今天小編分享的科技經驗：N型光伏電池技術“兩頭開花”，誰是詩和遠方？，歡迎閲讀。
圖片來源 @視覺中國
文 | 松果财經
光伏產業已經進入大規模、市場化發展的新階段。
近日，國家能源局公布了上半年全國電力工業統計數據，根據總裝機容量，光伏裝機已正式成為我國第二大電源裝機，僅次于煤電。
作為新興產業，光伏市場持續擴容總是伴随着技術創新，而在眾多技術領網域中，電池片是重中之重——光伏電池是将太陽能轉化為電能的半導體器件，是光伏產業鏈中遊的核心環節。
如今，光伏電池技術正處于快速迭代更新的階段，從傳統的 P 型 PERC 技術向 N 型新型電池技術轉變，而 N 型新型電池技術又以 TOPCon 和 HJT 為主要路線。
那麼，哪種光伏電池技術在當下更具優勢？哪種技術又将彎道超車，成為長遠未來的大赢家？
勇攀效率高峰，N 型電池技術 " 兩頭開花 "
光伏行業是一個高度競争的行業，為了降低度電成本、提高量產效率，各個光伏企業都在不斷地投入研發，尋求新的技術突破。
盡管 P 型電池（PERC 技術）仍然憑借制造工藝簡單、成本更低等優勢保持行業主流地位，但是其困境也非常明顯：當前 PERC 電池平均量產效率已達到 23% 左右，而理論轉換效率極限為 24.5%。
也就是説，P 型電池量產效率已經接近理論極限，提升空間較小。而且，P 型 PERC 電池還存在着光致衰減（LID）的問題，即在初次曝光後會出現效率下降的現象，這是由于 P 型硅片中摻雜的硼元素與氧原子形成硼氧對導致的。
因此，行業主要玩家都将目光投向新技術。在此前的 2023 光伏展上，各光伏設備廠均向 N 型設備加碼、提供解決方案，透露出 N 型新型電池技術的需求正在增長。
N 型新型電池技術是指使用 N 型硅片作為襯底的電池技術，其中最主要的兩種技術路線是 TOPCon 和 HJT。這兩種技術路線都具有高效率、低衰減、低温度系數、高雙面率等優點，理論效率極限分别為 28.7% 和 27.5%。其中：
· TOPCon（隧穿氧化層鈍化接觸）電池是在 N 型硅片背面形成隧穿氧化層和多晶硅接觸層，降低了金屬接觸復合速率，提升了開路電壓和短路電流。
· HJT（本征薄膜異質結）電池是在 N 型硅片上增加一層非晶硅異質結，提高了開路電壓和填充因子。
目前，國内外各大光伏企業對于 N 型兩種技術路線都有所布局，但是側重方向各不相同，TOPCon 技術和 HJT 技術對市場份額展開争奪是可以預見的。
TOPCon 技術的主要推動者有隆基綠能、晶科能源、天合光能、晶澳科技等，而 HJT 組件的推動者包括通威股份、天合光能、阿特斯、晶澳科技、東方日升等，不難看出有不少企業選擇了兩頭下注。
目前來看，N 型 TOPCon 技術在投產方面占據了先發優勢，越來越多光伏企業加快了 Topcon 電池的擴產腳步。比如，7 月 22 日，協鑫集成發布公告稱，向特定對象發行募集資金總額預計為不超過 57.99 億元，資金用途包括總投資 38.85 億元的蕪湖協鑫 20GW（二期 10GW）高效電池片項目，主要生產 TOPCon 電池。
這也導致市場預期 TopCon 電池将率先實現商業化大規模量產，搶占下遊市場，在未來獲得更多份額。
資料來源：上海有色網
那麼，HJT 電池還有反超的可能嗎？
事實上，在筆者看來，N 型 HJT 技術才是未來的發展方向。
TOPCon 技術其實并非一種完全創新的技術，而是在 PERC 原有的 8-10 道工序基礎上增加 2 到 3 個工序即可實現的迭代技術。TOPCon 技術投產快，也正是因為它在工藝上與 P 型 PERC 電池較為兼容，只需要增加一些新的設備和材料，如隧穿氧化層設備、多晶硅設備、低温銀漿等。但是，這些設備和材料都會增加生產成本，并影響良率和穩定性。
而 HJT 電池主流工序只有 4 道（細分 6 步），相比 PERC 和 TOPCon 大幅簡化，因而具備更高的生產良率和提效潛力，比如鈣钛礦與 HJT 疊加可明顯增強 HJT 電池轉換效率。因此，HJT 技術才是光伏電池片的革命性技術。
當前的問題是，HJT 電池彎道超車 TOPCon 電池，應該怎麼做？
第一要素：打破成本桎梏
HJT 電池能否彎道超車，首要因素是成本。
降本增效永遠是光伏行業的主旋律。
從去年下半年開始，A 股光伏板塊整體估值持續下滑，中證光伏產業指數近一年跌幅達到 33%。這背後最重要的原因就是，随着光伏企業紛紛擴產，市場競争不斷加劇，成本壓力逐漸突出，投資者對光伏企業盈利前景并不看好。
