隨著P型電池接近效率極限，N型電池技術料將成為未來發展的主流方向，其中TOPCon和HJT技術為產業投資和市場關注的重點。#光伏電池
晶硅電池技術是以硅片為襯底，根據硅片的差異區分為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，但是由于擴散B元素和P元素在實際工藝上差異、以及晶體硅內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生產中面臨不同的挑戰和發展前景。
P型硅片制作工藝相對簡單，成本較低，主要是BSF電池和PERC電池，為目前主流。
N型效率更高，但是工藝復雜，目前投入比較多的主流技術為HJT電池和TOPCon電池，2020年僅占比約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電池仍為主流
傳統單晶和多晶電池主要技術路線為鋁背場技術(Al-BSF)，目前主流的P型單晶電池技術為PERC電池技術，該技術制造工藝簡單、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于單晶硅片的大規模推廣，設備國產化率快速提升等因素。根據CPIA數據，2020年新建量產產線仍以PERC電池為主，PERC電池市場占比達到86.4%。
從目前電池效率看，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技術正式進入變革后周期，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型電池成為發展主流
理論上來說N型電池優勢明顯：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。
從目前技術發展來看，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。
根據光伏協會產業發展路線報告，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個百分點以上。
隨著國產化設備成本不斷降低，且N型電池效率提升空間具備優勢，對更高效電池的追求也成為市場的選擇，有望成為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：《中國光伏產業發展路線圖（
N型電池主流技術：HJT電池和TOPCon電池
目前實現小規模量產(>1GW)的新型高效電池主要包括TOPCon、HJT和IBC三種。
HBC、疊層電池暫時還處于實驗室研發階段。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部應力的影響更小，低溫工藝進一步保護了晶體內部結構和器件界面接觸，使得電池良品率不會因硅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160-170μm降低到120-130μm。
HJT的高效率來源于N型硅襯底以及非晶硅對基底表面缺陷的雙重鈍化作用。非晶硅由無規則網絡構成，含有大量的斷鍵可以起到飽和硅基底表面懸掛鍵的作用。
HJT只需4步工藝但技術難度較大：制絨清洗設備（投資占比10%）、非晶硅沉積設備（投資占比50%）、透明導電薄膜設備（投資占比25%）和絲網印刷設備（投資占比15%）。
其中制絨清洗設備和絲網印刷設備已經實現國產替代；邁為股份、捷佳偉創、理想萬里輝和鈞石能源均有PECVD設備銷售；邁為股份、捷佳偉創、鈞石能源均有PVD設備銷售，理想萬里輝正在推進樣機研發。
HJT與PERC工藝路線完全不同，無法延伸，只能新投產線，且HJT與主流的PERC生產設備不兼容，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。
HJT電池設備企業及對應工藝環節：
資料來源：興業證券
TOPCon：電池設備企業國產化程度高
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均為管式，與HJT的板式不同。
TOPCon僅需在PERC產線基礎上增加硼擴、LPCVD和濕法刻蝕機臺，新增投資額約5000萬元/GW。
TOPCon關鍵設備目前已經實現國產化，拉普拉斯、捷佳偉創、北方華創、48所均有相關設備生產。
TOPCon電池設備企業國產化程度高:
資料來源：興業證券
國內各大光伏企業均在積極布局N型電池。
根據隆基股份2020年以來的投產公告推測，其新建的電池項目中約有33GW將要布局TOPCon，包括銀川5GW、西咸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，其大面積N型單晶硅單結TOPCon電池效率達到24.9%，再破世界紀錄。目前已有部分產能。
天合光能2015年開始布局公司i-TOPCon電池研發，2018年技術實現產業化，目前量產平均轉換效率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化日趨成熟，對于更高效電池的追求也成為市場的選擇，N型電池提效降本空間更大的優勢便體現出來，預計2021年有望成為N型電池加速量產的關鍵時點。
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