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在下一代電池技術(shù)中，今天就聊聊TOPCON。

TOPCON的全稱是Tunnel Oxide Passivating Contacts，翻譯為隧穿氧化層鈍化接觸，是在2013年提出的一種N型硅片電池技術(shù)。從工藝技術(shù)上看，TOPCON電池技術(shù)與傳統(tǒng)的 PERC電池主要區(qū)別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。

由于超薄氧化硅和重?fù)诫s硅薄膜良好的鈍化效果使得硅片表面能帶產(chǎn)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，最終提升轉(zhuǎn)換效率。

由此可見，TOPCON的核心工藝為界面氧化物生長（形成1.2-1.5nm的超薄氧化硅）、本征多晶硅沉積及多晶硅摻雜，現(xiàn)存的技術(shù)路線有好幾種（分別以LPCVD、PECVD、APCVD、ALD、PVD作為核心設(shè)備），但相對(duì)成熟的是LPCVD和PECVD。

LPCVD全稱為為低壓化學(xué)氣相沉積法，是由梅耶博格研發(fā)的熱處理工藝，在這條技術(shù)路線下，又可細(xì)分為兩種方案：

一是本征+擴(kuò)磷，即LPCVD制備多晶硅膜結(jié)合傳統(tǒng)的全擴(kuò)散工藝。此工藝成熟且耗時(shí)短，良率較高， 生產(chǎn)效率高，已實(shí)現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)，但繞鍍（工藝氣體通過硅片與載板邊緣并繞到硅片非鍍膜面進(jìn)而產(chǎn)生繞鍍問題）和成膜速度慢是目前最大的問題。該技術(shù)為目前TOPCON廠商布局的主流路線，主要是晶科能源和天合光能。

二是直接摻雜，即LPCVD制備多晶硅膜結(jié)合擴(kuò)硼及離子注入磷工藝。離子注入技術(shù)是單面工藝，摻雜離子無需繞度，但擴(kuò)硼工藝要比擴(kuò)磷工藝難度大，成膜時(shí)間240min左右，是本征的2倍，需要更多的擴(kuò)散爐和兩倍的LPCVD導(dǎo)致投資成本高，沉積完之后進(jìn)行退火激活，與本征相比良率差一些，轉(zhuǎn)化效率要高一些， 主要是隆基股份布局。

除了LPCVD之外，PECVD也是有較強(qiáng)競爭力的路線，具體為在射頻源激發(fā)的電場作用下， 反應(yīng)氣體分解成電子、離子和活性基團(tuán)進(jìn)行有關(guān)的反應(yīng)。在PECVD路線下，又可細(xì)分為微波PECVD、管式PECVD和板式PECVD。微波PECVD沉積速率高達(dá)100A/s，但目前沉積的氧化硅膜較厚，且維護(hù)成本比較高。管式PECVD和板式PECVD同樣可以實(shí)現(xiàn)原位摻雜和無繞鍍，但也存在含氫、維護(hù)成本高等問題。

總體而言，PECVD方法沉積速度快，可實(shí)現(xiàn)原位摻雜，避免過度繞鍍，無石英管耗材，簡化很多流程，實(shí)現(xiàn)大幅降本。但仍存在氣體爆膜現(xiàn)象導(dǎo)致良率偏低，穩(wěn)定性有待進(jìn)一步觀察，因此產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程相對(duì)LPCVD較慢。


由于和PERC工藝相比，TOPCON額外增加了2-3道工藝和設(shè)備，PERC產(chǎn)線可以通過升級(jí)成為TOPCON產(chǎn)線（不過產(chǎn)能比不上全新的產(chǎn)線，只能說盡量增加產(chǎn)能）。目前，國內(nèi)落地的較大規(guī)模TOPCON產(chǎn)能主要為晶科和中來：

