一、 三種電池技術(shù)潛力對比

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%。

最高實驗室效率：PERC是24%；TOPCon是26%，是德國4厘米的小面積實驗室記錄，大面積來看晶科商業(yè)化最高效率是25.4%；HJT是隆基M6商業(yè)化達到26.3%。

產(chǎn)線名義效率（為產(chǎn)線自己宣傳報告，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)市場上組件功率來推測，有時候說測試效率很高，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%，其實真正反映真實從組件端觀察的效率。

產(chǎn)線良率：TOPCon是98.5%，現(xiàn)在各個企業(yè)播報的差別比較大，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沒什么問題，往120μm也有企業(yè)宣布但是挑戰(zhàn)性比較大，但是未來機械手改進后會適應(yīng)。

硅片尺寸：都是全尺寸，只是根據(jù)市場端需求。TOPCon做到210很困難，因為高溫制程太多。

兼容性：TOPCon和PERC兼容性是主要部分兼容，就是加了兩三臺設(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。

組件價格：市面上PERC按100%，TOPCon有5%的溢價，HJT有10%溢價。

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)宣稱今年24.5%，明年25%，后年25.5%，從技術(shù)來講，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，因為吸光太嚴重了，有一種設(shè)想是前表面做的很薄，導電性很差后用ITO，金屬漿料不燒進去，可以進一步做雙面鈍化，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有比較大的損失，光的吸收損失很大，在有光沒電極的地方要去掉，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驗室和中試線還沒有這種電池被做出來。這只是設(shè)計，模型樣品沒有出來，所以做出來是什么狀態(tài)沒法驗證?，F(xiàn)在只有HJT技術(shù)發(fā)展的提效路徑最明確。

我要提醒一個點是，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)表的效率比德國的高，因為隆基新發(fā)表的是基于他自己25.1%的新鈍化膜機制所導致的接觸電阻下降，提升理論效率。現(xiàn)在關(guān)注HJT技術(shù)路線，HJT三個技術(shù)路線，這個是全非晶，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，因為還在剛開始調(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驗室實施，華晟在做這方面工作，在試驗線上導入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次打破世界紀錄，所以這么大量打破世界紀錄表現(xiàn)技術(shù)相對成熟。TOPCon在2021年也不錯，不僅是像德國4cm小片不斷創(chuàng)造紀錄，在國內(nèi)的大面積商用硅片上也不斷創(chuàng)新，中來和晶科也打破了大面積尺寸的效率世界紀錄，達到25.4%。2021年確實在TOPCon電池技術(shù)上有很大進步。主要電流現(xiàn)在提升的很明顯，但是我們說TOPCon有個問題，如果只做單面，是德國人在報道上做的設(shè)計，但N型硅片的其實就這兩個，國內(nèi)都是TOPCon開始產(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的工藝難度很大，只是設(shè)想，并沒有實驗室結(jié)果。如果產(chǎn)線上這個做出來效率會進一步提升，難度很大，還會進一步增加成本。PERC到2019年1月份從隆基在當時打破新世界紀錄24.06%，后面4年沒有創(chuàng)造新世界紀錄，說明這種電池處于瓶頸，理論效率只有24.5%，實際上效率24點幾%已經(jīng)在實驗室做很多功夫了，現(xiàn)在產(chǎn)線也就23%左右，說明PERC電池已經(jīng)沒有太多上升空間了。

二、 三種電池的技術(shù)難點

技術(shù)難點：PERC工序10/11步，比如兩次激光，一次擴磷，雙面鍍膜；TOPCon加鍍二氧化硅和多晶硅工藝，前面還要擴硼，但是沒有激光開口，還有濕法；HJT其實原來只是從清洗，雙面鍍微晶硅或者非晶硅，然后做ITO，再絲印燒結(jié)。以前很簡單，只有4步，但是現(xiàn)在硅片還需要吸雜，以前都是低溫過程，如果硅片不好，雜質(zhì)多會影響效率，要清洗和吸雜（跟擴磷差不多），所以就變成8步。

