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一、 三種電池技術(shù)潛力對(duì)比

現(xiàn)在為止有3種技術(shù)路線，PERC電池是占90%及以上的最主流的技術(shù)路線，TOPCon和HJT都在上升期。

最高理論效率：

PERC電池是24.5%；

TOPCon分成兩種，一個(gè)是單面（只有背表面做多晶硅鈍化）27.1%，雙面TOPCon（前表面也做多晶硅）28.7%；

HJT雙面28.5%。

最高實(shí)驗(yàn)室效率：

PERC是24%；

TOPCon是26%，是德國(guó)4厘米的小面積實(shí)驗(yàn)室記錄，大面積來(lái)看晶科商業(yè)化最高效率是25.4%；

HJT是隆基M6商業(yè)化達(dá)到26.3%。

產(chǎn)線名義效率（為產(chǎn)線自己宣傳報(bào)告，可能有些因素未考慮在內(nèi)）：

PERC是23%；TOPCon是24.5%；HJT是24.5%。

根據(jù)市場(chǎng)上組件功率來(lái)推測(cè)，有時(shí)候說(shuō)測(cè)試效率很高，但是做成組件功率不是很高。一種可能就是CTM低，還有效率虛高。

我們?nèi)绻麖腃TM=100%反推電池效率，拿M6電池72片來(lái)看，不同尺寸硅片不太一樣，PERC是22.8%，TOPCon是23.71%，HJT是24.06%，其實(shí)真正反映真實(shí)從組件端觀察的效率。

產(chǎn)線良率：TOPCon是98.5%，現(xiàn)在各個(gè)企業(yè)播報(bào)的差別比較大，從90-95%之間都有宣布；HJT大概98%。

工序數(shù)量：PERC是11道工序；TOPCon是12道工序；HJT是7道工序，常規(guī)是5道工序，如果做得好，加上前清洗和吸雜就是7道。

薄片適用性：

PERC是160-180μm，大尺寸硅片182/210還是170-180μm。小尺寸能做到160μm；

TOPCon和PERC很相似，160-180μm；

HJT大規(guī)模應(yīng)用150μm，做到130μm沒(méi)什么問(wèn)題，往120μm也有企業(yè)宣布但是挑戰(zhàn)性比較大，但是未來(lái)機(jī)械手改進(jìn)后會(huì)適應(yīng)。

硅片尺寸：都是全尺寸，只是根據(jù)市場(chǎng)端需求。TOPCon做到210很困難，因?yàn)楦邷刂瞥烫唷?br />
兼容性：TOPCon和PERC兼容性是主要部分兼容，就是加了兩三臺(tái)設(shè)備。HJT基本不兼容。

設(shè)備投資：PERC是1.8億/GW，TOPCon是2.5億/GW，HJT是3.5億/GW。

組件價(jià)格：市面上PERC按100%，TOPCon有5%的溢價(jià)，HJT有10%溢價(jià)。

技術(shù)拓展性：

現(xiàn)階段雙面PERC，TOPCon能產(chǎn)業(yè)化的是單面，我們按照嚴(yán)格CTM100，主要是23.7%-24%之間；

雙面非晶HJT大規(guī)模量產(chǎn)的是24.3%，反推等效效率24%左右。下一階段HJT2.0可以到25%，3.0到25.5%。

TOPCon有些企業(yè)宣稱(chēng)今年24.5%，明年25%，后年25.5%，從技術(shù)來(lái)講，提高效率不是在產(chǎn)線上積累效率就能提高，而是必須有技術(shù)設(shè)計(jì)才有提高。

TOPCon想再提高，如果只是在背表面鈍化難度是比較大的，有可能雙面鈍化，雙面鈍化前表面也做要做厚，是不可能的，因?yàn)槲馓珖?yán)重了，有一種設(shè)想是前表面做的很薄，導(dǎo)電性很差后用ITO，金屬漿料不燒進(jìn)去，可以進(jìn)一步做雙面鈍化，所謂POLO電池在海外并不成功，由荷蘭還是德國(guó)的研究所做的，最高效率只有22.5%。

另外一種可能是背面做完鈍化后，正表面做局部鈍化，不做全表面鈍化的原因是多晶硅做的很厚會(huì)有比較大的損失，光的吸收損失很大，在有光沒(méi)電極的地方要去掉，有電極不受光照的地方可以做，要局部的多晶硅鈍化膜，難度很大，到目前為止在任何實(shí)驗(yàn)室和中試線還沒(méi)有這種電池被做出來(lái)。

這只是設(shè)計(jì)，模型樣品沒(méi)有出來(lái)，所以做出來(lái)是什么狀態(tài)沒(méi)法驗(yàn)證?，F(xiàn)在只有HJT技術(shù)發(fā)展的提效路徑最明確。

