光伏技术（TOPCON & HJT & 钙钛矿）增效降本途径、最新进展、展望
本文对HJT及TOPCon的各项提效及降本途径的进展进行详细梳理，持续跟踪相关催化因素：
HJT-提效途径：
1、短期-双面微晶（预计提效达1%，23年导入量产，当前结合双面微晶的最高效率已达26.49%）；
2、中期-铜电镀（预计提效0.6%，量产难点目前来看有半数已基本得到解决）；
3、后期-钙钛矿叠层（预计提效3%-5%，当前难点在于钙钛矿层镀膜）。
HJT-降本途径：
1、浆料降本（途径为0BB，目前0.08元/w，预计24年上半年降至0.05元/w，24年年底更低）；
2、靶材降本（途径为设备优化/叠层膜/铟回收，当前行业平均0.03元/w，预计24年0.015-0.02元/w，远期可降至0.002元/w以下）。
综上，预计HJT非硅成本23年底有望降至0.23-0.24元/w，24年底有望降至0.18-0.21元/w。同时，后续若HJT以上降本进度超预期，不排除设备厂商降价放量带来折旧成本进一步下降。
TOPCon提效降本途径：
1、激光SE（提效0.2%，23年量产应用）；
2、双面poly（提效0.5%，预计25年量产应用，难点在工艺复杂性）。
TOPCon在23年非硅成本有望降至0.16元/w左右。
一、HJT提效：短期提效看双面微晶，中期提效看铜电镀，后期提效看钙钛矿叠层
1、短期提效路径：双面微晶（23年导入量产，当前已有中试线最高效率达到26.49%）
双面微晶可带来约1%的电池效率绝对值提升，主要难点在于增加氢稀释率，解决办法包括提高功率，提高频率，增加设备。HJT非晶产线升级到微晶产线需要在射频系统、温度系统、工艺配方等方面进行改进。其中，N面微晶电池平均效率较非晶已提升0.4%-0.5%，电池量产平均效率达25%，组件功率已提升15-25W（针对M6-72片双玻版型），效率标准偏差约0.1%。微晶P层23年导入量产，效率有望突破25.5%。
图：HJT做微晶硅的难点 ![]()
提效进展：近日通威HJT产线已完成双面纳米晶开发，当前中试线最高效率26.49%；华晟双面微晶目前25.2%（进口大功率电源还未到，替换进口大功率电源后再提升0.1%-0.2%）；日升双面微晶目前25.3%（吸杂设备还可以优化，优化后25.5%左右）；金刚光伏酒泉4.8GW双面微晶设备已进入调试阶段。 2、中期提效路径：铜电镀（提效预期从原来的0.3%-0.5%提升至0.6%，之前的量产难点目前来看有半数已基本得到解决）
提效口径：太阳井0.3%，海源复材0.5%，迈为0.6%。
量产难点：
l难点1（待解决）：设备稳定性有待验证：迈为的丝网印刷机每小时可生产14400片G12半片和15000片M10半片。截至2023年2月，图形化环节，芯碁微装的LDI设备产能为6000片/h；金属化环节，截至2023年4月，东威科技产能8000片/h的VCP设备正在制造，具有破片率低、均匀性好等优势；23年6月，罗博特科GW级VDI电镀设备发货。设备产能问题已基本解决，主要在验证设备稳定性。
l难点2 （待解决） ：合适的油墨材料开发比较难：图形化环节中可以匹配光伏需求的低成本油墨开发较难；
l难点3 （待解决） ：铜电镀工艺可能会存在环保问题：铜电镀使用的湿膜中含有油墨，油墨是有机污染物，且显影和电镀环节都会有废水产生，一方面通过环评指标存在难度，另一方面进行污水处理会进一步增加量产成本。
l难点4 （已解决） ：使用铜电镀技术会对电池片的良率造成影响：由于相比丝网印刷而言铜电镀多了几道包含湿法在内的工艺步骤，因此预计会对电池片的良率产生一定影响，太阳井200MW产线150μm硅片铜电镀良率已可做到95%，良率问题基本解决；
