TOPcon進(jìn)入紅利釋放期 關(guān)注XBC、HJT多種路線

1、TOPcon進(jìn)入紅利釋放期

隧穿氧化層鈍化接觸太陽能電池(Tunnel Oxide Passivated Contact solar cell,TOPCon)是2013年德國(guó)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。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。根據(jù)ISFH測(cè)算，雙面多晶硅鈍化TOPCon電池的理論最高效率達(dá)28.7%，且最接近晶體硅太陽能電池理論極限效率29.43%，提效潛力大。

各廠商不斷突破TOPCon電池效率記錄。目前在Topcon提效上，頭部企業(yè)如隆基、晶科、天合光能等走在行業(yè)前列。2021年6月初，隆基宣布Topcon的實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)化效率達(dá)到了25.21%;2022年3月天合光能宣布，其自主研發(fā)的210mm×210mm高效i-TOPCon電池，最高電池效率達(dá)到25.5%;2022年4月，晶科能源宣布，其自主研發(fā)的182N型高效單晶硅電池全面積電池轉(zhuǎn)化效率達(dá)到25.7%，再次創(chuàng)造了新的大面積N型單晶鈍化接觸(TOPCon)電池轉(zhuǎn)化效率世界紀(jì)錄。

產(chǎn)線兼容性好，具有成本控制優(yōu)勢(shì)。N型TOPCon與P型PERC相比，工藝路線差異主要體現(xiàn)在多晶硅生長(zhǎng)和氧化層的制備上，僅增加了硼擴(kuò)和薄膜沉積設(shè)備，而在上游硅料、硅片等重資產(chǎn)環(huán)節(jié)并不涉及設(shè)備的更替，最大程度保留和利用現(xiàn)有P型PERC電池設(shè)備制程，兼容度高達(dá)70%。根據(jù)CPIA數(shù)據(jù)，2021年P(guān)ERC產(chǎn)線設(shè)備投資成本降至19.4萬元/MW，TOPCon電池線設(shè)備投資成本約22萬元/MW，略高于PERC電池。從成本角度來看，硅片和漿料成本占TOPCon成本比較高，在80%以上。未來降低銀漿用料和提高良率是降低成本的有效途徑。

TOPCon電池項(xiàng)目相繼啟動(dòng)，已獲得集中式電站項(xiàng)目訂單。6月，晶科能源“尖山二期11GW高效電池及15GW組件智能生產(chǎn)線項(xiàng)目”開工，電池量產(chǎn)平均效率目標(biāo)為25%以上，在目前16GW N型TOPCon電池及組件產(chǎn)能的基礎(chǔ)上繼續(xù)擴(kuò)充產(chǎn)能。天合光能在江蘇宿遷布局8GW的TOPCon電池項(xiàng)目也已于4月正式啟動(dòng)，預(yù)計(jì)2022下半年投產(chǎn)，預(yù)計(jì)全年出貨2-3GW，良率上97%，年底達(dá)到24.7%轉(zhuǎn)換效率。

根據(jù)亞化資訊統(tǒng)計(jì)，2022年以來，國(guó)內(nèi)新增建設(shè)和規(guī)劃中的 TOPCon電池產(chǎn)能高達(dá) 224GW，為技術(shù)和設(shè)備供應(yīng)商帶來巨大的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。

2、龍頭企業(yè)布局IBC，在分布式市場(chǎng)有突出優(yōu)勢(shì)

IBC(interdigitated back contact，全背電極接觸晶硅光伏電池)的正負(fù)極電池以叉指狀的方式排列在電池背光面，p-n結(jié)也位于電池背面，屬于背接觸太陽電池。正面沒有金屬電極遮擋使IBC電池具有更高的短路電流Jsc，同時(shí)背面可以容許較寬的金屬柵線來降低串聯(lián)電阻Rs從而提高填充因子FF;加上電池前表面場(chǎng)以及良好鈍化作用帶來的開路電壓增益，IBC電池在降低光學(xué)損失、提升效率、改善電池性能，外觀美觀等多個(gè)方面具備優(yōu)勢(shì)。

