（報告出品方/作者：民生證券，鄧永康、郭彥辰）

P型電池：PERC占據主流，接近轉化效率極限

晶矽電池技術是以矽片為襯底，根據矽片的差異區分為P型電池和N型電池。兩種電池發電原理無本質差異，都是依據PN結進行光生載 流子分離。在P型半導體材料上擴散磷元素，形成n /p型結構的太陽電池即為P型電池片；在N型半導體材料上注入硼元素，形成p /n 型結構的太陽電池即為N型電池片。

P型電池制作工藝相對簡單，成本較低，主要是BSF電池和PERC電池。2015年之前，BSF電池占據90%市場；2016年之後，PERC電池 接棒起跑，到2020年，PERC電池在全球市場中的占比已經超過85%。

PERC（PassivatedEmitterRearCell）——發射極及背面鈍化電池技術，與常規電池不同之處在于背面，PERC電池采用了鈍化膜來鈍 化背面，取代了傳統的全鋁背場，增強光線在矽基的内背反射，降低了背面的複合速率，從而使電池的效率提升0.5%-1%。 2020年，規模化生産的單/多晶電池平均轉換效率分别達到22.7%和19.4%。P型單晶電池均已采用PERC技術，平均轉換效率同比提升 0.5個百分點。

由于P型單晶矽PERC電池理論轉換效率極限為24.5%，導緻P型PERC單晶電池效率很難再有大幅度的提升；并且未能徹底解決以P型矽 片為基底的電池所産生的光衰現象，這些因素使得P型矽電池很難有進一步的發展。 與傳統的P型單晶電池和P型多晶電池相比，N型電池具有轉換效率高、雙面率高、溫度系數低、無光衰、弱光效應好、載流子壽命更長 等優點。

N型電池：優勢明顯，有望接棒

N型矽片的少數載流子壽命比P型矽片高至少一個數量級，将會極大提升電池的開路電壓和短路電流，帶來更高電池轉化效率; N型矽片摻入的主要是磷元素，在材料中不會形成硼氧原子對(即P型電池光緻衰減的主要原因)，因而N型矽電池和組件的初始光誘導衰 減幾乎為零; N型電池溫度系數低，發電量增大。傳統P型電池溫度每升高一度，輸出功率就降低0.4%～0.5%，而N型電池的溫度系數隻有前者的一 半左右; N型電池弱光條件下光譜響應好，雙面電池實現“雙核發電”，在合适的裝機環境下發電量能提高20%～30%。

工藝技術

TOPCon（TunnelOxidePassivatedContact）——氧化層鈍化接觸。正面與常規N型太陽能電池或N-PERT太陽能電池沒有本質區 别，電池核心技術是背面鈍化接觸。電池背面由一層超薄氧化矽（1~2nm）與一層磷摻雜的微晶非晶混合Si薄膜組成，二者共同形成鈍 化接觸結構。鈍化性能通過退火過程進行激活，Si薄膜在該退火過程中結晶性發生變化，由微晶非晶混合相轉變為多晶。在850°C的退 火溫度下退火，iVoc>710mV,J0在9-13fA/cm2，顯示了鈍化接觸結構優異的鈍化性能。

該結構可以阻擋少子空穴複合，提升電池開路電壓及短路電流。超薄氧化層可以使多子電子隧穿進入多晶矽層同時阻擋少子空穴複合， 超薄氧化矽和重摻雜矽薄膜良好的鈍化效果使得矽片表面能帶産生彎曲，從而形成場鈍化效果，電子隧穿的幾率大幅增加，接觸電阻下 降，提升了電池的開路電壓和短路電流，從而提升電池轉化效率。

優勢

優勢一：理論轉換效率上限高，性能優異。TOPCon是N型電池工藝基礎上研發出的隧穿氧化層鈍化接觸 。（TunnelOxidePassivatedContact）技術，該技術可大幅度的提升N型電池的VOC和轉換效率。根據理論計算，鈍化接觸太陽能電池 的潛在效率(28.7%)最接近晶體矽太陽能電池理論極限效率(29.43%)，且遠高于PERC的24.5%。目前TOPCon主流電池量産效率約23.7- 23.8%，部分電池廠商宣布已實現24.0% ；包括中來在内的許多公司已經将實驗室效率做到了25%以上，未來前景廣闊。

