於金屬電極與矽襯底直接接觸，會產生大量的少子複合中心，對效率產生負面影響。

TOPCon電池就是透過在金屬電極接觸區域，製備一層超薄隧穿氧化層和高摻雜的多晶矽薄膜，形成鈍化接觸結構，進而提升發電效率。

圖：TOPCon和HJT電池

資料來源：公開資料整理

TOPCon

的缺點是工序太過繁雜。PERC的工序基本在9個；TOPCon在PERC的基礎上多了3個環節左右，共約12道工序，主要是增加在制結這一環節。

工藝繁雜是TOPCon的痛點，且目前技術路線並不統一，多條技術路線並行。

主要有三種，第一種是LPCVD 製備多晶矽膜結合傳統的全擴散工藝；第二種是LPCVD 製備多晶矽膜結合擴硼及離子注入磷工藝；第三種是PECVD 製備多晶矽膜並原位摻雜工藝。目前雖以PECVD為主，但是成膜速度慢等問題仍然是痛點。

工藝繁雜會帶來良率的劣勢，再加之增加的工序技術路線並不統一且難度較大。導致TOPCon整體良率在93-95%；而PERC電池良率在97-98%之間。

HJT

電池又稱異質結電池，襯底型別是N型矽片。

1990年日本三洋公司研發成功並申請專利，2015年三洋專利保護期到期，HJT技術開始全面推廣。

HJT相比於PERC和TOPCon工藝步驟少，僅有四步，分別為：制絨清洗、非晶矽薄膜沉積、TCO薄膜沉積、電極金屬化。理論而言，工藝步驟少，可以提高產品良率以及節約部分生產成本，所以在這方面HJT是優於TOPCon的。

圖：TOPcon&HJT工藝路線

資料來源：公開資料

2

、HJT相比TOPCon短期成本較高，中長期降本空間大

HJT相比TOPCon而言短期成本更高，因為裝置不可在PERC上改造，要上新的。而TOPCon最大的吸引力在於其能最大限度的保留和利用傳統P型電池裝置製程，可以在傳統PERC裝置上升級改造，且單GW改造成本在0。6-0。8億元左右。所以傳統企業如隆基、晶科、天合在TOPCon佈局上相對更積極。TOPCon主要新增裝置為非晶矽沉積的 LPCVD/PECVD裝置以及鍍膜裝置。

目前PERC單GW裝置投資在1.2-1.5億元；TOPCon約2-2.5億元；HJT投資額在4-4.5億元左右。

HJT成本為什麼這麼高？

第一是因為裝置成本高。

尤其是PEVCD、PVD裝置主要依賴進口；

第二是因為銀漿成本高。

HJT用低溫銀漿，而PERC和TOPCon用的都是高溫銀漿。由於低溫銀漿生產工藝難度高，同時需要冷鏈運輸，價格通常較常規銀漿高10-20%。

所以目前看HJT最大的缺點就是成本比TOPCon要高些。

但是未來隨著工藝進一步成熟，下游需求放量，國產化程序加速，低溫銀漿會逐漸國產化，成本有望持續下降，2019年低溫銀漿成本在0.17元/W，2025年有望降至0.06元/W。

3

、HJT增效空間更廣闊

理論而言，HJT的轉化效率極限在27。5%-29%。主要是因為其能與鈣鈦礦電池形成疊層電池進而達到29%的效率；而TOPCon技術很難與鈣鈦礦電池形成疊層，所以短期看TOPCon因為可以沿用目前的生產線，改造成本較低，使其具備一定優勢，但中期看TOPCon的降本和增效路徑都不如HJT清晰。所以目前N型電池市場主流更傾向於HJT的路線。