l难点5（已解决） ：铜栅线的氧化问题：铜栅线在制作过程中会在两个环节可能被氧化，一是用磁控溅射做完的种子层需要进入显影液中时；二是电池片生产完成没有短时间内完成封装时，防止铜氧化的解决办法是镀锡，锡的厚度约为1微米，目前来看也已基本解决；
l难点6 （已解决） ：铜栅线相比银栅线更易出现脱栅：铜栅线是实心的，且宽度更细，与TCO接触面积更小，可通过低应力技术解决。
表：铜电镀之前的量产难点目前来看有半数已基本得到解决 ![]()
3、远期提效路径：钙钛矿叠层
l钙钛矿太阳电池和传统晶硅太阳电池叠加形成的叠层太阳电池，宽带隙钙钛矿材料吸收短/中波段入射光，窄带系单晶硅材料吸收中/长波段入射光，可最大限度利用太阳光。
l异质结/钙钛矿叠层电池可实现更高的光电转换效率：在转化效率贡献上，异质结可以贡献25%-26%的转化效率，而钙钛矿叠层则是增加其3%-5%增量效益。
图：HJT/钙钛矿叠层电池结构 ![]()
异质结/钙钛矿叠层电池制备流程包括6步：（1）清洗制绒；（2）硅基薄膜沉积（钝化表面结构，形成PN结）；（3）透明导电薄膜沉积；（4）ETL层和钙钛矿层沉积；（5）HTL层和受光面TCO层沉积；（6）金属化。
图：异质结/钙钛矿叠层电池生产步骤 ![]()
二、HJT降本：浆料降本-0BB；靶材降本-设备优化/叠层膜或者铟回收
1、浆料降本
预期：最领先的是东方日升，目前0.08元/w，预计24年上半年降至0.05元/w，24年年底更低。 0BB可同时完成提效降本，专利方面东方日升布局较多：0BB利用内嵌铜线的聚合物薄膜代替主栅，优化了细栅的宽度和间距，减少了电池遮光面积和电阻损失，带来电池效率的提升和浆料耗量的节省。0BB专利方面，国内东方日升申请了较多与无主栅太阳能电池串连接方法、组件制备方法相关的专利。
图：东方日升在无主栅技术上有较多专利布局 ![]()
2、靶材降本：设备+叠层膜+铟回收助力降本
我们以当前铟耗量13.8mg/w为例，仅5.2mg/w的铟会附着在电池上，即ITO增重（占比38%），后续可以通过设备优化/叠层膜等方式降低；剩余62%的铟耗量均为相关损耗，后续可以通过铟回收大幅降低。
图：铟耗量拆分（13.8mg/w为例） ![]()
1）ITO耗量方面：HJT电池中的TCO膜层需同时满足多项要求，未来有望通过设备改进或复合膜层的设计来降低靶材成本。HJT电池中的TCO膜层需同时满足透明性好、电导率高、与其接触的硅薄膜的功函数相匹配、靶材料成本要足够低、镀成的薄膜较为稳定等要求。功函数匹配方面，由于HJT在HJT电池中TCO膜层与N型或P型非晶硅膜层接触，属于半导体与半导体接触，TCO膜与金属电极接触，属于半导体和金属接触；这两种界面之间，当材料间功函数不匹配时会产生大的接触电阻。
图：应用TCO复合膜层的HJT电池结构示意图 ![]()
2）其余损耗方面：随着异质结产业的规模不断扩大，可将铟的损耗部分尽可能进行回收。
预期：当前行业平均0.03元/w，预计24年0.015-0.02元/w，远期可降至0.02元/w以下。
具体来看，1）预计在2023年末，迈为提供的异质结电池制造整体解决方案中，对于100%铟基靶材的理论单耗可降低到12mg/W左右，对应靶材成本约0.026元/w；
2）将低铟叠层膜方案（50%无铟）与上述设备改进方案相结合，PVD设备也可兼容，铟基靶材理论单耗可降低至6mg/W左右，对应靶材成本约0.013元/w；
3）若继续叠加铟材料的回收，结合无铟靶材的逐步深入，GW级异质结电池工厂的铟消耗量将有望降低至1mg/W，对应靶材成本约0.002元/w。
三、TOPCon提效路径主要依靠激光SE（提效0.2%左右）+双面poly（提效0.5%及以上）
