光伏技(jì)術(shù)叠代前線：揭秘HJT、BC與鈣钛礦電(diàn)池的未來(lái)戰場(chǎng)

1. TOPCon電(diàn)池步入推廣紅利期，多(duō)路線并存加速差異化競争

在過去的幾十年裏，晶矽電(diàn)池一直是光伏市場(chǎng)的主導技(jì)術(shù)，因其成熟的生(shēng)産工藝、較高(gāo)的能效比和(hé)相對較長的使用壽命而受到青睐。晶矽電(diàn)池主要包括單晶矽和(hé)多(duō)晶矽兩種類型，其中單晶矽電(diàn)池以其更高(gāo)的效率和(hé)穩定性占據了技(jì)術(shù)高(gāo)地。

2023年，光伏全産業鏈各環節圍繞N型電(diàn)池技(jì)術(shù)開(kāi)啓了新一輪的産能擴張周期。而TOPCon技(jì)術(shù)路線由于性價比優秀、生(shēng)産技(jì)術(shù)成熟等原因，率先實現大(dà)規模量産，步入推廣紅利期。據統計(jì)，TOPCon電(diàn)池組件在目前的招标中已經占據七成的份額，将逐步取代P型的PERC組件。

與此同時(shí)，新興的光伏技(jì)術(shù)，如異質結（HJT）、背接觸（BC）和(hé)鈣钛礦太陽能電(diàn)池，也正在快速發展。HJT電(diàn)池通(tōng)過在傳統矽電(diàn)池的基礎上(shàng)增加非晶矽層來(lái)提高(gāo)效率，而BC電(diàn)池通(tōng)過将所有(yǒu)的電(diàn)極布置在電(diàn)池的背面來(lái)減少(shǎo)正面的遮擋，從而提高(gāo)光電(diàn)轉換效率。鈣钛礦太陽能電(diàn)池則因其低(dī)成本和(hé)高(gāo)效率的潛力成為(wèi)研究的熱點，盡管其穩定性和(hé)環境影(yǐng)響仍然是需要克服的挑戰。據統計(jì)，截至2023年底，TOPCon/HJT/BC電(diàn)池的名義産能将達到684/51/58GW，而鈣钛礦電(diàn)池2023年的規劃産能為(wèi)5.5GW。

除鈣钛礦電(diàn)池外，新型電(diàn)池的光電(diàn)轉換效率均高(gāo)于傳統PERC電(diàn)池。其中，BC電(diàn)池當前量産效率最高(gāo)，可(kě)達26.5%，并且理(lǐ)論效率最高(gāo)，提升空(kōng)間(jiān)較大(dà)。

2. HJT電(diàn)池受産線不兼容制(zhì)約，規模化進程相對緩慢

核心原理(lǐ)：

HJT電(diàn)池的核心原理(lǐ)在于它采用了異質結構，即在傳統的晶體(tǐ)矽（c-Si）基礎上(shàng)，兩側分别鍍上(shàng)一層n型和(hé)p型的非晶矽（a-Si:H）。這種結構的關鍵在于非晶矽層能有(yǒu)效地鈍化晶體(tǐ)矽表面的缺陷，減少(shǎo)電(diàn)子-空(kōng)穴複合，提高(gāo)電(diàn)池的開(kāi)路電(diàn)壓和(hé)填充因子，從而實現高(gāo)效率的光電(diàn)轉換。非晶矽層的引入不僅提高(gāo)了電(diàn)池的性能，也允許在較低(dī)的溫度下進行(xíng)電(diàn)池的生(shēng)産，有(yǒu)助于保護矽片不受高(gāo)溫損傷，但(dàn)同時(shí)也帶來(lái)了更高(gāo)的制(zhì)造成本和(hé)技(jì)術(shù)難度。

主要特征：

（1）光電(diàn)轉換效率較高(gāo)：據隆基在2023年5月最新的理(lǐ)論更新，基于納米晶化工藝的HJT理(lǐ)論極限效率可(kě)達29.2%，高(gāo)于基于雙面Poly路線TOPCon的28.7%；