優勢二：有望延長PERC産線生命周期，邊際投資成本低。TOPCon與PERC均為高溫工藝，且最大程度保留和利用現有傳統P型電池設 備制程，主要新增多晶矽/非晶矽沉積的LPCVD/PECVD/PVD設備、硼擴散等設備。兩者電池技術和産線設備兼容性較高，TOPCon可 以從PERC産線升級，不需要新建産線。若考慮從PERC産線升級，隻需增加0.5-1億元/GW的投資額，邊際投資成本優于其他N型技術 路線。在面臨大規模PERC産線設備資産折舊計提壓力下，改造為TOPCon有利于降低沉沒風險。 老舊PERC産能改擴建TOPCon，可采用管式LPCVDn-poly-Si或者PECVDn-poly-Si技術路線。 未來預計随着非矽成本的下降及良率、效率等進一步提升，TOPCon将快速縮小與PERC之間的成本差距，成為新一代的主流産品。

産業化進度——良率&經濟性

良率仍有待提高。TOPCon整體良率在93-95%；而PERC電池良率在97-98%之間。

良率較低的原因：1）加工工藝步驟較多、且目前技術路線并不統一，多條技術路線并行。2）高溫工藝導緻翹曲、碎片等問題較為突 出，LP隧穿氧化的均勻性導緻暗片、髒污的情況出現也降低了良率表現。3）隧穿氧化工藝過程中出現卡槽印等。以上問題有望随着産 業化加速逐步改善。（報告來源：未來智庫）

成本結構：TOPCon電池的單瓦成本構成主要是矽片、銀漿和折舊，分别占成本比例為62.5%、15.8%、3.7%。

銀漿：據PVInfolink統計，截至2021年底，TOPCon電池非矽成本已經有能力低于RMB0.3/W，對比PERC電池片目前平均RMB0.21- 0.23/W仍有差距，主要是銀漿單耗較高，TOPCon正反面均使用銀漿，M6TOPCon電池使用銀漿約130mg較PERCM6電池高出約 60mg；但是現在背面可用銀鋁漿來降低成本。

折舊：目前PERC單GW設備投資在1.2-1.5億元；TOPCon約2-2.5億元。主要新增設備為非晶矽沉積的LPCVD/PECVD設備以及鍍膜設 備。未來随着設備效率提升、設備價格下降、以及生産規模提高，折舊成本有望進一步下滑。

産業化進度——産能規劃

各廠商加速TOPCon産能規劃，産業化進程推進。國内企業近兩年來PERC新建産線基本預留TOPCon改造空間，以備後續升級。諸多 一線大廠PERC産能已經逐漸停止，目前擴産計劃也紛紛轉向N型技術産線建設。進入二季度，包括晶科在内的多家廠商TOPCon産能開 始釋放，有望享受技術溢價。

主要企業：隆基、中來、晶科、天合光能、東方日升等。多為垂直一體化企業，因PERC電池現存産能較大，2019年來新增PERC産能基 本預留TOPCon接口以備後續升級。

轉換效率：中來股份是最早布局TOPCon的企業之一，目前其TOPCon電池量産批次平均轉換效率為24.2%，部分産品達到24.5%。目 前TOPCon公布的最高實驗室轉換效率為2021年中來公布的25.4%。而晶科能源是TOPCon最早将實現GW級出貨的企業，預計二季度 晶科能源單季度TOPCon出貨量有望超1GW。

産能規劃：參考PVInfoLink和集邦新能源統計，截至2022年底，全行業TOPCon産能有望超40GW，預計到2023年底将達約80GW。

工藝技術

HJT（HeterojunctionwithIntrinsicThin-film）——本征薄膜異質結電池。具備對稱雙面電池結構，中間為N型晶體矽。正面依次 沉積本征非晶矽薄膜和P型非晶矽薄膜，從而形成P-N結。背面則依次沉積本征非晶矽薄膜和N型非晶矽薄膜，以形成背表面場。鑒于非 晶矽的導電性比較差，因此在電池兩側沉積透明導電薄膜（TCO）進行導電，最後采用絲網印刷技術形成雙面電極。

優勢

優勢一：工藝流程短。HJT電池工藝主要包括4個環節：制絨、非晶矽沉積、TCO沉積、絲網印刷；遠少于PERC（10個）和TOPCON （12-13個）。其中，非晶矽沉積主要使用PECVD方法。TCO薄膜沉積目前有兩種方法：RPD(反應等離子體沉積)和PVD（物理化學氣 象沉積）。住友重工擁有RPD的專利，而PVD技術發展成熟，提供設備的廠家較多。