理論轉(zhuǎn)換效率高，溫度系數(shù)低。研究人員預(yù)計(jì)IBC太陽能電池的效率記錄將達(dá)到29.1%。另外，IBC太陽能電池技術(shù)將傳統(tǒng)選項(xiàng)的溫度系數(shù)從-0.387%/oC提高到-0.446%/oC，降至-0.29%/oC。因此，在炎熱氣候IBC太陽能電池板可以提供更好的性能。

兼容性好，有利于下一代技術(shù)的延伸。TBC電池是將TOPcon與IBC相結(jié)合，這種電池結(jié)構(gòu)結(jié)合了IBC電流高的短路電流與TOPCon優(yōu)異的鈍化接觸特性，因此能獲得更高的電池效率。HBC是電池利用HJT電池結(jié)構(gòu)和IBC結(jié)合，形成的太陽能電池結(jié)構(gòu)，這種電池結(jié)構(gòu)結(jié)合了IBC電池高的短路電流與HJT電池高的開路電壓的優(yōu)勢(shì)，因此能獲得更高的電池效率。

P型IBC已有較好成本解決方案。IBC電池技術(shù)的缺點(diǎn)是制造工藝更昂貴、更復(fù)雜。但在根據(jù)江蘇日托光伏于2021年3月申請(qǐng)的專利《一種P型IBC電池的制備方法》，采用P型硅片作為襯底，正背面均無需硼摻雜，且不需要掩膜和光刻，工藝步驟簡(jiǎn)單，將傳統(tǒng)IBC復(fù)雜的過程簡(jiǎn)化為12步，生產(chǎn)成本明顯降低。考慮到P型IBC產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)景主要是海外分布式，終端對(duì)于高性能產(chǎn)品溢價(jià)接受度較高，假設(shè)其溢價(jià)可以達(dá)到0.2元/W，約合3美分/W，當(dāng)P型IBC電池良率達(dá)到95%時(shí)，P型IBC產(chǎn)品一體化盈利即可達(dá)到約0.25元/W，當(dāng)良率達(dá)到98%的時(shí)候，一體化盈利可以進(jìn)一步提升到0.28元/W。

隆基率先布局HPBC電池，有望在高端分布式市場(chǎng)獲得超額收益。隆基HPBC電池在P型技術(shù)路線上采用IBC技術(shù)，襯底硅片依然為P型硅片。2022年11月4日，隆基綠能正式向外界發(fā)布組件新品Hi-MO6，同時(shí)公司亦公布了該組件所搭載的HPBC電池細(xì)節(jié)。HPBC全稱混合鈍化背接觸電池，目前量產(chǎn)效率突破25%，疊加氫鈍化技術(shù)的PRO版本效率達(dá)到25.3%，公司推出組件新品Hi-MO6，在發(fā)電模擬中較PERC產(chǎn)品平均增益達(dá)到10%。預(yù)計(jì)2023年HPBC電池產(chǎn)能滿產(chǎn)后,預(yù)計(jì)會(huì)有20-25GW的產(chǎn)品出貨。

3、 HJT有望成為下一代技術(shù)，有望在2023年放量

HJT(本征薄膜異質(zhì)結(jié)電池)是一種特殊的PN結(jié)，由非晶硅和晶體硅材料形成，是在晶體硅上沉積非晶硅薄膜，屬于N型電池中的一種，最早由日本三洋公司于1990年成功開發(fā)，具有效率高、溫度系數(shù)低、雙面性高以及工藝步驟少的優(yōu)勢(shì)。

高效率：HJT單面組件的理論轉(zhuǎn)換效率為26.07%，雙面組件的轉(zhuǎn)換效率超過30%，是業(yè)內(nèi)最高效的太陽能技術(shù)之一。近兩年，PERC電池的光電轉(zhuǎn)換效率已達(dá)瓶頸，業(yè)界公認(rèn)最高效率一般在22-23%左右，TOPcon電池光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到25%以上，HJT電池轉(zhuǎn)換效率突破26%(隆基);