1、激光SE：提效0.2%左右
SE是选择性发射极技术，即通过在电极接触区进行高浓度掺杂，来改变电池的导电特性：电极接触区的高浓度掺杂可减少前金属电极与硅片的接触电阻，电极以外区域的低浓度掺杂可降低扩散层的复合。目前激光SE技术已相对成熟，领先企业如晶科、钧达等已进入量产应用阶段。
2、双面poly：提效0.5%及以上
目前TOPCon电池钝化结构主要在电池背面，双面poly通过在电池正面也进行poly层制备，可进一步降低电池表面载流子复合速率，并减小接触电阻，从而进一步提高电池效率。
目前双面poly主要难点在于工艺复杂性：（1）全域poly会产生较多寄生吸收，影响透光性，而选择性镀膜会涉及掩膜和化学性腐蚀，增加工艺复杂性；（2）光刻技术或掩膜印刷技术的进步可改善工艺复杂性，但目前还没有量产经验。
目前TOPCon量产效率在25.3%左右，通过添加激光SE可进一步提效至25.5%以上，通过双面poly可进一步提效至26%以上。
3、除此之外，TOPCon还可依靠工艺改善等进一步实现浆料降本，同时通过隧穿层改进等提升开压和填充因子，进一步提升组件CTM。
四、23年底和24年底降本增效进展
综上，预计23年年底HJT的非硅成本有望达0.24元/w（纯银）、0.23元/w（银包铜）：浆料降低0.1元/w+，设备折旧等其他成本降低约0.1元/w。
24年年底HJT的非硅成本有望达0.18元/w（银包铜）：浆料降低约0.3元/w，靶材降低约0.1元/w，设备折旧等其他成本降低约0.1元/w。
站在当前时点来看23年底和24年底的HJT和topcon对比，我们认为相比非硅成本，成本回收期依旧是下游企业扩产时考虑的第一要素。
23年底HJT成本回收期相比topcon依旧更长：HJT（纯银方案）的成本回收期约2.2年，HJT（银包铜方案）的成本回收期为2.05年，HJT在回本周期上相比topcon依旧更长。
24年底HJT成本回收期相比topcon预计会更短：HJT银包铜方案在浆料成本仍可降低0.02元，靶材可降低0.01元，整体与topcon的单W电池片成本差距也会缩减到0.02元，初始投资回本周期为2.46年，短于topcon的3年；24年底HJT铜电镀的回本周期约2.82年，同样短于topcon。
图：23年底HJT的初始投资成本回收期相比topcon依旧更长 ![]()
图：24年底HJT的初始投资成本回收期相比topcon已更短 ![]()
来源：光伏技术共享交流
本文对HJT及TOPCon的各项提效及降本途径的进展进行详细梳理，持续跟踪相关催化因素：
HJT-提效途径：
1、短期-双面微晶（预计提效达1%，23年导入量产，当前结合双面微晶的最高效率已达26.49%）；
2、中期-铜电镀（预计提效0.6%，量产难点目前来看有半数已基本得到解决）；
3、后期-钙钛矿叠层（预计提效3%-5%，当前难点在于钙钛矿层镀膜）。
HJT-降本途径：
1、浆料降本（途径为0BB，目前0.08元/w，预计24年上半年降至0.05元/w，24年年底更低）；
2、靶材降本（途径为设备优化/叠层膜/铟回收，当前行业平均0.03元/w，预计24年0.015-0.02元/w，远期可降至0.002元/w以下）。
综上，预计HJT非硅成本23年底有望降至0.23-0.24元/w，24年底有望降至0.18-0.21元/w。同时，后续若HJT以上降本进度超预期，不排除设备厂商降价放量带来折旧成本进一步下降。
TOPCon提效降本途径：
1、激光SE（提效0.2%，23年量产应用）；
2、双面poly（提效0.5%，预计25年量产应用，难点在工艺复杂性）。
TOPCon在23年非硅成本有望降至0.16元/w左右。