優勢二：轉換效率高。主要得益于N型矽襯底以及非晶矽對基底表面缺陷的雙重鈍化作用。目前量産效率普遍已在24%以上；25%以上 的技術路線已經非常明确，即在前後表面使用摻雜納米晶矽、摻雜微晶矽、摻雜微晶氧化矽、摻雜微晶碳化矽取代現有的摻雜；HJT未 來疊加IBC和鈣钛礦轉換效率或可提升至30%以上。

優勢三：無LID與PID，低衰減。由于HJT電池襯底通常為N型單晶矽，而N型單晶矽為磷摻雜，不存在P型晶矽中的硼氧複合、硼鐵複 合等，所以HJT電池對于LID效應是免疫的。HJT電池的表面沉積有TCO薄膜，無絕緣層，因此無表面層帶電的機會，從結構上避免PID 發生。HJT電池首年衰減1-2%,此後每年衰減0.25%，遠低于PERC電池摻镓片的衰減情況(首年衰減2%,此後每年衰減0.45%)，也因此 HJT電池全生命周期每W發電量高出雙面PERC電池約1.9%-2.9%。

産業化進度——經濟性

當前高成本是限制HJT技術大規模産業化的重要因素。 1、HJT與PERC工藝路線完全不同，無法延伸，隻能新投産線，且HJT與主流的PERC生産設備不兼容，因此PECVD等制膜和真空設備的投 入會給企業帶來較高的轉換成本。 2、HJT電池成本結構：矽片成本、非矽材料(銀漿、靶材、氣體及化學品等)、設備折舊、其他制造費用（包括人工、動力成本）等。 HJT電池成本較高主要體現在漿料、靶材以及設備環節。1）由于HJT所需低溫銀漿的導電性能相對更弱，且焊接拉力偏低，因此耗用量較 大，同時低溫銀漿的國産化率較低，使得其價格目前大幅高于高溫銀漿。2）HJT需要額外沉積透明導電層，所用的ITO（PVD路線）或 IWO（RPD路線）等靶材價格較高。3）HJT設備投資較高。目前HJT設備投資額為4~4.5億元/GW，為PERC（約1.5~2億元/GW）的2倍 以上。

降本路徑——設備降本

2019年以前HJT設備主要由梅耶博格、YAC、AMAT、日本住友等外資品牌提供，設備成本約10-20億/GW；2019年邁為、鈞石、捷 佳偉創等推進進口替代，設備成本降至5-10億/GW；2020年歐洲老牌龍頭梅耶博格退出競争；20年HJT設備成本降至5億/GW。 目前國内設備商邁為、捷佳、鈞石已具備了HJT整線設備供應能力；随着HJT設備國産化推進，當前投資成本已經降到4.5億元/GW左 右，但是相較PERC的1.5-2億元/GW和TOPCon的2-2.5億元/GW仍高出較多，高設備投資成本不僅影響前期投入積極性，也意味着後 期非矽成本中折舊更高，另外，目前HJT生産商規模化生産均不足，導緻HJT的折舊成本高出PERC至少0.03元/W。

工藝技術

IBC（InterdigitatedBackContact）——交叉指式背接觸電池技術。将P/N結、基底與發射區的接觸電極以交指形狀做在電池背面。 核心技術：如何在電池背面制備出質量較好、成叉指狀間隔排列的p區和n區。通過在電池背面印刷一層含硼的叉指狀擴散掩膜層，掩膜 層上的硼經擴散後進入N型襯底形成p 區，而未印刷掩膜層的區域，經磷擴散後形成n 區。前表面制備金字塔狀絨面來增強光的吸收， 同時在前表面形成前表面場（FSF）。使用離子注入技術可獲得均勻性好、結深精确可控的p區和n區，但成本較高尚未産業化。IBC電池 制程工藝複雜，多次使用掩膜、光刻等半導體技術，成本幾乎為常規電池的兩倍。

優劣勢

優勢：1）電池正面無栅線遮擋，可消除金屬電極的遮光電流損失，實現入射光子的最大利用化，較常規太陽電池短路電流可提高7%左 右；2）由于背接觸結構，不必考慮栅線遮擋問題，可适當加寬栅線比例，從而降低串聯電阻且有高的填充因子；3）可對表面鈍化及表 面陷光結構進行最優化的設計，可得到較低的前表面複合速率和表面反射，從而提高Voc和Jsc；4）外形美觀，尤其适用于光伏建築一 體化，具有較好的商業化前景；

