隨著P型電池接近效率極限，N型電池技術料將成為(wei) 未來發展的主流方向，其中TOPCon和HJT技術為(wei) 產(chan) 業(ye) 投資和市場關(guan) 注的重點。#光伏電池

晶矽電池技術是以矽片為(wei) 襯底，根據矽片的差異區分為(wei) P型電池和N型電池。

P型電池（左）和N型電池（右）結構示意圖：

資料來源：solarzoom

兩(liang) 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，但是由於(yu) 擴散B元素和P元素在實際工藝上差異、以及晶體(ti) 矽內(nei) 部缺陷對光照的響應和對少子的捕獲能力差異，導致二者在實際工業(ye) 生產(chan) 中麵臨(lin) 不同的挑戰和發展前景。

P型矽片製作工藝相對簡單，成本較低，主要是BSF電池和PERC電池，為(wei) 目前主流。

N型效率更高，但是工藝複雜，目前投入比較多的主流技術為(wei) HJT電池和TOPCon電池，2020年僅(jin) 占比約3.5%。根據CPIA預測，2030年，N型電池的市占率或將達到56%左右，前景十分廣闊。

光伏電池片技術路線：

資料來源：PVinfolink, 中信證券

P型電池：PERC電池仍為(wei) 主流

傳(chuan) 統單晶和多晶電池主要技術路線為(wei) 鋁背場技術(Al-BSF)，目前主流的P型單晶電池技術為(wei) PERC電池技術，該技術製造工藝簡單、成本低，疊加SE(選擇性發射技術)提升電池轉換效率。

PERC電池技術的推廣主要得益於(yu) 單晶矽片的大規模推廣，設備國產(chan) 化率快速提升等因素。根據CPIA數據，2020年新建量產(chan) 產(chan) 線仍以PERC電池為(wei) 主，PERC電池市場占比達到86.4%。

從(cong) 目前電池效率看，隆基24.1%的轉換效率已經接近PERC電池24.5%的極限效率，電池廠商研發重心已經逐步轉向新的技術，PERC技術正式進入變革後周期，市場存在明顯的“效率焦慮”。

光伏電池技術及效率演進發展史：

資料來源：NREL

N型電池轉換效率高，有望替代P型電池成為(wei) 發展主流

理論上來說N型電池優(you) 勢明顯：與(yu) 傳(chuan) 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、雙麵率高、溫度係數低、無光衰、弱光效應好、載流子壽命更長等優(you) 點。

從(cong) 目前技術發展來看，P型PERC電池已經迫近效率天花板，降本速度也有所放緩。而N型電池效率天花板較高，電池工藝和效率提升明顯加快，未來轉換效率提升空間更大。

根據光伏協會(hui) 產(chan) 業(ye) 發展路線報告，N型高效電池2030年轉換效率或超過25.5%，比P型電池高出1個(ge) 百分點以上。

隨著國產(chan) 化設備成本不斷降低，且N型電池效率提升空間具備優(you) 勢，對更高效電池的追求也成為(wei) 市場的選擇，有望成為(wei) 下一代電池技術的發展方向。

各種電池技術平均轉換效率變化趨勢:

資料來源：《中國光伏產(chan) 業(ye) 發展路線圖（

N型電池主流技術：HJT電池和TOPCon電池

目前實現小規模量產(chan) (>1GW)的新型高效電池主要包括TOPCon、HJT和IBC三種。

HBC、疊層電池暫時還處於(yu) 實驗室研發階段。同時，N型電池技術組成的疊層電池，轉換效率將有進一步提升的空間。

HJT電池：生產(chan) 工藝相對簡單但技術難度高

HJT電池對稱結構使得電池本身受到內(nei) 部應力的影響更小，低溫工藝進一步保護了晶體(ti) 內(nei) 部結構和器件界麵接觸，使得電池良品率不會(hui) 因矽片減薄而受到較大影響。

在此基礎上，HJT電池結合預切半刀技術可以將電池片厚度從(cong) 160-170μm降低到120-130μm。

HJT的高效率來源於(yu) N型矽襯底以及非晶矽對基底表麵缺陷的雙重鈍化作用。非晶矽由無規則網絡構成，含有大量的斷鍵可以起到飽和矽基底表麵懸掛鍵的作用。

HJT隻需4步工藝但技術難度較大：製絨清洗設備（投資占比10%）、非晶矽沉積設備（投資占比50%）、透明導電薄膜設備（投資占比25%）和絲(si) 網印刷設備（投資占比15%）。

其中製絨清洗設備和絲(si) 網印刷設備已經實現國產(chan) 替代；邁為(wei) 股份、捷佳偉(wei) 創、理想萬(wan) 裏輝和鈞石能源均有PECVD設備銷售；邁為(wei) 股份、捷佳偉(wei) 創、鈞石能源均有PVD設備銷售，理想萬(wan) 裏輝正在推進樣機研發。

HJT與(yu) PERC工藝路線完全不同，無法延伸，隻能新投產(chan) 線，且HJT與(yu) 主流的PERC生產(chan) 設備不兼容，因此PECVD等製膜和真空設備的投入會(hui) 給企業(ye) 帶來較高的轉換成本。

HJT電池設備企業(ye) 及對應工藝環節：

資料來源：興(xing) 業(ye) 證券

TOPCon：電池設備企業(ye) 國產(chan) 化程度高

TOPCon相比PERC工藝流程增加2-3步，但可在PERC工藝技術上延伸。目前TOPCon所使用的的PECVD均為(wei) 管式，與(yu) HJT的板式不同。

TOPCon僅(jin) 需在PERC產(chan) 線基礎上增加硼擴、LPCVD和濕法刻蝕機台，新增投資額約5000萬(wan) 元/GW。

TOPCon關(guan) 鍵設備目前已經實現國產(chan) 化，拉普拉斯、捷佳偉(wei) 創、北方華創、48所均有相關(guan) 設備生產(chan) 。

TOPCon電池設備企業(ye) 國產(chan) 化程度高:

資料來源：興(xing) 業(ye) 證券

國內(nei) 各大光伏企業(ye) 均在積極布局N型電池。

根據隆基股份2020年以來的投產(chan) 公告推測，其新建的電池項目中約有33GW將要布局TOPCon，包括銀川5GW、西鹹15GW、寧夏3GW、曲靖19GW。

通威股份金堂（一期）7.5GW高效太陽能電池片項目和眉山（二期）7.5GW高效太陽能電池片項目均預留了TOPCon新型高效電池技術升級空間。

晶科能源2021年1月7日宣布，其大麵積N型單晶矽單結TOPCon電池效率達到24.9%，再破世界紀錄。目前已有部分產(chan) 能。

天合光能2015年開始布局公司i-TOPCon電池研發，2018年技術實現產(chan) 業(ye) 化，目前量產(chan) 平均轉換效率23%，2019年5月公司i-TOPCon電池轉換效率還一度達到24.58%，打破了世界紀錄。

在光伏行業(ye) 持續降本的進程中，過去五年是P型和N型同步賽跑和效率提升的階段，N型電池的工藝、設備及材料等因素不具備性價(jia) 比。

但站在目前時點，P型電池接近其效率極限，設備成本下降接近其極限，而隨著光伏設備和材料的國產(chan) 化日趨成熟，對於(yu) 更高效電池的追求也成為(wei) 市場的選擇，N型電池提效降本空間更大的優(you) 勢便體(ti) 現出來，預計2021年有望成為(wei) N型電池加速量產(chan) 的關(guan) 鍵時點。