中來股份泰州2.1GW項(xiàng)目，2016年5月2日開工，2016年9月12號(hào)第一片單晶雙面電池片順利下線。截至2019年末，中來股份控股子公司泰州中來“年產(chǎn)2.1GW N型單晶雙面太陽能電池項(xiàng)目”已全部建成投產(chǎn)，2020年二季度電池產(chǎn)能為2.1GW。

中來股份泰州1.5GW項(xiàng)目。根據(jù)新聞，2021年12月8日，中來光電J-TOPCon 2.0 1.5GW智能電池工廠投產(chǎn)儀式、中來股份匯報(bào)交流會(huì)暨國電投合作簽約儀式在泰州市姜堰區(qū)成功舉辦。到2021年末，中來股份有N型TOPCon電池產(chǎn)能3.6GW。

中來股份山西年產(chǎn)16GW高效單晶電池智能工廠項(xiàng)目。2021年5月22日正式簽約，項(xiàng)目計(jì)劃總投資約56億元人民幣，用地面積約600畝，主要建設(shè)中來股份年產(chǎn)16GW高效單晶電池智能工廠項(xiàng)目，項(xiàng)目分期建設(shè)，其中一期建設(shè)8GW，建設(shè)周期為24個(gè)月。根據(jù)中來股份2021年11月的調(diào)研，公司預(yù)計(jì)到2022年末TOPCON產(chǎn)能達(dá)到10GW左右。

中來股份目前使用的技術(shù)是獨(dú)家的popaid設(shè)備（可能是LPCVD的直接摻雜方案？），實(shí)現(xiàn)單面poly和單面摻雜一步完成，減少去除poly繞鍍的刻蝕步驟，使原來TOPCon電池12道制造工序縮短為9道工序，真正意義上解決了原來電池生產(chǎn)的繞鍍問題，不僅提升了電池的轉(zhuǎn)換效率和良率，而且降低了生產(chǎn)成本。


在2021年10月末的調(diào)研中，公司說TOPCON電池成本已和PERC電池9道工序的成本相近。未來，公司將繼續(xù)優(yōu)化流程，下一代3.0技術(shù)就是降到7道工序。

根據(jù)公司新聞和雪球有關(guān)信息，J-TopCon 是中來公司與江蘇杰太光電公司合作，利用其獨(dú)創(chuàng)的線性等離子源技術(shù)，共同開發(fā)的一套全新的POPAID技術(shù)。而其中最核心的popaid技術(shù)專利所有者，是江蘇杰太光電公司。

江蘇杰太有三個(gè)股東，分別是泰州中來33%、泰州國資33%、常州比泰34%（popaid技術(shù)是中來和杰太的設(shè)備是雙方共同合作研發(fā)出來的，比太的上官博士在鍍膜方面非常有經(jīng)驗(yàn)）。

晶科能源安徽16GW項(xiàng)目。一期規(guī)劃8GW，2021年9月8號(hào)正式開工建設(shè)，土建僅用時(shí)52天，2021年11月1號(hào)交付機(jī)電安裝。機(jī)電安裝僅用時(shí)40天，2021年12月10號(hào)交付設(shè)備進(jìn)場。設(shè)備調(diào)試僅用時(shí)24天，2022年1月4號(hào)全線貫通首片順利下線。

整個(gè)8GW項(xiàng)目從開工到投產(chǎn)，僅用時(shí)118天，項(xiàng)目建成達(dá)產(chǎn)后預(yù)計(jì)年產(chǎn)值約80億元。根據(jù)2022年1月的調(diào)研，晶科2022年新建Topcon產(chǎn)能16GW廠房，綜合爬坡等因素，預(yù)計(jì)全年出貨能夠達(dá)到10GW左右。

看2022年，市場對(duì)于TOPCON的落地比較樂觀，捷佳偉創(chuàng)在2021年12月中的調(diào)研中估計(jì)2022年TOPCON市場保守估計(jì)有50GW，樂觀估計(jì)有80-90GW，目前已下單的客戶是以行業(yè)內(nèi)的主流客戶為主，行業(yè)外的也有一些在交流。

