TOPCON 电池

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光伏电池第一代技术是铝背场电池(BSF),PERC是基于BSF发展而来的第二代技术.PERC之后的技术演变分两种:一是在PERC的基础上进行持续的工艺改进,称之为PERC+技术,包括SE、TOPCon、PIBC以及其他形式的PERC+;二是对PERC工艺进行了颠覆的HJT技术,代表行业下一代技术的发展方向。

隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)电池采用N型硅片,其技术的核心在于在背面增加了一种由极薄的SiO2隧穿层和n+掺杂多晶硅层组成的钝化结构,这样可以借助电子隧穿效应达到选择性钝化接触的效果,同时也移除了铝背场。

TOPCon电池可以看作是基于PERC电池的又一次技术升级。TOPCon电池的理论效率远超P型电池,目前量产/最高效率分别超24.5%/25%,且拥有低衰减、高双面率、低温度系数等优点,在终端电站的发电增益效果明显。

TOPCon电池制造工艺与PERC有很高的兼容性。对比现有PERC产线,只需要新增硼发射极的制备、生长隧穿氧化层、沉积多晶硅并对其进行掺杂、扩散后的清洗等四道工序,与存量PERC产线具有较好的设备兼容性。

对于PERC产线的升级,增加的设备投资额在5,000万元~7,000万元,而产线设备的兼容性是不少原业内电池厂选择TOPCon技术的一个重要原因。TOPCon相比PERC工艺流程增加2-3步,但可在PERC工艺技术上延伸。HJT与PERC工艺路线完全不同,无法延伸,只能新投产线。

$晶科能源(JKS)$ 在合肥建设的16GW电池工厂将以生产TOPCon电池为主,预计这批电池转换效率将达到25%,良率与量产PERC持平,且成本逼近PERC。根据全球光伏最新统计数据,截止6月,晶科、$中来股份(SZ300393)$ 等公司投产的TOPCon量产产能已经超过24GW,各家企业现有产能及规划新投规模超过80GW,且目前行业内超300GW的PERC产线中,至少有一半的产能可以升级为TOPCon。

隆基拥有PERC、TOPCon、HJT,技术路线“全面开花”。2021年,隆基先后七次打破光伏电池转换效率世界纪录,其中N型TOPCon25.21%、P型TOPCon25.19%、N型HJT26.30%。2022年3月天合光能N型单晶硅i-TOPCon电池效率新最高达到25.5%,这是天合光能第23次创造和刷新世界纪录。2022年4月经权威认证机构德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)测试,迈为股份采用低铟含量的TCO工艺结合银包铜栅线,在全尺寸(M6,274.5cm2)单晶硅异质结电池上获得了25.62%的光电转换效率。

目前TOPCon电池最主流的工艺也是先量产的技术路线是LPCVD,而目前PECVD技术研发和产业化取得良好进展,预计在下半年将正式进入量产投放阶段。LPCVD和PECVD都有望成为电池组件企业的选择,且PECVD的边际变化更为明显。TOPCon关键设备目前已经实现国产化,拉普拉斯、$捷佳伟创(SZ300724)$ 、北方华创、48所均有相关设备生产。

目前TOPCon电池银浆消耗量为100-120mg/片,相较于PERC电池银浆消耗60-70mg/片,有明显的增加。在TOPCon的组件封装上目前主要采用POE胶膜,而POE胶膜不管是在销售价格上还是在毛利率上相较于普通的EVA胶膜都有所提升。以上两个环节主要厂商包括福斯特帝科股份苏州固锝等。具备成熟量产工艺的核心设备供应厂商还包括帝尔激光金辰股份等;受益装机需求明确,N型技术迭代加速利好组件串焊机需求,主要厂商有奥特维等。