一、HJT提效：短期提效看双面微晶，中期提效看铜电镀，后期提效看钙钛矿叠层
1、短期提效路径：双面微晶（23年导入量产，当前已有中试线最高效率达到26.49%）
双面微晶可带来约1%的电池效率绝对值提升，主要难点在于增加氢稀释率，解决办法包括提高功率，提高频率，增加设备。HJT非晶产线升级到微晶产线需要在射频系统、温度系统、工艺配方等方面进行改进。其中，N面微晶电池平均效率较非晶已提升0.4%-0.5%，电池量产平均效率达25%，组件功率已提升15-25W（针对M6-72片双玻版型），效率标准偏差约0.1%。微晶P层23年导入量产，效率有望突破25.5%。
图：HJT做微晶硅的难点 ![]()
提效进展：近日通威HJT产线已完成双面纳米晶开发，当前中试线最高效率26.49%；华晟双面微晶目前25.2%（进口大功率电源还未到，替换进口大功率电源后再提升0.1%-0.2%）；日升双面微晶目前25.3%（吸杂设备还可以优化，优化后25.5%左右）；金刚光伏酒泉4.8GW双面微晶设备已进入调试阶段。 2、中期提效路径：铜电镀（提效预期从原来的0.3%-0.5%提升至0.6%，之前的量产难点目前来看有半数已基本得到解决）
提效口径：太阳井0.3%，海源复材0.5%，迈为0.6%。
量产难点：
l难点1（待解决）：设备稳定性有待验证：迈为的丝网印刷机每小时可生产14400片G12半片和15000片M10半片。截至2023年2月，图形化环节，芯碁微装的LDI设备产能为6000片/h；金属化环节，截至2023年4月，东威科技产能8000片/h的VCP设备正在制造，具有破片率低、均匀性好等优势；23年6月，罗博特科GW级VDI电镀设备发货。设备产能问题已基本解决，主要在验证设备稳定性。
l难点2 （待解决） ：合适的油墨材料开发比较难：图形化环节中可以匹配光伏需求的低成本油墨开发较难；
l难点3 （待解决） ：铜电镀工艺可能会存在环保问题：铜电镀使用的湿膜中含有油墨，油墨是有机污染物，且显影和电镀环节都会有废水产生，一方面通过环评指标存在难度，另一方面进行污水处理会进一步增加量产成本。
l难点4 （已解决） ：使用铜电镀技术会对电池片的良率造成影响：由于相比丝网印刷而言铜电镀多了几道包含湿法在内的工艺步骤，因此预计会对电池片的良率产生一定影响，太阳井200MW产线150μm硅片铜电镀良率已可做到95%，良率问题基本解决；
l难点5（已解决） ：铜栅线的氧化问题：铜栅线在制作过程中会在两个环节可能被氧化，一是用磁控溅射做完的种子层需要进入显影液中时；二是电池片生产完成没有短时间内完成封装时，防止铜氧化的解决办法是镀锡，锡的厚度约为1微米，目前来看也已基本解决；
l难点6 （已解决） ：铜栅线相比银栅线更易出现脱栅：铜栅线是实心的，且宽度更细，与TCO接触面积更小，可通过低应力技术解决。
表：铜电镀之前的量产难点目前来看有半数已基本得到解决 ![]()
3、远期提效路径：钙钛矿叠层
l钙钛矿太阳电池和传统晶硅太阳电池叠加形成的叠层太阳电池，宽带隙钙钛矿材料吸收短/中波段入射光，窄带系单晶硅材料吸收中/长波段入射光，可最大限度利用太阳光。
l异质结/钙钛矿叠层电池可实现更高的光电转换效率：在转化效率贡献上，异质结可以贡献25%-26%的转化效率，而钙钛矿叠层则是增加其3%-5%增量效益。
图：HJT/钙钛矿叠层电池结构 ![]()
异质结/钙钛矿叠层电池制备流程包括6步：（1）清洗制绒；（2）硅基薄膜沉积（钝化表面结构，形成PN结）；（3）透明导电薄膜沉积；（4）ETL层和钙钛矿层沉积；（5）HTL层和受光面TCO层沉积；（6）金属化。
图：异质结/钙钛矿叠层电池生产步骤 ![]()
二、HJT降本：浆料降本-0BB；靶材降本-设备优化/叠层膜或者铟回收
