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感覺舉國光伏路線都玩出花了！
據(jù)說，TOPCon成品報(bào)價(jià)已逼近主流PERC系列電池價(jià)格。
8月8日，N型TOPCon技術(shù)路線代表中來股份首次對(duì)外公示了其電池的價(jià)格。
其中，單晶N型TOPCon電池182雙面，報(bào)價(jià)為1．40元／瓦；單晶N型TOPCon電池210雙面為1．41元／瓦。
從電池片的最新價(jià)格來看，中來股份的單價(jià)僅比市場主流的PERC電池高1．1－1．4毛錢。
當(dāng)然，人家只是報(bào)價(jià)，未必會(huì)大規(guī)模接單。
如果，中來股份對(duì)外市場報(bào)價(jià)如其所言能做到規(guī)模量產(chǎn)，那么，TOPCon光伏太陽能電池技術(shù)已無限逼近成熟路線了。
二級(jí)市場也很給臉，TOPCon概念股今日領(lǐng)漲。
漲漲漲！
另外，國內(nèi)太陽能電池技術(shù)發(fā)展如火如荼，美國人也坐不住了。
日前，美國參議院通過史上最大氣候法案，此次法案規(guī)模高達(dá)3690億美元，內(nèi)容主要涉及五大方面，其中頗受市場重視的是法案的第二部分，重點(diǎn)覆蓋清潔能源制造業(yè)，包括太陽能電池板、風(fēng)力渦輪機(jī)、電池、電動(dòng)汽車、氫氣生產(chǎn)以及關(guān)鍵礦物在內(nèi)的眾多細(xì)分。
多年前，美國人就指責(zé)中國光伏產(chǎn)業(yè)獲得政府的巨額補(bǔ)貼，通過不正當(dāng)競爭主導(dǎo)了全球太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，直接導(dǎo)致了美國太陽能產(chǎn)業(yè)被“壓垮”。
這次，美國人也學(xué)中國，大規(guī)模補(bǔ)貼行業(yè)，目標(biāo)是盡可能建立一個(gè)完整的美國國內(nèi)的太陽能供應(yīng)鏈，生產(chǎn)100％的美國制造太陽能板。
美國政客翻來覆去炒冷飯喊口號(hào)，不允許中國人繼續(xù)主導(dǎo)太陽能產(chǎn)業(yè)。
知情郎感同身受，因?yàn)楹芏嘧稍冃袠I(yè)的業(yè)務(wù)也是炒冷飯整合信息，含金量很有限。
手里沒點(diǎn)真技術(shù)的可憐手藝人啊，同病相憐！
有產(chǎn)品說產(chǎn)品，沒事天天扯后臺(tái)干爹，干啥呦！中國光伏太陽能產(chǎn)品確實(shí)物美價(jià)廉，賣遍全球，這你得認(rèn)啊！
另外，要插句，很多光伏技術(shù)源頭其實(shí)來自美國，TOPCon 技術(shù)實(shí)際也是歐美人開發(fā)并完善的，但是，在大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化這塊，中國遠(yuǎn)勝歐美。
01TOPCon技術(shù)路線發(fā)展史
之前，知情郎寫過光伏太陽能電池HJT路線、鈣鈦礦技術(shù)路線文章，今天，得把TOPCon路線補(bǔ)全，算是齊活了！
TOPCon，全稱為，隧穿氧化層鈍化接觸太陽能電池（Tunnel Oxide Passivated Contact solar cell TOPcon）。
技術(shù)名字夠長的。
這個(gè)技術(shù)可大幅度提升N型電池VOC和轉(zhuǎn)換效率。
人家的工作原理是，高質(zhì)量的超薄氧化硅和重?fù)诫s多晶硅的疊層結(jié)構(gòu)，對(duì)全背表面實(shí)現(xiàn)了高效鈍化，同時(shí)載流子選擇性地被收集，具有制備工藝簡單、使用N型硅片無光致衰減問題和與傳統(tǒng)高溫?zé)Y(jié)技術(shù)相兼容等優(yōu)點(diǎn)。
TOPCon技術(shù)概念最早由德國 Frauhofer 研究所于 2013 年提出，并于2015年研發(fā)出效率達(dá)到 25．1％的新一代 TOPCon 電池。