中證光伏產業指數
在競争激烈的市場中，國内外光伏市場都可以選擇更便宜的產品。這種局面下，成本更低，從而產品價格更低的企業才有更強的競争力。在近日舉行的 " 光伏行業 2023 年上半年發展回顧與下半年形勢展望研讨會 " 上，中國光伏行業協會名譽理事長王勃華指出：" 今年上半年的熱詞之一就是降價。"
相比 P 型電池，量產效率更高的 N 型電池毫無疑問更能代表未來，但是，成本也正是目前制約 N 型電池技術量產的主要因素。
N 型電池成本上高于 P 型，尤其是 HJT 電池當前設備成本、材料成本更高。根據東吳證券的測算，綜合電池片的非硅成本來看 HJT 電池片的總成本，按照漿料 0.13 元 /W（12BB&50% 背副銀包銅）、靶材 0.04 元 /W、設備折舊 0.08 元 /W 以及其他制造成本 0.05 元 /W 等非硅成本合計 0.3 元 /W，則硅料價格 100 元 /KG、硅片厚度 120 微米時—— HJT 電池片的總成本約為 0.67 元 /W，而同樣厚度的 TOPCon 約 0.64 元 /W，PERC 約 0.61 元 /W。
能否降低成本、成本降低的速度決定了 HJT 技術的未來。
一方面，當然要看作為核心原材料的硅料成本——目前來看，這部抽成本相對穩定。
供應過剩是硅料市場當前的趨勢。硅料價格上半年整體呈現下跌現象，相較去年最高價降幅超過 78%，且下半年新增規劃產能較多，預期短時間内產業鏈價格不會大漲。
資料來源：廣州期貨研究中心
對此，中國光伏行業協會專家咨詢委員會專家呂錦标表示，今年下半年，多晶硅價格會有一些回調，但幅度不會很大，整體将保持供應充足的局面，價格将穩定在合理低位。
N 型 HJT 電池的高成本來自純度更高的硅料，未來，随着硅片厚度驗證持續下降，單瓦耗硅可以彌補高純硅料價差。
另一方面，非硅料成本也是降本的關鍵，而 HJT 技術在這些環節的降本空間非常具有想象力。
這部分主要包括銀漿成本和設備成本。而随着電池片產業上遊技術的進步，低温銀漿國產化已基本實現。浙商證券研究所指出，随着銀包銅、雙面微晶、0BB 技術持續導入量產，單 GW 設備投資額的進一步降低，HJT 在非硅方面降本潛力大。
未來，當成本不再是劣勢，HJT 電池產業化進度必将加速。
產業鏈協同創新，穿透紅海入藍海
解決成本問題需要產業鏈上下遊企業協同創新，突破工藝和設備供應的難關。
工藝優化和設備改進是控制成本的最佳手段。比如，6 月，羅博特科出貨了首台單體 GW 銅電鍍設備，将銅電鍍設備單台產能從 600MW 提升到 1GW，還減少了 20% 的占地面積，顯然将優化光伏電池廠商生產成本。
同時，N 型 HJT 電池想要大規模擴產，追趕 N 型 TOPCon 電池的腳步，還必須解決設備供應的問題。根據上海有色網 SMM 調研，目前，國内可量產 HJT 核心設備及整線設備的企業僅 4 家公司，HJT 設備產能較為緊張。
產業鏈中遊光伏設備企業擴大設備產能，提升設備技術是破局關鍵。國内已實現 HJT 整線設備供應能力的企業，比如邁為股份、捷佳偉創等，應該更重視對包括設備投資額中占比過半的 PECVD 在内的核心設備技術層面的突破。
無論如何，在當前行業激烈的競争下，發展 HJT 電池 " 卷 " 出一條路是光伏企業的必然選擇。目前，越來越多光伏企業開始加入 HJT 電池生產線的投建大軍中。經上海有色網 SMM 近期調研，國内規劃布局 HJT 電池生產線的公司有 46 家左右，項目基地達 59 個以上。國内 HJT 電池規劃產能達到 308GW 以上，相較年初規劃規模增長了 163%。產能規劃最大的公司為華晟，其次東方日升。未來預計多家龍頭公司将進入 HJT 電池擴產大軍。
而來自下遊的需求增長也一定會推動上遊企業技術迭代和創新，以争奪更多客户。SMM 預計，2024 年将為 HJT 電池產能擴張大年，預計此後在 N 型電池市場獨具競争優勢。HJT 有望在 2025 年之前量產單瓦成本低于 PERC/Topcon 電池成為市場主流，并在 2027 — 2030 年之間與鈣钛礦優勢結合大幅推動其市占率提升。
可以預見，以高效 N 型光伏產品為動力，光伏產業鏈上下遊都将迎來新一輪強勁發展的機遇。
只不過，在這一輪浪潮裏，光伏企業需要回歸科技屬性，笃定創新比擴產重要。越早突破新電池技術限制的企業，越有機會站在浪頭。