1、浆料降本
预期：最领先的是东方日升，目前0.08元/w，预计24年上半年降至0.05元/w，24年年底更低。 0BB可同时完成提效降本，专利方面东方日升布局较多：0BB利用内嵌铜线的聚合物薄膜代替主栅，优化了细栅的宽度和间距，减少了电池遮光面积和电阻损失，带来电池效率的提升和浆料耗量的节省。0BB专利方面，国内东方日升申请了较多与无主栅太阳能电池串连接方法、组件制备方法相关的专利。
图：东方日升在无主栅技术上有较多专利布局 ![]()
2、靶材降本：设备+叠层膜+铟回收助力降本
我们以当前铟耗量13.8mg/w为例，仅5.2mg/w的铟会附着在电池上，即ITO增重（占比38%），后续可以通过设备优化/叠层膜等方式降低；剩余62%的铟耗量均为相关损耗，后续可以通过铟回收大幅降低。
图：铟耗量拆分（13.8mg/w为例） ![]()
1）ITO耗量方面：HJT电池中的TCO膜层需同时满足多项要求，未来有望通过设备改进或复合膜层的设计来降低靶材成本。HJT电池中的TCO膜层需同时满足透明性好、电导率高、与其接触的硅薄膜的功函数相匹配、靶材料成本要足够低、镀成的薄膜较为稳定等要求。功函数匹配方面，由于HJT在HJT电池中TCO膜层与N型或P型非晶硅膜层接触，属于半导体与半导体接触，TCO膜与金属电极接触，属于半导体和金属接触；这两种界面之间，当材料间功函数不匹配时会产生大的接触电阻。
图：应用TCO复合膜层的HJT电池结构示意图 ![]()
2）其余损耗方面：随着异质结产业的规模不断扩大，可将铟的损耗部分尽可能进行回收。
预期：当前行业平均0.03元/w，预计24年0.015-0.02元/w，远期可降至0.02元/w以下。
具体来看，1）预计在2023年末，迈为提供的异质结电池制造整体解决方案中，对于100%铟基靶材的理论单耗可降低到12mg/W左右，对应靶材成本约0.026元/w；
2）将低铟叠层膜方案（50%无铟）与上述设备改进方案相结合，PVD设备也可兼容，铟基靶材理论单耗可降低至6mg/W左右，对应靶材成本约0.013元/w；
3）若继续叠加铟材料的回收，结合无铟靶材的逐步深入，GW级异质结电池工厂的铟消耗量将有望降低至1mg/W，对应靶材成本约0.002元/w。
三、TOPCon提效路径主要依靠激光SE（提效0.2%左右）+双面poly（提效0.5%及以上）
1、激光SE：提效0.2%左右
SE是选择性发射极技术，即通过在电极接触区进行高浓度掺杂，来改变电池的导电特性：电极接触区的高浓度掺杂可减少前金属电极与硅片的接触电阻，电极以外区域的低浓度掺杂可降低扩散层的复合。目前激光SE技术已相对成熟，领先企业如晶科、钧达等已进入量产应用阶段。
2、双面poly：提效0.5%及以上
目前TOPCon电池钝化结构主要在电池背面，双面poly通过在电池正面也进行poly层制备，可进一步降低电池表面载流子复合速率，并减小接触电阻，从而进一步提高电池效率。
目前双面poly主要难点在于工艺复杂性：（1）全域poly会产生较多寄生吸收，影响透光性，而选择性镀膜会涉及掩膜和化学性腐蚀，增加工艺复杂性；（2）光刻技术或掩膜印刷技术的进步可改善工艺复杂性，但目前还没有量产经验。
目前TOPCon量产效率在25.3%左右，通过添加激光SE可进一步提效至25.5%以上，通过双面poly可进一步提效至26%以上。
3、除此之外，TOPCon还可依靠工艺改善等进一步实现浆料降本，同时通过隧穿层改进等提升开压和填充因子，进一步提升组件CTM。
四、23年底和24年底降本增效进展
综上，预计23年年底HJT的非硅成本有望达0.24元/w（纯银）、0.23元/w（银包铜）：浆料降低0.1元/w+，设备折旧等其他成本降低约0.1元/w。