TOPCon和HJT擴產均加速，未來會是誰的時代？

目前行業主流觀點認為“TOPCon贏在當下，而HJT贏在未來”。

縱觀今年情況看，今年以TOPCon和HJT為代表的N型技術路線均陸續得到突破，產業化程序持續提速。

根據PV Infolink資料，預計2021/2022年電池片產能454/549GW，其中N型電池片產能分別為25/45GW。

TOPCon由於可以與PERC產線有更好的相容性，所以業內老玩家更願意佈局TOPCon技術，國內主要佈局TOPCon的企業有隆基、中來、晶科、天合光能、東方日升等。

目前TOPCon公佈的最高實驗室轉換效率為2021年10月13日晶科能源公佈的25.4%

；從佈局的進度看，中來股份是最早對TOPCon電池佈局的企業之一，目前其TOPCon 電池量產批次平均轉換效率為24。2%，部分產品達到24。5%，處於業內領先地位。電池產能建設，

根據PVInfoLink的統計，TOPCon的產能將在未來加速提升，

2022年全行業TOPCon產能有望超40GW，

預計到2023年底，將達到接近80GW的水平。

但由於其技術路線有多種，雖然目前最成熟的是LPCVD路線，但整體而言技術路線的問題是制約TOPCon量產的重要風險點。

圖：TOPCon擴產情況（不完全統計）

資料來源：公開資料整理

HJT

是獨立於PERC和TOPCon的技術路線，也是業內目前關注度最高的電池技術路線。

HJT相較於TOPCon而言新玩家佈局更為積極，因為新玩家沒有舊有PERC裝置的包袱，所以更傾向佈局HJT。

轉換效率方面，隆基10月28日公佈，經德國哈梅林太陽能研究所（ISFH）測試，其異質結電池轉換效率高達 26.3%，是目前實驗室最高轉換效率。

量產轉化效率目前最高達到了25。31%。今年下半年開始HJT產線招標加速，擴產節奏明顯加快，很多電池廠與裝置廠商簽訂裝置採購協議，落地速度有望加快。截止到目前，全球HJT的規劃產能已超過100GW。

圖：HJT產能佈局情況（不完全統計）

資料來源：公司公告、公開資料整理

IBC電池也作為N型電池的一種，相比於HJT和TOPCon而言目前佈局的企業不算多，IBC電池由於是叉指式背接觸的優良結構，所以是當前各電池技術中效率最高的，平均效率能達到25%以上，但是由於其缺點是工藝更復雜，難度更大，成本更高，所以短期量產會有一定的困難，

但是為什麼很多企業都在佈局研發呢？主要是因為長期看其在疊加工藝上具備潛力，如其可以與HJT進行結合，製備成HBC電池，能夠繼續提升效率至26%以上，所以相比於TOPCon和HJT，IBC的佈局更多的是佈局未來。

國內現在佈局IBC的企業主要是愛旭，SUNPOWER等，今年6月愛旭推出最新N型ABC電池新品，其佈局兩處產能，一處是2022年規劃建設在珠海的6。5GWN型電池生產基地，第二處是浙江的2GW基地。

華爾街見聞·見智研究認為

，短期看TOPCon可能更佔優，因為很多電池企業都是PERC的生產線，技術改造升級成本相較於新建而言更低。但是由於TOPCon技術路線的不確定，也給量產帶來了一定的困難，所以短期雖然價效比佔優，但是中長期不如HJT。

而HJT是業內目前相對更認可的技術路線，其最大的痛點便是成本問題，一是上新裝置的成本；二是銀漿的成本。

但是伴隨著低溫銀漿以及裝置的國產化，成本會大幅下降；

同時HJT的優點在於其可以和IBC電池結合形成HBC電池；也可以和化合物電池如鈣鈦礦等結合形成疊層電池，進而可以把效率提升至27%-29%，這些特點都是業內更看好HJT的原因。

但對於2022年，

華爾街見聞·見智研究認為

光伏電池片技術迭代會加速，TOPCon和HJT仍將並行發展，招標量均有望較今年大幅放量，短期不存在誰絕對佔優的問題，但由於短期而言HJT成本仍較高，故難以呈現出對TOPCon壓倒性的優勢，所以就明年而言HJT的量產速度大機率不如TOPCon。

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