（2）高(gāo)溫環境下更穩定：HJT電(diàn)池的溫度系數(shù)要優于PERC電(diàn)池和(hé)TOPCon電(diàn)池，目前常規PERC電(diàn)池溫度系數(shù)為(wèi)-0.45%~-0.3%/℃，TOPCon電(diàn)池溫度系數(shù)一般為(wèi)-0.29%~-0.28%/℃，HJT電(diàn)池溫度系數(shù)為(wèi)-0.25%~-0.2%/℃。在高(gāo)溫的環境下，HJT電(diàn)池的發電(diàn)量更大(dà)，擁有(yǒu)更好的發電(diàn)性能；

（3）流程工藝較少(shǎo)：HJT電(diàn)池工藝主要包括4個(gè)環節：制(zhì)絨、非晶矽沉積、TCO沉積、絲網印刷，遠少(shǎo)于PERC（10個(gè)）和(hé)TOPCON （12-13個(gè)）的工藝流程，降本空(kōng)間(jiān)大(dà)，産品良率高(gāo)。

（4）産線與原P型電(diàn)池不兼容：産線不兼容是當前HJT電(diàn)池市占率遠不如TOPCon的核心原因，不能像TOPCon電(diàn)池一樣由PERC産線直接轉化；

（5）銀漿成本較高(gāo)：據Solarzoom測算(suàn)，截至23年9月，HJT非矽成本已達到0.22元/W，高(gāo)于PERC電(diàn)池片約0.09 元/W，矽成本低(dī)于PERC約0.025元/W，單瓦綜合成本僅高(gāo)0.07元/W。低(dī)溫銀漿是非矽成本中的大(dà)頭，約占35%。

當前情況：

去銀化是HJT降本的重要突破口，包括使用銀包銅等新型複合材料或使用電(diàn)鍍銅代替低(dī)溫銀漿。24年1月末，東方日升宣布成功降低(dī)異質結伏曦組件純銀用量，達到了每瓦小(xiǎo)于7mg的領先水(shuǐ)平，顯著優于PERC(約7.82mg/w)和(hé)TOPCona(約10.24mg/w)。

HJT生(shēng)産成本較高(gāo)的痛點還(hái)在于産線與原PERC電(diàn)池不兼容，設備的性能要求遠高(gāo)于TOPCon電(diàn)池，投資額較大(dà)，産生(shēng)的折舊(jiù)費用導緻HJT電(diàn)池生(shēng)産成本較高(gāo)。

此外，作(zuò)為(wèi)N型電(diàn)池的兩大(dà)競争對手，HJT電(diàn)池與TOPCon電(diàn)池的差異化并不明(míng)顯，存在一定程度上(shàng)的同質化競争，且需要額外的投資和(hé)尚在探索的降本路徑，種種原因導緻HJT電(diàn)池目前的名義産能遠低(dī)于TOPCon電(diàn)池，且低(dī)于BC電(diàn)池。

3. 愛(ài)旭、隆基領銜xBC電(diàn)池，高(gāo)端市場(chǎng)存在溢價空(kōng)間(jiān)，24年有(yǒu)望突破成本限制(zhì)

核心原理(lǐ)：

xBC電(diàn)池的核心原理(lǐ)在于通(tōng)過将所有(yǒu)電(diàn)子接觸點移至電(diàn)池的背面，從而避免了正面電(diàn)極遮擋光線的問題。這種設計(jì)通(tōng)常在背面采用交錯的正負電(diàn)極布局，即所謂的"背面交錯接觸"（Interdigitated Back Contact, IBC），能夠有(yǒu)效減少(shǎo)電(diàn)池內(nèi)部電(diàn)阻、增大(dà)受光面積，從而提高(gāo)電(diàn)池的光電(diàn)轉換效率。

主要特征：

（1）BC技(jì)術(shù)本身是一種平台型技(jì)術(shù)，該技(jì)術(shù)并非對于傳統工藝結構（如PN結或鈍化結構）的突破。它主要起修飾作(zuò)用，能與不同類型的電(diàn)池如PERC、TOPCon和(hé)HJT結合，分别形成PBC、TBC和(hé)HBC電(diàn)池；