24年年底HJT的非硅成本有望达0.18元/w（银包铜）：浆料降低约0.3元/w，靶材降低约0.1元/w，设备折旧等其他成本降低约0.1元/w。
站在当前时点来看23年底和24年底的HJT和topcon对比，我们认为相比非硅成本，成本回收期依旧是下游企业扩产时考虑的第一要素。
23年底HJT成本回收期相比topcon依旧更长：HJT（纯银方案）的成本回收期约2.2年，HJT（银包铜方案）的成本回收期为2.05年，HJT在回本周期上相比topcon依旧更长。
24年底HJT成本回收期相比topcon预计会更短：HJT银包铜方案在浆料成本仍可降低0.02元，靶材可降低0.01元，整体与topcon的单W电池片成本差距也会缩减到0.02元，初始投资回本周期为2.46年，短于topcon的3年；24年底HJT铜电镀的回本周期约2.82年，同样短于topcon。
图：23年底HJT的初始投资成本回收期相比topcon依旧更长 ![]()
图：24年底HJT的初始投资成本回收期相比topcon已更短 ![]()
来源：光伏技术共享交流
本文对HJT及TOPCon的各项提效及降本途径的进展进行详细梳理，持续跟踪相关催化因素：
HJT-提效途径：
1、短期-双面微晶（预计提效达1%，23年导入量产，当前结合双面微晶的最高效率已达26.49%）；
2、中期-铜电镀（预计提效0.6%，量产难点目前来看有半数已基本得到解决）；
3、后期-钙钛矿叠层（预计提效3%-5%，当前难点在于钙钛矿层镀膜）。
HJT-降本途径：
1、浆料降本（途径为0BB，目前0.08元/w，预计24年上半年降至0.05元/w，24年年底更低）；
2、靶材降本（途径为设备优化/叠层膜/铟回收，当前行业平均0.03元/w，预计24年0.015-0.02元/w，远期可降至0.002元/w以下）。
综上，预计HJT非硅成本23年底有望降至0.23-0.24元/w，24年底有望降至0.18-0.21元/w。同时，后续若HJT以上降本进度超预期，不排除设备厂商降价放量带来折旧成本进一步下降。
TOPCon提效降本途径：
1、激光SE（提效0.2%，23年量产应用）；
2、双面poly（提效0.5%，预计25年量产应用，难点在工艺复杂性）。
TOPCon在23年非硅成本有望降至0.16元/w左右。
一、HJT提效：短期提效看双面微晶，中期提效看铜电镀，后期提效看钙钛矿叠层
1、短期提效路径：双面微晶（23年导入量产，当前已有中试线最高效率达到26.49%）
双面微晶可带来约1%的电池效率绝对值提升，主要难点在于增加氢稀释率，解决办法包括提高功率，提高频率，增加设备。HJT非晶产线升级到微晶产线需要在射频系统、温度系统、工艺配方等方面进行改进。其中，N面微晶电池平均效率较非晶已提升0.4%-0.5%，电池量产平均效率达25%，组件功率已提升15-25W（针对M6-72片双玻版型），效率标准偏差约0.1%。微晶P层23年导入量产，效率有望突破25.5%。
图：HJT做微晶硅的难点 ![]()
提效进展：近日通威HJT产线已完成双面纳米晶开发，当前中试线最高效率26.49%；华晟双面微晶目前25.2%（进口大功率电源还未到，替换进口大功率电源后再提升0.1%-0.2%）；日升双面微晶目前25.3%（吸杂设备还可以优化，优化后25.5%左右）；金刚光伏酒泉4.8GW双面微晶设备已进入调试阶段。 2、中期提效路径：铜电镀（提效预期从原来的0.3%-0.5%提升至0.6%，之前的量产难点目前来看有半数已基本得到解决）
提效口径：太阳井0.3%，海源复材0.5%，迈为0.6%。
量产难点：