2017 年美國喬治亞理工學(xué)院對(duì)TOPCon 電池的電性能模擬研究將其電池效率進(jìn)一步提高到了25．7％，同年德國 Frauhofer 研究所的 Armin Richter 團(tuán)隊(duì)在P 型FZ（區(qū)熔）硅片上首次應(yīng)用了 TOPCon 技術(shù)并達(dá)到 24．2％的電池效率；
理論計(jì)算，鈍化接觸太陽能電池的潛在效率28．7％，最接近晶體硅太陽能電池理論極限效率29．43％，遠(yuǎn)高于PERC的24．5％。
當(dāng)下看，代表未來光伏太陽能電池趨勢的N型電池技術(shù)主要包括TOPCon與HJT。
HJT電池理論效率高于TOPCon電池，但TOPCon電池優(yōu)勢在于產(chǎn)線與當(dāng)前主流PERC電池產(chǎn)線部分兼容，新增投資遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于HJT電池生產(chǎn)線。
TOPCon與HJT技術(shù)兩種技術(shù)路線主要特點(diǎn)相比，TOPCon光致衰減首年1．5％、以后1．5％高于HJT零PID、零LID，光電轉(zhuǎn)換率23．5－24％與24％相近，但TOPCon在理論光電轉(zhuǎn)換效率28．7％及燒結(jié)溫度高皆優(yōu)于HJT的27．5％和燒結(jié)溫度低、需使用成本更高的低溫銀漿。
目前TOPCon主流電池量產(chǎn)效率約23．7－23．8％，部分電池廠商已實(shí)現(xiàn)24．0％＋。
2021 年隆基綠能在單晶硅片商業(yè)化尺寸 TOPCon 電池效率上首次突破25％，N型TOPCon轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了25．21％，2022 年晶科能源自主研發(fā)的182 N型高效單晶硅電池最高效率達(dá)到了25．7％。
不得不贊嘆，中國廠商在光伏商業(yè)化這塊，比歐美人更果敢！投入也更大！
02工藝難點(diǎn)是鈍化接觸結(jié)構(gòu)
TOPCon電池的制備工序包括清洗制絨、正面硼擴(kuò)散、刻蝕去硼硅玻璃（BSG）和背結(jié)、氧化層鈍化接觸制備、正面氧化鋁／氮化硅沉積、背面氮化硅沉積、絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)和測試。
其中，氧化層鈍化接觸制備為TOPCon在PERC的基礎(chǔ)上增加的工序，也是TOPCon的核心工序。
直白點(diǎn)說，工序難點(diǎn)就是如何實(shí)現(xiàn)鈍化接觸結(jié)構(gòu)！
TOPCon電池有四種工藝流程可實(shí)現(xiàn)鈍化接觸結(jié)構(gòu)，分別是：
LPCVD制備多晶硅膜結(jié)合傳統(tǒng)的全擴(kuò)散工藝；
LPCVD制備多晶硅膜結(jié)合擴(kuò)硼及離子注入磷工藝；
PECVD制備多晶硅膜并原位摻雜工藝；
PVD制備多晶硅膜并原位摻雜工藝。
從目前行業(yè)披露的資料來看，當(dāng)下主流工藝LPCVD技術(shù)路線，原因是簡單成本低，可工業(yè)化。
LPCVD 技術(shù)路線全稱“低壓化學(xué)氣相沉積法”，是各技術(shù)路線中被最廣為接受，也是唯一規(guī)模商業(yè)化的技術(shù)。
方法一：本征＋擴(kuò)磷。LPCVD制備多晶硅膜結(jié)合傳統(tǒng)的全擴(kuò)散工藝，工藝成熟且耗時(shí)短，120min生成120－150nm的非晶硅層，大概15nm／min，良率較高、生產(chǎn)效率高，已實(shí)現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)，不足是繞鍍和成膜速度慢。這項(xiàng)技術(shù)是目前TOPCon廠商布局的主流路線，主要是晶科能源和天合光能。
方法二：直接摻雜。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，主要布局的是隆基股份。
03敢公開報(bào)價(jià)的中來股份進(jìn)展如何
在行研調(diào)研中，中來股份披露了自身TOPCon電池業(yè)務(wù)進(jìn)展度。