（2）BC技(jì)術(shù)通(tōng)過将正面的栅線以特定結構轉移到背面，增大(dà)了正面受光面積，實現了正面效率的提升（約0.5-0.75%）；

（3）BC技(jì)術(shù)理(lǐ)論上(shàng)以犧牲雙面使用效率為(wèi)代價（低(dī)于50%），但(dàn)23年底愛(ài)旭股份已發布雙面率70%、适用于集中式電(diàn)站(zhàn)的BC組件最新産品；

（4）BC電(diàn)池是目前唯一一種正面沒有(yǒu)栅線的太陽能電(diàn)池，非常适用于美觀性要求高(gāo)的場(chǎng)景，如戶用、商用以及海外市場(chǎng)等等；

（5）生(shēng)産流程長、部分工藝難導緻設備投資額大(dà)以及良率低(dī)是BC電(diàn)池的行(xíng)業痛點，使它更多(duō)地被視(shì)為(wèi)高(gāo)端市場(chǎng)的特别選擇，存在一定溢價空(kōng)間(jiān)，但(dàn)目前市場(chǎng)份額較小(xiǎo)。

前沿應用：

愛(ài)旭股份和(hé)隆基綠能是着力布局BC電(diàn)池的兩家(jiā)龍頭廠商。根據TaiyangNews的組件效率排行(xíng)，愛(ài)旭股份的ABC電(diàn)池組件憑借24.0%的轉換效率已經連續霸榜1年，隆基綠能的HPBC電(diàn)池組件憑借23.2%的轉換效率緊随其後。TaiyangNews是業內(nèi)認可(kě)度較高(gāo)的第三方平台，僅收錄組件廠商自主研發、且已量産出貨的産品，參考性較高(gāo)。

BC組件的良率是被诟病的主要因素。據公司口徑，愛(ài)旭ABC組件良率在98%-98.5%之間(jiān)，隆基HPBC組件良率在95%，而TOPCon組件的良率為(wèi)99%以上(shàng)。此外，23年下半年有(yǒu)消息顯示，實際BC産品的良率不到90%。

由于擁有(yǒu)較長的産線和(hé)較低(dī)的良率，導緻BC組件的生(shēng)産成本較高(gāo)。據了解，BC電(diàn)池成本高(gāo)出TOPCon電(diàn)池0.1元/瓦以上(shàng)，而BC組件的成本約為(wèi)TOPCon組件成本的兩倍。

23年8月，愛(ài)旭股份發布半年報稱，公司ABC組件已實現部分銷售，平均單瓦不含稅收入約2.20元。換算(suàn)可(kě)得(de)愛(ài)旭股份ABC組件的含稅價格約為(wèi)2.486元/瓦，而23年上(shàng)半年單面單玻TOPCon組件的平均價格約為(wèi)1.7元/瓦，差價約為(wèi)0.8元/瓦。

長遠來(lái)看，愛(ài)旭股份發布的N型ABC組件擁有(yǒu)更低(dī)的功率衰減，25年的功率為(wèi)90.6%、30年的功率為(wèi)88.85%，遠高(gāo)于常規PERC單玻組件，更适用于更換存在困難的高(gāo)端市場(chǎng)分布式場(chǎng)景。

2023年隆基綠能半年度業績說明(míng)會(huì)上(shàng)，董事長鍾寶申公開(kāi)表示：“未來(lái)5-6年，BC類電(diàn)池将會(huì)是主流”。同時(shí)，愛(ài)旭股份23年中報表示：“公司力争2024年6月ABC電(diàn)池及組件成本和(hé)TOPCon打平”。成本問題是BC組件的核心痛點，成本限制(zhì)突破意味着BC組件将強勢進軍全球的光伏市場(chǎng)，特别是分布式光伏市場(chǎng)。未來(lái)半年內(nèi)可(kě)關注愛(ài)旭股份23年報和(hé)24年中報的信息，及時(shí)了解BC組件的最新動态。