我要提醒一個(gè)點(diǎn)是，從隆基2021年發(fā)表結(jié)果看，雙面TOPCon都用多晶鈍化是28.7%，如果只有背表面鈍化，另外表面是P+電極，只有27.1%。單面理論極限效率比28.7%低。

為什么隆基發(fā)表的效率比德國(guó)的高，因?yàn)槁』掳l(fā)表的是基于他自己25.1%的新鈍化膜機(jī)制所導(dǎo)致的接觸電阻下降，提升理論效率。

現(xiàn)在關(guān)注HJT技術(shù)路線，HJT三個(gè)技術(shù)路線，這個(gè)是全非晶，24.3%，已經(jīng)大規(guī)模量產(chǎn)。

單面微晶（前表面微晶二氧化硅）25%，都中試了。

產(chǎn)業(yè)化實(shí)施是100%全是HJT2.0，華晟初步結(jié)果是效率能提升到25.5%-25.6%，還有提升空間，因?yàn)檫€在剛開(kāi)始調(diào)試。

今年產(chǎn)業(yè)預(yù)期很明顯，年底HJT效率是25%，而且通威等企業(yè)都在原有的生產(chǎn)線上改造成HJT2.0。

HJT3.0就是背表面做納米晶硅，難度更大但是完全可以在實(shí)驗(yàn)室實(shí)施，華晟在做這方面工作，在試驗(yàn)線上導(dǎo)入HJT，背表面微晶硅。

2021年HJT提效非常明顯，邁為、華晟、隆基等企業(yè)9次打破世界紀(jì)錄，所以這么大量打破世界紀(jì)錄表現(xiàn)技術(shù)相對(duì)成熟。

TOPCon在2021年也不錯(cuò)，不僅是像德國(guó)4cm小片不斷創(chuàng)造紀(jì)錄，在國(guó)內(nèi)的大面積商用硅片上也不斷創(chuàng)新，中來(lái)和晶科也打破了大面積尺寸的效率世界紀(jì)錄，達(dá)到25.4%。

2021年確實(shí)在TOPCon電池技術(shù)上有很大進(jìn)步。主要電流現(xiàn)在提升的很明顯，但是我們說(shuō)TOPCon有個(gè)問(wèn)題，如果只做單面，是德國(guó)人在報(bào)道上做的設(shè)計(jì)，但N型硅片的其實(shí)就這兩個(gè)，國(guó)內(nèi)都是TOPCon開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化了，但是POLO二次方背結(jié)技術(shù)，就是N型雙面TOPCon，理論效率比較高但是做起來(lái)的工藝難度很大，只是設(shè)想，并沒(méi)有實(shí)驗(yàn)室結(jié)果。

如果產(chǎn)線上這個(gè)做出來(lái)效率會(huì)進(jìn)一步提升，難度很大，還會(huì)進(jìn)一步增加成本。

PERC到2019年1月份從隆基在當(dāng)時(shí)打破新世界紀(jì)錄24.06%，后面4年沒(méi)有創(chuàng)造新世界紀(jì)錄，說(shuō)明這種電池處于瓶頸，理論效率只有24.5%，實(shí)際上效率24點(diǎn)幾%已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室做很多功夫了，現(xiàn)在產(chǎn)線也就23%左右，說(shuō)明PERC電池已經(jīng)沒(méi)有太多上升空間了。

二、 三種電池的技術(shù)難點(diǎn)

技術(shù)難點(diǎn)：

PERC工序10/11步，比如兩次激光，一次擴(kuò)磷，雙面鍍膜；

TOPCon加鍍二氧化硅和多晶硅工藝，前面還要擴(kuò)硼，但是沒(méi)有激光開(kāi)口，還有濕法；

HJT其實(shí)原來(lái)只是從清洗，雙面鍍微晶硅或者非晶硅，然后做ITO，再絲印燒結(jié)。以前很簡(jiǎn)單，只有4步，但是現(xiàn)在硅片還需要吸雜，以前都是低溫過(guò)程，如果硅片不好，雜質(zhì)多會(huì)影響效率，要清洗和吸雜（跟擴(kuò)磷差不多），所以就變成8步。

TOPCon其實(shí)有很多企業(yè)也不太說(shuō)，第一大難點(diǎn)是擴(kuò)硼，第二大是LPCVD，單面鍍背面繞鍍比較嚴(yán)重，良率不高。

雙面擴(kuò)了之后這個(gè)問(wèn)題基本解決，但是LPCVD還有很多問(wèn)題，管壁上鍍很快，150nm的東西做10爐1.5um，很快鍍?cè)诠鼙谏希鼙谝?jīng)常清洗，但是低壓過(guò)程的LPCVD要層壓，需要厚的石英管，同時(shí)也要清洗，這個(gè)問(wèn)題比較大。