良好的溫度系數(shù)：PERC電池的溫升系數(shù)是-0.38%/℃，HJT的溫升系數(shù)是-0.25%/℃，HJT電池具備更低的溫度系數(shù)，產(chǎn)生更高的開路電壓，也就保證了更高的輸出功率?；旧螲JT電池每年比PERC電池每瓦高出3%的發(fā)電量，這也使它非常適合在高溫區(qū)域應(yīng)用。

高雙面性：HJT電池的雙面率能達(dá)到90%以上(最高能達(dá)到98%)，使得其在設(shè)計(jì)為雙面組件時(shí)具有出色的性能。

工藝步驟少：HJT電池在制造過程中僅涉及5-7個(gè)步驟，設(shè)備的價(jià)格不斷降低。

研發(fā)中試加速推進(jìn)，效率記錄不斷突破。隆基綠能官方信息顯示，近日經(jīng)德國(guó)哈梅林太陽能研究所(ISFH)測(cè)試，隆基自主研發(fā)的硅異質(zhì)結(jié)電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)26.81%，創(chuàng)造了大尺寸單結(jié)晶硅光伏電池效率新的世界紀(jì)錄。華晟新能源介紹，其2021年投產(chǎn)的HJT1.0產(chǎn)線組件CTM達(dá)到98.5%;基于微晶技術(shù)的HJT2.0產(chǎn)線，M6單面微晶工藝研發(fā)產(chǎn)線，最佳批次平均效率25.45%，冠軍片效率達(dá)到25.61%;G12量產(chǎn)線平均效率24.5%，最佳批次平均效率24.73%。金剛玻璃也表示，公司異質(zhì)結(jié)電池微晶線HJT電池平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)到24.95%，電池最高轉(zhuǎn)換效率已達(dá)25.2%，目前已交付部分客戶異質(zhì)結(jié)電池銷售訂單。

降本路線清晰，已見成效。從非硅成本來看，在銀柵線技術(shù)下，目前量產(chǎn)HJT的單瓦成本較PERC高0.2元/瓦以上，未來差距可縮小到0.1元/瓦以內(nèi)，導(dǎo)致HJT單瓦成本高的主要部分在于銀漿耗量、ITO的使用、機(jī)臺(tái)折舊等。華晟新能源對(duì)比2022年1月和2022年4月HJT電池各項(xiàng)成本發(fā)現(xiàn)，銀漿每瓦單耗下降28%，網(wǎng)版壽命提升帶來成本下降72%，清洗工藝優(yōu)化以及低成本化學(xué)品導(dǎo)入帶來化學(xué)品用量節(jié)省了31%，提高靶材利用率帶來靶材耗量降低15%，年底非硅成本可以控制在0.14元/W左右，對(duì)比2022年1月份錄得的0.38元/W，下降幅度極為顯著。

量產(chǎn)招標(biāo)進(jìn)度超預(yù)期，多家廠商開始布局。金剛玻璃6月公告披露，公司決定投資建設(shè)4.8GW高效異質(zhì)結(jié)電池片及組件項(xiàng)目，總投資額41.91億元，建設(shè)周期為18個(gè)月。根據(jù)華晟新能源公眾號(hào)5月披露，華晟擬在宣城開展建設(shè)三期4.8GW雙面微晶異質(zhì)結(jié)智能工廠項(xiàng)目，第一階段2.4GW的工廠土建招標(biāo)已正式掛網(wǎng)，將在2023年Q1-Q3分兩期投產(chǎn)。另外，設(shè)備方面，捷佳偉創(chuàng)稱2021年公司實(shí)現(xiàn)了HJT設(shè)備進(jìn)入歐洲市場(chǎng)的突破;邁為股份稱公司HJT設(shè)備已成功導(dǎo)入微晶技術(shù)，同時(shí)與產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)廠家共同積極推進(jìn)降本。

本文編選自微信公眾號(hào)“集邦新能源網(wǎng)”;智通財(cái)經(jīng)編輯：陳雯芳