4. 鈣钛礦疊層電(diàn)池提升未來(lái)光電(diàn)轉換效率天花(huā)闆，産業化探索加速

核心原理(lǐ)：

使用鈣钛礦結構的材料作(zuò)為(wèi)光吸收層，這種材料能夠高(gāo)效地吸收太陽光并将其轉換為(wèi)電(diàn)能。鈣钛礦材料具有(yǒu)寬的吸收光譜、高(gāo)的載流子遷移率和(hé)可(kě)調的帶隙，這使得(de)鈣钛礦電(diàn)池能夠實現較高(gāo)的光電(diàn)轉換效率。此外，鈣钛礦電(diàn)池可(kě)以通(tōng)過低(dī)成本的溶液加工方法制(zhì)造，為(wèi)降低(dī)生(shēng)産成本提供了可(kě)能。

主要特征：

（1）物理(lǐ)性能較好：不同于傳統晶矽電(diàn)池，鈣钛礦電(diàn)池擁有(yǒu)薄膜電(diàn)池的一系列物理(lǐ)優點，質量輕、厚度薄、可(kě)彎曲、透明(míng)性好等等；

（2）理(lǐ)論效率極限更高(gāo)：單結鈣钛礦電(diàn)池理(lǐ)論轉化率為(wèi)31-33％，多(duō)結鈣钛礦電(diàn)池理(lǐ)論轉化率可(kě)達50%以上(shàng)，而晶矽太陽能電(diàn)池理(lǐ)論轉化率僅為(wèi)29.4%；

（3）量産成本更低(dī)：鈣钛礦電(diàn)池産業鏈明(míng)顯縮短(duǎn)，由原材料到組件僅需45分鍾，而晶矽電(diàn)池需要分别經過矽料—矽片—電(diàn)池—組件四大(dà)流程，完成至少(shǎo)需要三天；同時(shí)，鈣钛礦相對于矽料，地球儲量更豐富且制(zhì)備過程能耗更低(dī)；預計(jì)遠期鈣钛礦電(diàn)池的成本将在0.4-0.5元/瓦，是傳統晶矽電(diàn)池的一；

（4）使用壽命較短(duǎn)：不足的是，鈣钛礦電(diàn)池穩定性較低(dī)，壽命較短(duǎn)；目前鈣钛礦電(diàn)池的持續光照實驗最長達到 10000h，按每天受光照6小(xiǎo)時(shí)計(jì)算(suàn)，僅供使用4.5年，與晶矽電(diàn)池的25年壽命相比明(míng)顯不足；

（5）當前轉換效率較低(dī)：23年11月，協鑫光電(diàn)宣布推出的1×2平方米鈣钛礦單結組件效率達到18.04%，極電(diàn)光能1.2x0.6平方米商用尺寸鈣钛礦組件全面積效率達到18.2%；23年12月，協鑫光電(diàn)再次發布在369mm×555mm尺寸的鈣钛礦組件，效率達到26.34%；相較于傳統晶矽電(diàn)池組件25%以上(shàng)的轉換效率，當前鈣钛礦電(diàn)池組件在尺寸和(hé)轉換效率尚未達到商業化起點。

發展方向：

鈣钛礦-晶矽疊層電(diàn)池是以晶矽電(diàn)池為(wèi)底電(diàn)池，在此基礎上(shàng)沉積鈣钛礦作(zuò)為(wèi)頂電(diàn)池，是業界認為(wèi)未來(lái)産業化發展的重要方向。當前鈣钛礦-HJT疊層電(diàn)池的最高(gāo)認證效率為(wèi)31.3%，鈣钛礦-TOPCon為(wèi)28.2%。HJT電(diàn)池由于自身非晶矽層的存在，與鈣钛礦适配度更高(gāo)且本身性能更好。

輔材方面，鈣钛礦通(tōng)常采用POE膠膜而非EVA膠膜封裝。主要原因在于鈣钛礦較為(wèi)敏感，EVA膠膜的水(shuǐ)汽透過率較高(gāo)且會(huì)分解産生(shēng)醋酸，需要更高(gāo)性能穩定的POE膠膜。而薄膜電(diàn)池的光伏玻璃需要承擔載體(tǐ)、透光、導電(diàn)三大(dà)功能，目前滿足要求的TCO玻璃的核心技(jì)術(shù)世界上(shàng)隻有(yǒu)少(shǎo)數(shù)光伏玻璃企業掌握，其中包括國內(nèi)的金晶科技(jì)和(hé)耀皮玻璃。不同于傳統晶矽電(diàn)池，TCO玻璃的成本在整個(gè)薄膜電(diàn)池組件中占據接近三成（若加上(shàng)背闆則占據五成以上(shàng)），TCO光伏玻璃企業擁有(yǒu)較強的議價權。

