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編者按：2021年中國進入“十四五”開局之年，國家主席習近平近期曾出席領導人氣候峰會，并向做出“中國將力爭2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和”的莊嚴承諾。面對“3060”的目標及光伏全面平價時代的到來，光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將進入新的發(fā)展階段，乘風破浪，助力碳達峰碳中和目標的實現(xiàn)。

索比咨詢首席分析師曹宇曾說，光伏的發(fā)展到現(xiàn)在有三個推動力，第一次是從德國開始嬰兒期；第二次是協(xié)鑫做了非常突出的貢獻，也就是多晶硅的能級化方面做了貢獻；第三次是激光切割。這三次變革都給技術發(fā)展帶來了成本降低，從而可以看出光伏的本質(zhì)是成本，降本增效一直都是行業(yè)發(fā)展的核心。目前的光伏市場上情況稍顯復雜，隨著 PERC電池的光電轉(zhuǎn)換效率也已趨近天花板，提升空間越來越小。企業(yè)想要繼續(xù)保持領先地位或是實現(xiàn)彎道超車，恐怕只能另尋技術創(chuàng)新之途，也就是說，光伏行業(yè)又一次走到技術變革的路口，下一步還會有什么？異質(zhì)結(jié)、TOPcon、HBC、鈣鈦礦、疊層電池等。

索比咨詢抱著局內(nèi)人比旁觀者更加客觀理性，可以全方位、多角度觀察的態(tài)度，走訪了深耕光伏行業(yè)數(shù)十載的組件電池東方日升，共同探討這個問題。關于本次探討精心整理了這篇文章，希望對您有所收獲。

PERC發(fā)展現(xiàn)狀

PERC電池全稱為“發(fā)射極和背面鈍化電池”，是從常規(guī)鋁背場電池(BSF)結(jié)構(gòu)自然衍生而來。與常規(guī)電池相比， PERC 電池背面增加了氧化鋁 AlOx，氧化硅 SiOx 和氮化硅 SiNx 等鈍化疊層， 因此電池的表面復合速率大大的降低，電池的開壓 VOC 可以提升 15-20mV。而且，由于背面鈍化層可以增加光學內(nèi)反射作用，因此電池的電流 ISC 也會有顯著的提升。

隨著自2017年以來隆基股份、晶科股份等國內(nèi)企業(yè)在電池片領域?qū)崿F(xiàn)快速進步，產(chǎn)品效率方面，2020年我國規(guī)?；a(chǎn)的P型單晶電池均采用PERC技術，平均轉(zhuǎn)換率達到22.8%，已經(jīng)逐步接近24.5%的效率極限，目前處于后PERC時代。近年來國內(nèi)新建產(chǎn)線基本全部采用PERC技術，PERC電池還是未來2-3年的主流產(chǎn)品。

異質(zhì)結(jié)發(fā)展現(xiàn)狀

HJT電池技術通過增加一層非晶硅異質(zhì)結(jié)來提高Voc開路電壓，從而提高電池片的轉(zhuǎn)換效率，平均轉(zhuǎn)換效率比PERC電池高出約1%。HJT電池片工藝主要是“制絨清洗、非晶硅薄膜沉積、TCO制備、電極制備”四大步驟。

HJT目前規(guī)劃產(chǎn)能達70GW，越來越多企業(yè)投身異質(zhì)結(jié)陣營。當前異質(zhì)結(jié)電池量產(chǎn)效率普遍已在24%以上，根據(jù)公布的數(shù)據(jù)顯示，前四名中通威異質(zhì)結(jié)電池量產(chǎn)效率達到了25.18%、晉能集團達24.73%、愛康科技24.59%、東方日升24.55%。成本是制約HIT技術發(fā)展的關鍵因素，HJT電池生產(chǎn)成本約為0.92元/W，相比于PERC（0.71元/W），HIT電池生產(chǎn)成本仍高出0.21元/W。未來HJT的降本路徑主要集中在設備和銀漿，目前HJT單吉瓦設備投資成本已經(jīng)從2019年8-10億元，降低至2020年的5億元，2021年有望降低至4億元左右。

TOPCon發(fā)展現(xiàn)狀

TOPCon太陽能電池（隧穿氧化層鈍化接觸，Tunnel Oxide Passivated Contact）是一種使用超薄氧化層作為鈍化層結(jié)構(gòu)的太陽電池。其電池結(jié)構(gòu)為N型硅襯底電池，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)，有效降低表面復合和金屬接觸復合，為N-PERT電池轉(zhuǎn)換效率進一步提升提供了更大的空間。