TOPCon其實有很多企業(yè)也不太說，第一大難點是擴硼，第二大是LPCVD，單面鍍背面繞鍍比較嚴重，良率不高。雙面擴了之后這個問題基本解決，但是LPCVD還有很多問題，管壁上鍍很快，150nm的東西做10爐1.5um，很快鍍在管壁上，管壁要經(jīng)常清洗，但是低壓過程的LPCVD要層壓，需要厚的石英管，同時也要清洗，這個問題比較大?，F(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，但是又費了一些手續(xù)，所謂開機率會受影響，因為需要維護。實際擴硼本身很難的一件事情。工藝步驟比較長，導致良率損失比較大，還有一些可能的潛在的造成良率和產(chǎn)線波動問題，擴散燒穿和銀漿燒穿多晶硅膜造成鈍化破壞，還有高溫過程導致硅片損傷；HJT難點一個是PECVD保持凈化，要求接近半導體工藝，比TOPCon擴散之前純度要求嚴格，還有HJT2.0和3.0之后，因為氫稀釋率加大以后需要加快沉積速率，要導入高頻，會導致均勻性下降。另外還有成本問題，如何讓銀漿用量下降，電池穩(wěn)定性又進一步提升。

成本難點：TOPCon也有痛點，一個是良率比較低，另外就是CTM。良率低增加成本，CTM比較低/和實際組件功率有明顯差。效率提升難度也比較大，未來上升空間沒有太多，因為設(shè)備維護頻率比較高；HJT在成本難點是漿料耗量比較大，一個是量如何降低，還有價格如何降低，此外CTM也比較低。微晶制備要求也是，影響成本和技術(shù)。

工藝過程：很多人讓我列成本分拆，其實我認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。比較這三個工藝過程，比如比較這三個有多少高溫。PERC有3個高溫過程，一個擴磷850℃，兩個鍍膜400-450℃，燒結(jié)800℃。TOPCon高溫過程有擴硼1100-1300℃，擴磷850℃，LPCVD700-800℃，兩個鍍膜450℃，燒結(jié)800℃，高溫過程很多，熱負荷很高，能耗和成本也很高。光從材料和設(shè)備投資方面看不出來，但是其實從電費來看，最起碼比PERC高。HJT如果不吸雜，其實就是200℃，PE200℃，燒結(jié)200℃，PVD170℃。所以它是非常低溫的，低溫時間也不長，因為鍍膜時間非常短，經(jīng)常鍍2nm、3nm、10nm這樣的薄度。但是浸出時間比較長，浸出一個載板從頭到尾8min。一個載板的量比一個管式PECVD少，管式PECVD擴散是2400℃或者1200℃，而一個載板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，工藝可以達到1000℃，但是持續(xù)時間短，只有1min，整個熱負荷遠低于TOPCon。我們再看濕法過程：PERC是3次，TOPCon5次，HJT原來沒有吸雜就只有一次制絨，只有一臺設(shè)備，很簡單。如果有吸雜，在吸雜之前要洗/去損傷，后面有個制絨，濕法過程非常短。真空過程PERC有擴磷和兩次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，擴磷、擴硼、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，所以這個在真空的要求上會比較費能量。整個工藝過程就看現(xiàn)在的成本和未來降本過程來看，會由于工藝簡單所導致的各種能耗和損耗低很多。

三、 HJT產(chǎn)業(yè)化

有很多企業(yè)都做出來了，雖然規(guī)模都不大，CTM等效效率很接近，都在23.9%-24%之間，我們?nèi)サ暨@些企業(yè)各自宣布的24.6%和23.9%的都有，最終要橫向比較，從CTM反推。CTM從主要功率反推等效效率大概是23.9%-24.1%，在這個范圍內(nèi)波動，大家都比較平均。我們看漿料在不斷下降，去年初華晟M6是220mg，去年底已經(jīng)做到150mg，現(xiàn)在140mg?，F(xiàn)在已經(jīng)在試驗鋼板印刷，鋼板印刷還可以再降低10-15mg，當然鋼板印刷也有自己的問題，還在改進中。140mg再下降可以下降到130mg或者125mg，那就已經(jīng)下降很多了。其實我們發(fā)現(xiàn)很重要的現(xiàn)象是銀漿在不斷下降過程中，組件功率并沒下降。如果銀漿下降，組件功率下降是有問題的。雖然測試效率下降了但是組件功率保持住了，所以這就確保了銀漿用量是很正面的方面。HJT的2.0效率提升非常明顯，實驗室中試線2.0單面微晶組件功率，先不說效率，其實效率可以達到25.3%，我們拿出組件功率來比，PERC是450W，HJT1.0的475W，TOPCon是465W，2.04是90W就比PERC高出40W，這個就看的很明顯。以前做組件功率認證其實最高是493W，我們也做過490W，我們現(xiàn)在實驗室做出來的494W比較多。HJT企業(yè)其實并不多，現(xiàn)在TOPCon上的這么猛的情況下，HJT企業(yè)都是比較行外的。非龍頭企業(yè)做HJT也是有原因的，行業(yè)外的企業(yè)比較多，龍頭企業(yè)反而很謹慎做HJT，今年年底應(yīng)該能達到15-16GW左右，也可能下半年突然增加，宣稱的是很高的，因為有些說了還沒建或者說了不建。