當前情況：

産能方面，協鑫、極電(diàn)、纖納三條GW級産線均已開(kāi)工，24-25年有(yǒu)望陸續投産落地。23年4月，極電(diàn)光能全球首條1GW鈣钛礦光伏生(shēng)産線開(kāi)工，預計(jì)2024年竣工；纖納光電(diàn)産線建設已啓動，一期1GW将在2024年下半年建成；23年12月，協鑫光電(diàn)全球首個(gè)GW級大(dà)規格的商用鈣钛礦疊層組件項目開(kāi)工，分兩期建設2GW産能，一期24年10月設備搬入，25年年中産線跑通(tōng)。

過去一年，鈣钛礦産業化尚處于從0到1的階段。核心痛點非常突出，分别是實際轉換效率、組件尺寸和(hé)更換周期。2024年能否順利完成過渡，仍需要實踐層面的長期數(shù)據支撐。良好的電(diàn)站(zhàn)實證數(shù)據依靠鈣钛礦材料的穩定性、大(dà)面積組件的轉換效率、制(zhì)造端總成本、鈣钛礦整線量産能力、鈣钛礦電(diàn)池更換周期等因素的共同推動，有(yǒu)待後續追蹤。

5. 小(xiǎo)結

TOPCon、HJT、BC、鈣钛礦電(diàn)池雖然在當前時(shí)期受到較大(dà)關注，但(dàn)由于它們各自所處的發展階段不同、定位性質不同，并不能将它們進行(xíng)同台比較。

各自來(lái)看，PERC、TOPCon、HJT都是從改善鈍化工藝減少(shǎo)電(diàn)學損失角度出發提高(gāo)電(diàn)池極限轉換效率，是競争性的替代關系。目前TOPCon和(hé)HJT電(diàn)池取代傳統PERC電(diàn)池已經是大(dà)勢所趨，而HJT由于差異化不明(míng)顯但(dàn)需要額外的投資和(hé)降本過程，在當前市場(chǎng)占據份額較小(xiǎo)。預計(jì)在24-25年，TOPCon電(diàn)池将成為(wèi)光伏市場(chǎng)的核心主流，HJT電(diàn)池仍将占據10%左右的市場(chǎng)份額。

BC電(diàn)池通(tōng)過增加光照面積減少(shǎo)光學損失角度出發提高(gāo)電(diàn)池極限轉換效率，和(hé)其他電(diàn)池之間(jiān)不存在替代關系。目前由愛(ài)旭股份領銜已經進入了實際交付使用階段，其核心競争力在于高(gāo)效性和(hé)美觀性，差異化明(míng)顯，受到海外高(gāo)端分布式市場(chǎng)的青睐。後期可(kě)重點關注愛(ài)旭股份23年年報及24年中報，及時(shí)跟進愛(ài)旭股份ABC産品的降本動态。

鈣钛礦電(diàn)池則尚處于量産前夜，并未接受大(dà)規模的實際應用考驗，預計(jì)在24年內(nèi)不會(huì)出現較大(dà)變動。然而，鈣钛礦疊層電(diàn)池效率激增，為(wèi)未來(lái)光伏發展提供了重要方向，鈣钛礦+HJT電(diàn)池成為(wèi)當前光伏組件最高(gāo)效的解決方案。另一方面來(lái)看，鈣钛礦疊層電(diàn)池或許才是HJT電(diàn)池的先決條件，才能******程度發揮HJT電(diàn)池的效率優勢。

總之，“降本”和(hé)“增效”是太陽能光伏電(diàn)池技(jì)術(shù)的永恒主題。TOPCon電(diàn)池作(zuò)為(wèi)折中且“無縫銜接”的全新一代，在23年下半年N/P轉換的過程中走向頂峰。今後，光伏組件的技(jì)術(shù)叠代依然存在，我們将始終對新型光伏組件保持關注。

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