劣勢：1）工藝流程複雜，需要在電池背面制備出呈叉指狀間隔排列的P區和N區，以及在其上面分别形成金屬化接觸和栅線，重點工藝 包括擴散摻雜、鈍化鍍膜、金屬化栅線三個方面，需要多次的掩膜和光刻技術，為了防止漏電，p區和n區之間的gap區域也需非常精 準，對電池廠商的工藝研發能力要求較高。2）對基體材料要求較高，需要較高的少子壽命：因為IBC電池屬于背結電池，為使光生載流 子在到達背面p-n結前盡可能少的或完全不被複合掉，就需要較高的少子擴散長度。3）IBC複雜的工藝步驟使其制作成本遠高于傳統晶 體矽電池；由于主流PERC電池轉換效率已到23%，TOPCon電池和HJT電池也能到24.5%，IBC電池獲取的效率溢價，難以覆蓋增加的 成本，競争力不明顯。

産業化進度

unPowery引領：1975年，Schwartz和Lammert首提背接觸式光伏電池概念；1984年，斯坦福教授Swanson研發了IBC類似的點接 觸（PointContactCell，PCC）太陽電池，在聚光系統下轉換效率19.7％；1985年Swanson教授創立SunPower；2004年， SunPower菲律賓工廠（25MW産能）規模量産第一代IBC電池，轉換效率最高21.5%，組件價格5-6美金/瓦。

SunPower最新一代IBC電池：吸收了TOPCon電池鈍化接觸的技術優點，保留了銅電極工藝；從電池結構來看，量産工藝已經簡化， 轉換效率達到25%以上。

光伏電池，後浪奔襲

技術叠代一直以來是推動光伏行業發展的關鍵。過去數年是PERC電池應用快速擴張階段，進入2022年，光伏電池片的技術叠代正式 迎來了新的時代，TOPCon、HJT、IBC等轉換效率更高的電池技術将從實驗室邁向産業鍊，在形成投産-規模化效應降本-持續擴産的 良性循環過程中，享受技術紅利的企業有望迎來市占率提升 享受技術溢價的雙重優勢。

重點公司分析

隆基股份：一體化戰略持續推進，研發與擴産齊頭并進

加速産能擴張，穩固行業龍頭地位。2021Q1-Q3公司組件出貨27GW左右，其中外銷25-26GW。單三季度組件出貨10GW左右，環比基本持平，其中外銷規模 9.0GW左右。公司自2020年首次成為組件出貨龍頭後，目前龍頭位置穩固，随着組件行業集中度持續提升，預計2022年公司組件産能将超80GW，出貨将超 60GW，持續強化龍頭地位；與此同時，公司矽片和電池片産能仍在擴張，一體化戰略持續推進。（報告來源：未來智庫）

高瞻遠矚，布局下一代技術。2022年1月，泰州隆基樂葉年産4GW單晶電池項目環評信息披露，隆基計劃對原年産2GW單晶電池項目的生産線進行改造，改建成8條 HPBC高效單晶電池産線，預計形成年産4GW的電池片産線，此技術在P型矽片的基礎上結合TOPCon及IBC技術，在電池背面構建指叉狀PN結，并運用TOPCon隧穿 鈍化原理，而IBC具有正面無栅線，轉換效率高的特點，公司有望通過此技術形成産品差異化，建立新的護城河。此外，隆基在HJT和TOPCon技術中均有布局，并且 多次刷新轉化效率世界紀錄，彰顯龍頭實力。

晶科能源：一體化組件領先企業，N型引領行業技術變革

累計出貨量穩居第一，一體化産能持續擴張。截至2021年9月30日，公司累計出貨量達80GW，為全球第一。公司2021年的江西上饒、雲南楚雄、安徽合肥等電 池片項目投産，産能均衡提升，一體化效率提高。截至2021年底公司擁有矽片産能32.5GW，電池片24GW（其中N型矽片0.9GW），組件産能45GW，預計出貨 量達到23.55GW，位列全球前列。

N型TOPCon電池片加速投産，具備先發優勢。公司是國内最早對N型組件進行量産發布的一線組件制造商。2018年公司投資建立了N型電池的中試線，2019年投 資GW級别N型電池試驗産線，2021年公司的實驗室N型單晶電池效率達到25.4%，且目前已實現穩定量産效率24.5%，良率達99%。公司在合肥的16GW的N型 TOPCon電池項目一期8GW已經于今年一月順利下線，預計2022年内公司TOPCon産能達到16GW，出貨超10GW。相較于Perc，N型TOPCon在效率方面提升約 5%-6%，發電性能方面提升約3%-4%，新技術的先發優勢能夠讓産品更具競争力的同時讓公司享受到新技術的溢價。

（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息，請參閱報告原文。）

精選報告來源：【未來智庫】。未來智庫 - 官方網站

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