另外降本邏輯，拆分成本不能太說明問題，我們來看太陽能電池降本基本邏輯，有很多種降本，銀漿價格、耗量和硅片價格等，但是我提出提效是最根本的降本方法。一個電池的成本由硅料、硅片、電池組件、電站BOS投入構(gòu)成。當然電站還有另外一些成本包括維護和日常損耗成本。最后有電站收益，所以會產(chǎn)生利潤。但是我們說HJT和TOPCon其實有一些所謂的不確定性發(fā)電量增益，好多人說到底多少，我認為和電站建設(shè)情況有關(guān)，跟溫度高不高，日照情況和地面反射情況都有關(guān)。雙面輻照的增效，我們無法明確說出來；低衰減，不能馬上看出來，需要長期使用；還有溫度系數(shù)、壽命增長都是不確定增益，只能在建電站一事一議。提效是在太陽電池制造過程中有所增加，銀漿用的多一些，或者設(shè)備貴一些，都是指在電池制造中非硅片的BOM（原材料）成本和非BOM成本可能有所增加，這是提效的代價。在這個代價付出以后，在硅片和BOS端會有大量所得，在組件端沒有什么增加。同樣的組件，BOM和非BOM成本都是一樣的，但是由于效率提高了，成本就下降了，同時電站BOS也下降，硅料和硅片也下降。功率一大，這些的成本就會低。所以我說提效是最大的降本，就在于提效可以使這些地方下降。

這個是很早期2011美國國家能源實驗室的結(jié)果，要想說明這個問題，很少人從邏輯來說降本邏輯，還是老的文章說的比較清楚。這篇文章說不同電池效率是黑線，黃線、藍線、綠線是每瓦功率，縱坐標是度電成本，橫坐標是每平方米組件價格，我們看組件效率提升價值在哪，假如我們都是1.9元/W的價格，如果效率低，只有9%效率，組件價格一樣，則度電成本算出來是1毛2到1毛3。如果效率到25%，度電成本只有8-9分。所以價格一樣，只要效率提升，度電成本就會下降，這就是人們不斷追求效率的原理。要想提效，我在講降本邏輯是這樣的，降本是降低電池全壽命周期的成本（LCOE），由四個因素決定LCOE的下降：發(fā)電增益、系統(tǒng)效率、系統(tǒng)成本、組件壽命。只要把壽命增加一倍就行，LCOE就會下降一半。系統(tǒng)成本是我們最熟知的，但如果我們看到系統(tǒng)效率的提升會有很明顯問題。比如比較這三種電池的發(fā)電量增益，是70、80、95，這個是從雙面率來看不一樣，它的收益率就會不一樣。從溫度系數(shù)來看，PERC是0.38，TOPCon是0.31，HJT是0.26。溫度系數(shù)的差別決定于開壓，開壓來看HJT最高，TOPCon第二，PERC第三，開壓決定了溫度系數(shù)的差別。關(guān)于衰減，PERC是有明確衰減模型，另外兩個并沒完全模型，所以有待后續(xù)研究。效率來看是23、24.6、24.5，但反推效率就不一樣，這就帶來了組件功率的不一樣，一系列組件功率不一樣，整個電站投資會下降。