現(xiàn)在用雙套管，外面層壓，里面承接鍍的那層膜，經(jīng)常拿出去清洗，雖然這樣比較好，但是又費(fèi)了一些手續(xù)，所謂開(kāi)機(jī)率會(huì)受影響，因?yàn)樾枰S護(hù)。

實(shí)際擴(kuò)硼本身很難的一件事情。工藝步驟比較長(zhǎng)，導(dǎo)致良率損失比較大，還有一些可能的潛在的造成良率和產(chǎn)線波動(dòng)問(wèn)題，擴(kuò)散燒穿和銀漿燒穿多晶硅膜造成鈍化破壞，還有高溫過(guò)程導(dǎo)致硅片損傷；

HJT難點(diǎn)一個(gè)是PECVD保持凈化，要求接近半導(dǎo)體工藝，比TOPCon擴(kuò)散之前純度要求嚴(yán)格，還有HJT2.0和3.0之后，因?yàn)闅湎♂屄始哟笠院笮枰涌斐练e速率，要導(dǎo)入高頻，會(huì)導(dǎo)致均勻性下降。

另外還有成本問(wèn)題，如何讓銀漿用量下降，電池穩(wěn)定性又進(jìn)一步提升。

成本難點(diǎn)：

TOPCon也有痛點(diǎn)，一個(gè)是良率比較低，另外就是CTM。良率低增加成本，CTM比較低/和實(shí)際組件功率有明顯差。

效率提升難度也比較大，未來(lái)上升空間沒(méi)有太多，因?yàn)樵O(shè)備維護(hù)頻率比較高；

HJT在成本難點(diǎn)是漿料耗量比較大，一個(gè)是量如何降低，還有價(jià)格如何降低，此外CTM也比較低。微晶制備要求也是，影響成本和技術(shù)。

工藝過(guò)程：

很多人讓我列成本分拆，其實(shí)我認(rèn)為分拆成本意義不是很大，你看降本要看邏輯，也就是降本靠什么邏輯。

比較這三個(gè)工藝過(guò)程，比如比較這三個(gè)有多少高溫。

PERC有3個(gè)高溫過(guò)程，一個(gè)擴(kuò)磷850℃，兩個(gè)鍍膜400-450℃，燒結(jié)800℃。

TOPCon高溫過(guò)程有擴(kuò)硼1100-1300℃，擴(kuò)磷850℃，LPCVD700-800℃，兩個(gè)鍍膜450℃，燒結(jié)800℃，高溫過(guò)程很多，熱負(fù)荷很高，能耗和成本也很高。

光從材料和設(shè)備投資方面看不出來(lái)，但是其實(shí)從電費(fèi)來(lái)看，最起碼比PERC高。HJT如果不吸雜，其實(shí)就是200℃，PE200℃，燒結(jié)200℃，PVD170℃。所以它是非常低溫的，低溫時(shí)間也不長(zhǎng)，因?yàn)殄兡r(shí)間非常短，經(jīng)常鍍2nm、3nm、10nm這樣的薄度。

但是浸出時(shí)間比較長(zhǎng)，浸出一個(gè)載板從頭到尾8min。一個(gè)載板的量比一個(gè)管式PECVD少，管式PECVD擴(kuò)散是2400℃或者1200℃，而一個(gè)載板12*12=144走得快但是量也少。

這是有一定可比性的，總之溫度是比較低。但是如果做快速磷吸雜，工藝可以達(dá)到1000℃，但是持續(xù)時(shí)間短，只有1min，整個(gè)熱負(fù)荷遠(yuǎn)低于TOPCon。

我們?cè)倏礉穹ㄟ^(guò)程：PERC是3次，TOPCon5次，HJT原來(lái)沒(méi)有吸雜就只有一次制絨，只有一臺(tái)設(shè)備，很簡(jiǎn)單。

如果有吸雜，在吸雜之前要洗/去損傷，后面有個(gè)制絨，濕法過(guò)程非常短。

真空過(guò)程PERC有擴(kuò)磷和兩次PECVD，也都是真空的，但真空度要求比較低，桿泵就夠。

TOPCon真空度就比較高，擴(kuò)磷、擴(kuò)硼、LPCVD和PECVD各2次，真空度要求不高，5次真空桿泵就夠。

HJT有兩次，一次是PECVD，一次是PVD，PVD要求真空度比較高，用的是分子泵，所以這個(gè)在真空的要求上會(huì)比較費(fèi)能量。

整個(gè)工藝過(guò)程就看現(xiàn)在的成本和未來(lái)降本過(guò)程來(lái)看，會(huì)由于工藝簡(jiǎn)單所導(dǎo)致的各種能耗和損耗低很多。

原標(biāo)題：PERC、TOPCon、HJT：三種技術(shù)性能、成本、工藝對(duì)比！