公司表示，TOPCon電池的主要優(yōu)勢在于單位設(shè)備投資額相對(duì)較低、電池效率提升空間大、規(guī)模越大非硅成本越低。公司有IBC技術(shù)且有過小批量出貨，但是成本比較高，所以公司決定將TOPCon和IBC結(jié)合研究TBC技術(shù)，目前已取得一些進(jìn)展。公司規(guī)劃的電池技術(shù)路線是TOPCon1．0－TOPCon2．0－TOPCon3．0－TBC－鈣鈦礦疊層，公司一直堅(jiān)持的目標(biāo)就是研發(fā)可量產(chǎn)的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)低成本需求。
TOPCon電池銀漿耗量方面，一方面公司通過柵線設(shè)置提升漿料印刷能力來降低銀耗，另一方面通過尋找銀漿替代品減少銀耗。
公司從剛布局時(shí)的160mg／片降到130mg／片，預(yù)計(jì)后續(xù)可以降到100mg／片，明年的目標(biāo)是60－70mg。未來TOPCon3．0技術(shù)投入使用，非硅成本有望做到與PERC基本持平。
公司TOPCon產(chǎn)能目前布局在泰州和山西太原，泰州有TOPCon1．0技術(shù)產(chǎn)能和2．0技術(shù)產(chǎn)能，山西太原有2．0技術(shù)產(chǎn)能，關(guān)于非硅成本方面，泰州TOPCon1．0產(chǎn)能為老產(chǎn)能，非硅成本相對(duì)偏高，約比泰州TOPCon2．0產(chǎn)能高5分／W以上，泰州TOPCon2．0產(chǎn)能為新建的1．5GW產(chǎn)線，因規(guī)模有限，非硅成本約比PERC高5－7分／W；山西項(xiàng)目一期首批4GW也是使用的TOPCon2．0技術(shù)，目前該項(xiàng)目正處于爬坡階段，尚未有具體數(shù)據(jù)，對(duì)于該產(chǎn)線非硅成本目標(biāo)約比PERC高3－5分／W。公司希望TOPCon3．0技術(shù)研發(fā)成功后，可以實(shí)現(xiàn)非硅成本與PERC基本持平。
04從專利維度看TOPCon電池
國內(nèi)廠商這2年瘋狂加大對(duì) TOPCon 技術(shù)的布局，所以專利申請(qǐng)量猛增。
在德高行全球?qū)＠麛?shù)據(jù)庫中，以TOPCon、鈍化接觸結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵詞檢索，國內(nèi)專利申請(qǐng)人排名如下：
排名第一的泰州中來光電科技有限公司是中來股份（300393）在泰州市姜堰區(qū)設(shè)立的全資子公司，成立于2016年2月，致力于N型單晶硅雙面高效太陽能電池的研發(fā)及制造。
最新公開的5件專利（圍繞TOPCon制備、鈍化接觸結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)）
05分享鈍化接觸結(jié)構(gòu)行業(yè)標(biāo)志性專利
背景技術(shù)與解決的現(xiàn)實(shí)問題
TOPCon電池結(jié)構(gòu)是一種新型、高效的鈍化接觸電池結(jié)構(gòu)，其核心結(jié)構(gòu)為1～2nm的隧穿氧化硅疊加一定厚度的重磷或者硼原子摻雜多晶硅的膜層結(jié)構(gòu)。
其中，雙面TOPCon電池的正背面均印刷細(xì)柵型圖案化電極，背面電極的實(shí)現(xiàn)方式一般為印刷漿料并高溫?zé)Y(jié)的方式。
然而，漿料在高溫?zé)Y(jié)時(shí)會(huì)燒穿電池表面的常用鈍化層（如氮化硅膜）并破壞重?fù)诫s多晶硅層，而當(dāng)重?fù)诫s多晶硅較薄時(shí)，漿料會(huì)燒穿多晶硅和隧穿氧化硅直接與硅襯底接觸，這會(huì)極大增加印刷電極區(qū)域的金屬復(fù)合，從而導(dǎo)致印刷電極區(qū)域的鈍化性能下降，進(jìn)而導(dǎo)致電池的開路電壓降低，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致其接觸電阻率的增加，從而導(dǎo)致電池的串聯(lián)電阻增加和填充因子的降低，進(jìn)而降低電池效率。
而增加重?fù)诫s多晶硅的厚度可以有效的降低漿料在高溫?zé)Y(jié)時(shí)燒穿重?fù)诫s多晶硅的幾率，同時(shí)摻雜濃度越高可以進(jìn)一步抑制金屬復(fù)合并對(duì)減小接觸電阻有促進(jìn)作用。因此，印刷電極區(qū)域需要更厚、摻雜濃度更高的多晶硅層。