捷佳偉創(chuàng)認(rèn)為，目前來看有改造基礎(chǔ)、具備經(jīng)濟(jì)性的產(chǎn)線并不多，50GW大部分還是新的產(chǎn)線。

市場規(guī)模方面，根據(jù)中信電新在2021年12月16日的報(bào)告《龍頭推進(jìn)，TOPCon 電池產(chǎn)業(yè)化或加速》（梳理得挺不錯(cuò)的，本文摘錄了不少，大家可以去看看原文），目前PERC電池產(chǎn)線單GW投資在1.5-2.0億元，如果要升級(jí)至TOPCON，單GW僅需0.5-0.8億元。

根據(jù)捷佳偉在2021年12月中和12月末的調(diào)研，捷佳偉創(chuàng)PECVD路線的TOPCON產(chǎn)線單GW投資額1.8-2億元，如果通過PERC改造升級(jí)，單GW投資在5000-6000萬元左右（PECVD+硼擴(kuò)設(shè)備占比TOPCON產(chǎn)線投資30%左右）。

根據(jù)中來股份在2021年12月末的調(diào)研，公司基于TOPCon2.0技術(shù)的單GW設(shè)備投資在2億元左右，設(shè)備初始投資比PERC高約20%左右。上面的數(shù)字基本相互匹配，如果按照2億元/GW來算，50GW的落地對(duì)應(yīng)市場規(guī)模100億元。

在設(shè)備商方面，國內(nèi)可供交易的標(biāo)的主要為捷佳偉創(chuàng)、金辰股份和拉普拉斯，先看捷佳偉創(chuàng)。捷佳偉創(chuàng)對(duì)LPCVD和PECVD兩個(gè)路線均有涉獵，且都有產(chǎn)品提供，目前主推管式PECVD的三合一產(chǎn)品。

公司認(rèn)為，傳統(tǒng)LPCVD路線的石英器件的消耗損耗量很大和繞鍍問題一直無法解決，而管式PECVD的三合一產(chǎn)品有占地面積?。ㄒ慌_(tái)設(shè)備完成三道工序）、無繞鍍問題、投資成本低（2021年8月末調(diào)研數(shù)據(jù)，PECVD三合一1.8-1.9億/GW，LPCVD路線2.1-2.2億/GW），同時(shí)良率還更高（PECVD三合一比LPCVD減少了工序）。

2021年12月14日，根據(jù)捷佳偉創(chuàng)公眾號(hào)，捷佳偉創(chuàng)與潤陽光伏簽訂了PERC+升級(jí)TOPCon的整線改造訂單，向客戶提供5GW的PE-poly核心裝備，包括PECVD-Poly設(shè)備及新款硼擴(kuò)散設(shè)備等，預(yù)計(jì)2022年3月份完成出貨。捷佳偉創(chuàng)TOPCon電池設(shè)備中標(biāo)的訂單總量已近30GW。根據(jù)捷佳偉創(chuàng)2021年12月中的調(diào)研，捷佳偉創(chuàng)的目標(biāo)是在TOPCON中取得50%的市占率。

再看金辰股份。之前我們聊過這個(gè)公司，公司是通過變更募投項(xiàng)目來切入的。2019年12月6日，公司披露《關(guān)于變更部分募集資金用途的公告》，宣布將IPO募投項(xiàng)目中的“搬運(yùn)機(jī)器人和智能物料傳輸倉儲(chǔ)系統(tǒng)項(xiàng)目”與“光伏電池片生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)項(xiàng)目”合計(jì)1.5億元左右的募集資金改投“年產(chǎn)40臺(tái)（套）隧穿氧化硅鈍化接觸高效太陽電池用平板式PECVD設(shè)備項(xiàng)目”，即TopCon太陽能電池用的PECVD裝備制造。