l难点1（待解决）：设备稳定性有待验证：迈为的丝网印刷机每小时可生产14400片G12半片和15000片M10半片。截至2023年2月，图形化环节，芯碁微装的LDI设备产能为6000片/h；金属化环节，截至2023年4月，东威科技产能8000片/h的VCP设备正在制造，具有破片率低、均匀性好等优势；23年6月，罗博特科GW级VDI电镀设备发货。设备产能问题已基本解决，主要在验证设备稳定性。
l难点2 （待解决） ：合适的油墨材料开发比较难：图形化环节中可以匹配光伏需求的低成本油墨开发较难；
l难点3 （待解决） ：铜电镀工艺可能会存在环保问题：铜电镀使用的湿膜中含有油墨，油墨是有机污染物，且显影和电镀环节都会有废水产生，一方面通过环评指标存在难度，另一方面进行污水处理会进一步增加量产成本。
l难点4 （已解决） ：使用铜电镀技术会对电池片的良率造成影响：由于相比丝网印刷而言铜电镀多了几道包含湿法在内的工艺步骤，因此预计会对电池片的良率产生一定影响，太阳井200MW产线150μm硅片铜电镀良率已可做到95%，良率问题基本解决；
l难点5（已解决） ：铜栅线的氧化问题：铜栅线在制作过程中会在两个环节可能被氧化，一是用磁控溅射做完的种子层需要进入显影液中时；二是电池片生产完成没有短时间内完成封装时，防止铜氧化的解决办法是镀锡，锡的厚度约为1微米，目前来看也已基本解决；
l难点6 （已解决） ：铜栅线相比银栅线更易出现脱栅：铜栅线是实心的，且宽度更细，与TCO接触面积更小，可通过低应力技术解决。
表：铜电镀之前的量产难点目前来看有半数已基本得到解决 ![]()
3、远期提效路径：钙钛矿叠层
l钙钛矿太阳电池和传统晶硅太阳电池叠加形成的叠层太阳电池，宽带隙钙钛矿材料吸收短/中波段入射光，窄带系单晶硅材料吸收中/长波段入射光，可最大限度利用太阳光。
l异质结/钙钛矿叠层电池可实现更高的光电转换效率：在转化效率贡献上，异质结可以贡献25%-26%的转化效率，而钙钛矿叠层则是增加其3%-5%增量效益。
图：HJT/钙钛矿叠层电池结构 ![]()
异质结/钙钛矿叠层电池制备流程包括6步：（1）清洗制绒；（2）硅基薄膜沉积（钝化表面结构，形成PN结）；（3）透明导电薄膜沉积；（4）ETL层和钙钛矿层沉积；（5）HTL层和受光面TCO层沉积；（6）金属化。
图：异质结/钙钛矿叠层电池生产步骤 ![]()
二、HJT降本：浆料降本-0BB；靶材降本-设备优化/叠层膜或者铟回收
1、浆料降本
预期：最领先的是东方日升，目前0.08元/w，预计24年上半年降至0.05元/w，24年年底更低。 0BB可同时完成提效降本，专利方面东方日升布局较多：0BB利用内嵌铜线的聚合物薄膜代替主栅，优化了细栅的宽度和间距，减少了电池遮光面积和电阻损失，带来电池效率的提升和浆料耗量的节省。0BB专利方面，国内东方日升申请了较多与无主栅太阳能电池串连接方法、组件制备方法相关的专利。
图：东方日升在无主栅技术上有较多专利布局 ![]()
2、靶材降本：设备+叠层膜+铟回收助力降本
我们以当前铟耗量13.8mg/w为例，仅5.2mg/w的铟会附着在电池上，即ITO增重（占比38%），后续可以通过设备优化/叠层膜等方式降低；剩余62%的铟耗量均为相关损耗，后续可以通过铟回收大幅降低。
图：铟耗量拆分（13.8mg/w为例） ![]()
1）ITO耗量方面：HJT电池中的TCO膜层需同时满足多项要求，未来有望通过设备改进或复合膜层的设计来降低靶材成本。HJT电池中的TCO膜层需同时满足透明性好、电导率高、与其接触的硅薄膜的功函数相匹配、靶材料成本要足够低、镀成的薄膜较为稳定等要求。功函数匹配方面，由于HJT在HJT电池中TCO膜层与N型或P型非晶硅膜层接触，属于半导体与半导体接触，TCO膜与金属电极接触，属于半导体和金属接触；这两种界面之间，当材料间功函数不匹配时会产生大的接触电阻。