而非印刷電極區(qū)域?qū)Χ嗑Ч璧囊笥兴挥?，原因在于摻雜多晶硅對(duì)長波段光存在自由載流子吸收損失；非印刷區(qū)域的多晶硅厚度越大、摻雜濃度越高，自由載流子吸收損失越大，短路電流損失就越大，導(dǎo)致電池效率降低。
因此，為滿足鈍化性能需求、并提高電池效率，印刷電極區(qū)域需要更厚、摻雜濃度更高的多晶硅層，同時(shí)非印刷電極區(qū)域的多晶硅需要盡可能的薄同時(shí)摻雜濃度低。因此，面對(duì)如何實(shí)現(xiàn)TOPCon鈍化接觸電池結(jié)構(gòu)的印刷電極區(qū)域沉積較厚的高摻雜多晶硅，而非印刷電極區(qū)域沉積較薄的輕摻雜多晶硅厚度這一技術(shù)難題，現(xiàn)有技術(shù)提出了如下方法：
如常州天合光能有限公司提供了公開號(hào)為CN106449800A的一種選擇性多晶硅薄膜的鈍化接觸結(jié)構(gòu)及其制備方法；其特點(diǎn)在于先整面沉積較厚的摻雜多晶硅層，然后在擬印刷電極區(qū)域覆蓋一層掩膜，然后通過化學(xué)刻蝕的方式將無掩膜區(qū)域的多晶硅厚度減薄。該方法的缺點(diǎn)在于：1．步驟復(fù)雜，需要印刷掩膜同時(shí)還要增加濕法刻蝕步驟；2．通過化學(xué)刻蝕的方法，擬印刷電極區(qū)域和非印刷電極區(qū)域的多晶硅摻雜濃度相同，無法通過此法實(shí)現(xiàn)摻雜濃度的差異化。
又如三江學(xué)院提供了公開號(hào)為CN112736159 A的一種選擇性多晶硅厚度與摻雜濃度電池結(jié)構(gòu)的制備方法；其特點(diǎn)在于先使用PECVD（Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition，等離子體增強(qiáng)化學(xué)的氣相沉積）法沉積一層厚度較薄，摻雜劑量較低的非晶硅薄膜，然后采用掩膜版蓋在非晶硅薄膜上，掩膜版鏤空區(qū)域與擬印刷電極區(qū)域重合，采用PECVD法繼續(xù)在掩膜版鏤空區(qū)域沉積一層較厚的非晶硅薄膜，然后整體高溫退火，使非晶硅轉(zhuǎn)變成多晶硅。該方法的缺點(diǎn)在于：
1． PECVD法制備原位摻雜的非晶硅膜時(shí)，非晶硅膜的厚度增加容易導(dǎo)致爆膜效應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致其鈍化性能急劇變差，且爆膜處的多晶硅易脫落，也即，PECVD方法不適合沉積較厚的非晶硅；
2． 需添加掩膜版同時(shí)，還需將掩膜版固定在電池片的對(duì)應(yīng)位置，工序繁瑣；
3． 在采用掩膜版蓋住非晶硅薄膜再次沉積非晶硅時(shí)，當(dāng)掩膜版與電池片貼合不緊密時(shí)，采用PECVD法二次沉積的非晶硅的沉積范圍會(huì)明顯大于鏤空區(qū)域范圍，掩膜精準(zhǔn)性較差；
4．PECVD法制備原位摻雜非晶硅無法避免非晶硅膜繞鍍的產(chǎn)生，還需要額外的去繞鍍工序。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鈍化接觸結(jié)構(gòu)的制備方法，該制備方法不僅能制得具有選擇性厚度和摻雜濃度的多晶硅的鈍化接觸結(jié)構(gòu)，還能使該鈍化接觸結(jié)構(gòu)的制備更方便、更精準(zhǔn)、更高效。
本發(fā)明的目的之二在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鈍化接觸結(jié)構(gòu)在太陽能電池中的應(yīng)用方法，也即將上述制備方法所制得的具有選擇性厚度和摻雜濃度的多晶硅的鈍化接觸結(jié)構(gòu)進(jìn)一步制備成太陽能電池，以同時(shí)實(shí)現(xiàn)開路電壓、填充因子和短路電流的提升，進(jìn)而提升電池效率。
原標(biāo)題：中企又插美國光伏產(chǎn)業(yè)一刀！TOPCon電池報(bào)價(jià)無限逼近主流，專利密布技術(shù)難點(diǎn)！
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