從HJT來看降本情況是這樣的，設(shè)備成本在不斷下降，設(shè)備國產(chǎn)化從原來的15億9億5億4億到3.5億；從銀漿用量來看，有幾個臺階：多主柵，硬靠主柵和網(wǎng)版改進，已經(jīng)降低到140mg在大生產(chǎn)，130mg是用鋼板后的未來預(yù)期，或者說是近期的預(yù)期。如果銀包銅有30%-50%，就又會降低一塊，比如預(yù)期是100mg銀。SmartWire專利2023-2024過期，這塊會有所降低，甚至降低一半或者40%。把主柵全部替代，那就可能到70mg，鍍銅直接沒了。所以異質(zhì)結(jié)降本是有不斷下降的臺階的。另外我們看所謂的銀漿降本其實真正比較的是所謂的單瓦組件成本，比如PERCM6是80mg，算成單瓦是12.8，除的是450W而不能除組件功率?，F(xiàn)在有人把PERC電池和TOPCon電池算的很低，原因是已經(jīng)把電池效率提得很高了，那它一除上銀耗就很低了，但其實要做到組件有的大損失，這塊應(yīng)該算成120mg一片乘以72再除以650W，這算出來才是單瓦的銀耗。HJT1.0，130mg是很可以預(yù)期的，乘以72再除以475W，那就是19.7。如果功率提高了，銀耗沒有提高，那就除以490，就會進一步下降。如果能增到500W，還是保持130mg一片，那除以500一下就能降下來。如果效率提高，在銀耗量不變情況下，都可以把銀漿單瓦成本下降。另外硅片來講，高效這塊是肯定的，我們要比較的是厚度和效率，這些都可以造成用硅料量的下降，就意味著整個成本的下降。比如說TOPCon，從160mg降到130mg，正是因為硅片厚度下降，當然效率也在提升，猛然將硅耗量從1.3-1.4mg一下降0.54mg，這是用料的下降。

如果效率提升它的用量也會進一步下降，但我們其實看硅片厚度下降是更明顯的，效率提升導致硅量節(jié)省不大，厚度下降導致硅量節(jié)省很大。所以130mg作為未來HJT小硅片標配，210硅片第一步還是150μm，將來也可以把它變成130μm。

ITO這塊也有一些方案，后面用AZO，用ITO氮化硅復合膜等，也有所下降。我們用130μm的硅片，發(fā)現(xiàn)工藝并沒下降，做成組件后CTM反而上升，它是薄片，開壓會上升，整個電池和組件來講反而上升。銀包銅穩(wěn)定性也是不錯，可以達到6倍IEC標準，后面就是大規(guī)模導入問題。鍍銅其實國內(nèi)，包括龍頭企業(yè)通威和隆基，都在做電鍍銅的不斷改進，除了傳統(tǒng)地用種子層掩膜來鍍，現(xiàn)在改善了以后可以直接鍍，像澳洲Sundrive公司等，這樣節(jié)省了很多成本。HJT想大規(guī)模也要與整個產(chǎn)業(yè)鏈匹配。

設(shè)備我給大家看下，HJT這塊很簡單，就是CVD多層膜，INIP和IINP的兩種鍍法，IINP效率會提高一些。鍍膜設(shè)備廠家有邁為、理想、捷佳偉創(chuàng)和鈞石。PVD這個設(shè)備很多企業(yè)比如國內(nèi)的邁為、鈞石、捷佳偉創(chuàng)，當然還有一些新冒出來的PVD的企業(yè)也都能做，因為這個其實是很簡單的設(shè)備。PVD在電子行業(yè)，鍍平板顯示和大規(guī)模玻璃是很成熟的技術(shù)了，所以設(shè)備成本下降空間是巨大的。TOPCon擴散是難點，TOPCon主要是做LPCVD和擴散設(shè)備，擴散設(shè)備各家都能做，LPCVD是比較新型的，現(xiàn)在有PECVD、管式的PEALD，還有中來的PVD這幾種技術(shù)。管P也有很多家，之前的CT的，在國內(nèi)就是和拉普拉斯有合作，還有捷佳偉創(chuàng)，荷蘭的Tempress，后面就有北方華創(chuàng)、賽瑞達、拉普拉斯和48所?，F(xiàn)在拉普拉斯供貨好像比較多。