图：应用TCO复合膜层的HJT电池结构示意图 ![]()
2）其余损耗方面：随着异质结产业的规模不断扩大，可将铟的损耗部分尽可能进行回收。
预期：当前行业平均0.03元/w，预计24年0.015-0.02元/w，远期可降至0.02元/w以下。
具体来看，1）预计在2023年末，迈为提供的异质结电池制造整体解决方案中，对于100%铟基靶材的理论单耗可降低到12mg/W左右，对应靶材成本约0.026元/w；
2）将低铟叠层膜方案（50%无铟）与上述设备改进方案相结合，PVD设备也可兼容，铟基靶材理论单耗可降低至6mg/W左右，对应靶材成本约0.013元/w；
3）若继续叠加铟材料的回收，结合无铟靶材的逐步深入，GW级异质结电池工厂的铟消耗量将有望降低至1mg/W，对应靶材成本约0.002元/w。
三、TOPCon提效路径主要依靠激光SE（提效0.2%左右）+双面poly（提效0.5%及以上）
1、激光SE：提效0.2%左右
SE是选择性发射极技术，即通过在电极接触区进行高浓度掺杂，来改变电池的导电特性：电极接触区的高浓度掺杂可减少前金属电极与硅片的接触电阻，电极以外区域的低浓度掺杂可降低扩散层的复合。目前激光SE技术已相对成熟，领先企业如晶科、钧达等已进入量产应用阶段。
2、双面poly：提效0.5%及以上
目前TOPCon电池钝化结构主要在电池背面，双面poly通过在电池正面也进行poly层制备，可进一步降低电池表面载流子复合速率，并减小接触电阻，从而进一步提高电池效率。
目前双面poly主要难点在于工艺复杂性：（1）全域poly会产生较多寄生吸收，影响透光性，而选择性镀膜会涉及掩膜和化学性腐蚀，增加工艺复杂性；（2）光刻技术或掩膜印刷技术的进步可改善工艺复杂性，但目前还没有量产经验。
目前TOPCon量产效率在25.3%左右，通过添加激光SE可进一步提效至25.5%以上，通过双面poly可进一步提效至26%以上。
3、除此之外，TOPCon还可依靠工艺改善等进一步实现浆料降本，同时通过隧穿层改进等提升开压和填充因子，进一步提升组件CTM。
四、23年底和24年底降本增效进展
综上，预计23年年底HJT的非硅成本有望达0.24元/w（纯银）、0.23元/w（银包铜）：浆料降低0.1元/w+，设备折旧等其他成本降低约0.1元/w。
24年年底HJT的非硅成本有望达0.18元/w（银包铜）：浆料降低约0.3元/w，靶材降低约0.1元/w，设备折旧等其他成本降低约0.1元/w。
站在当前时点来看23年底和24年底的HJT和topcon对比，我们认为相比非硅成本，成本回收期依旧是下游企业扩产时考虑的第一要素。
23年底HJT成本回收期相比topcon依旧更长：HJT（纯银方案）的成本回收期约2.2年，HJT（银包铜方案）的成本回收期为2.05年，HJT在回本周期上相比topcon依旧更长。
24年底HJT成本回收期相比topcon预计会更短：HJT银包铜方案在浆料成本仍可降低0.02元，靶材可降低0.01元，整体与topcon的单W电池片成本差距也会缩减到0.02元，初始投资回本周期为2.46年，短于topcon的3年；24年底HJT铜电镀的回本周期约2.82年，同样短于topcon。
图：23年底HJT的初始投资成本回收期相比topcon依旧更长 ![]()
图：24年底HJT的初始投资成本回收期相比topcon已更短 ![]()
来源：光伏技术共享交流
免责声明：《全球光伏》公众号原创或转载文章仅代表作者本人观点，公众号平台对文中观点不持态度。如内容有不实或者侵权，请留言与本站联系。
往期精彩内容