根據(jù)《關(guān)于回復(fù)上海證券交易所對(duì)公司變更募集資金用途事項(xiàng)的問詢函的公告》，該項(xiàng)目總投資2.12億元，目計(jì)劃建設(shè)期為2年，在第3年開始生產(chǎn)，產(chǎn)量為設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的50%，并逐年增加，直到第6年達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的100%，即年產(chǎn)40臺(tái)（套）TOPCon太陽能電池用PECVD設(shè)備。

預(yù)計(jì)項(xiàng)目正常達(dá)產(chǎn)后可形成年均銷售收入約40,000萬元、年均稅后利潤約7,616萬元，相當(dāng)于每臺(tái)設(shè)備銷售收入1000萬元，利潤190萬元，凈利率19%左右。

金辰的TOPCON團(tuán)隊(duì)是做管式PECVD，1GW是2.5臺(tái)（每臺(tái)400MW）。公司認(rèn)為這種路線占地小，投資少，設(shè)備產(chǎn)能大，以及延伸的繞鍍，傳統(tǒng)的工藝問題比較小。根據(jù)2020年年報(bào)和2021年中報(bào)，年產(chǎn)40臺(tái)（套） 隧穿氧化硅鈍化接觸高效太陽能電池用平板式PECVD設(shè)備項(xiàng)目的工程累計(jì)投入占預(yù)算比例分別為12.58%和14.07%，工程進(jìn)度分別為3.52%和12%。

從2021年9月初的調(diào)研來看，與晶澳合作一年半（TOPCon研發(fā)線）現(xiàn)進(jìn)入中試線提效階段；東方日升400MW中試線良率做到95%-96%（PERC一般良率到98%）；晶科剛剛訂購了一臺(tái)公司的PECVD，已完成簽約。根據(jù)2021年11月初的調(diào)研，金辰股份計(jì)劃在TOPCon技術(shù)上做到40%市場份額。

最后看拉普拉斯。公司沒有直接上市，但連城數(shù)控對(duì)其持股25%左右。拉普拉斯走的是傳統(tǒng)LPCVD路線，工藝相對(duì)成熟。根據(jù)2012年12月邁為股份的調(diào)研，邁為說晶科安徽的16GW項(xiàng)目（一期8GW）由邁為提供絲網(wǎng)印刷，拉普拉斯供應(yīng)硼擴(kuò)和LPCVD核心設(shè)備，清洗用了捷佳偉創(chuàng)的設(shè)備。天合的500MW TOPCON試驗(yàn)線的設(shè)備也是拉普拉斯提供。

總體而言，晶科和中來在2022年都會(huì)有比較大的產(chǎn)能落地，其中中來2021年末產(chǎn)能3.6GW，2022年末產(chǎn)能10GW左右，主要產(chǎn)品以組件形式外銷，預(yù)計(jì)2022年組件產(chǎn)能10GW，出貨6GW；晶科安徽一期8GW已經(jīng)投產(chǎn)，加上原有的產(chǎn)能，2022年預(yù)計(jì)出貨有10GW。在這兩家有大量出貨之后，我們則可觀察市場對(duì)于TOPCON技術(shù)的認(rèn)可以及量產(chǎn)成本情況，這對(duì)于其他廠商是否跟進(jìn)投資相當(dāng)關(guān)鍵。

在設(shè)備和技術(shù)方面，中來有自己獨(dú)家的popaid，不依賴于設(shè)備廠；捷佳偉創(chuàng)剛拿下潤陽光伏5GW升級(jí)訂單，在手TOPCON訂單有30GW；拉普拉斯是剛剛投產(chǎn)的晶科安徽一期8GW核心設(shè)備供應(yīng)商；金辰股份的設(shè)備已經(jīng)分別在晶澳、東方日升和晶科的產(chǎn)線上實(shí)驗(yàn)，目前還在推進(jìn)研發(fā)。技術(shù)進(jìn)步和時(shí)代前進(jìn)總是令人心潮澎湃的，讓我們期待TOPCON在2022年的表現(xiàn)吧。 

原標(biāo)題：誰會(huì)是TOPCon時(shí)代的最強(qiáng)王者？