TOPCon電池最大程度保留和利用現(xiàn)有傳統(tǒng)P型電池設備制程，只需增加硼擴和薄膜沉積設備，無須背面開孔和對準，極大的簡化了電池生產(chǎn)工藝，量產(chǎn)化困難度低。整體而言，TOPCon與現(xiàn)有PERC電池產(chǎn)線兼容性高，受到老牌垂直一體化龍頭的更多青睞。相關企業(yè)在后續(xù)的擴產(chǎn)計劃中，均為TOPCon技術預留了升級空間，以期成為N型高效電池產(chǎn)業(yè)化的切入點，在未來的市場競爭中占據(jù)領先優(yōu)勢。

2021年4月，經(jīng)德國Institut für Solarenergieforschung in Hameln ( ISFH )研究所測試，隆基電池研發(fā)中心單晶雙面N型TOPCon電池轉(zhuǎn)換效率達25.09%，基于單晶硅片商業(yè)化尺寸TOPCon電池效率首次突破25%，再次成為新世界紀錄的創(chuàng)造者。

HBC發(fā)展現(xiàn)狀

HJT+IBC=HBC，HBC在IBC電池的基礎上，背面依次插入本征非晶硅鈍化層和透明導電膜層，具有更好的鈍化效果。另一方面，相比于HJT，HBC結(jié)合了正面無遮擋的技術優(yōu)勢，同時正面采用SiNx減反射層代替TCO，進一步減少了光學損失。HBC制備工藝由于P-N擴散區(qū)制備需要多次掩膜和光刻，工藝流程可長達20步，梅耶博格與瑞士電子與微技術中心在2019年推出隧穿HBC結(jié)構(gòu)，僅需一次掩膜，流程也可縮減為10步。

HBC的工藝難度大，設備成本高。HBC可提升電池效率至26%以上。目前HBC電池仍處于實驗室階段。2017年日本Kaneka公司HBC電池實驗室效率可達26.63%，2020年6月歐盟宣布擬采用梅耶博格設備量產(chǎn)25.4%效率的HBC電池，國內(nèi)企業(yè)中，中來股份、天合光能有一定技術布局。

在PERC后時代，HJT和TOPcon是普遍認為的兩種升級替代路線。很多企業(yè)都已經(jīng)把目光轉(zhuǎn)向了效率更高的電池技術，其中以TOPcon和HJT電池技術關注度最高，也最具產(chǎn)業(yè)化潛力。

東方日升作為行業(yè)內(nèi)率先布局異質(zhì)結(jié)的企業(yè)之一，東方日升在HJT技術研發(fā)、量產(chǎn)等方面均具有領先優(yōu)勢。

在這次調(diào)研中，東方日升副總裁黃強博士再次強調(diào)他曾在2020年光能杯會議上提出的光伏組件產(chǎn)品設計有三個原則：極簡、生態(tài)、差異化。極簡即是建立在降本基礎上，減少光伏組件生產(chǎn)材料，簡化步驟，同時增加功能，提升品質(zhì)。210大硅片的高通量、一次生產(chǎn)、更高產(chǎn)出，異質(zhì)結(jié)電池的四步工藝，都是極簡方案的體現(xiàn);一個產(chǎn)品的推出勢必要在產(chǎn)業(yè)生態(tài)的角度思考，才能推動產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，600W+光伏開放創(chuàng)新生態(tài)聯(lián)盟的成立便是最好的體現(xiàn);差異化最重要的是要有創(chuàng)新精神，即產(chǎn)品、設備、材料三要素的創(chuàng)新，而不僅僅是跟進。

目前東方日升的異質(zhì)結(jié)規(guī)劃產(chǎn)能為2.5GW，其中500MW在建，異質(zhì)結(jié)電池效率為24.55%。黃強指出：異質(zhì)結(jié)的低成本之路：少Ag、規(guī)模、量產(chǎn)、高產(chǎn)、超薄、超大（210）、低In低N。目前東方日升最新研發(fā)的高功率異質(zhì)結(jié)組件，經(jīng)權(quán)威第三方機構(gòu)TUV南德實驗室測試，組件最高功率達到606.656W，將異質(zhì)結(jié)組件功率最高世界紀錄提升了160W以上，是東方日升在異質(zhì)結(jié)電池組件應用技術道路上的新突破，為異質(zhì)結(jié)高功率組件規(guī)?；a(chǎn)的發(fā)展奠定了新的基礎。

原標題：【技術】東方日升高效異質(zhì)結(jié)電池進展