异质结：替代PERC，下一代最热门候选电池技术之一

一、异质结电池行业概况

光伏电池行业本质上一个技术密集型的产业，作为战略性新兴行业，科学技术发展是光伏行业发展的根本。目前行业内主流的先进技术有异质结太阳能电池（HJT）、TOPCon（隧穿氧化层钝化接触）、金属穿透（MWT）技术、全背电极接触晶硅光伏电池（IBC）技术、湿法黑硅（MCCE）技术、背面钝化（PERC）技术等等。

异质结电池具备高转换效率、工艺结构简单等多重优势，异质结技术具备更高的转换效率，双面率可以达到98%；更低的衰减，无PID\LID问题；较低的温度系数，可以达到-0.25%，常规晶硅电池为-0.46%；更适合与叠瓦技术相结合，HJT电池柔性不易隐裂。另外，还存低度电成本、寿命周期长、产品应用范围广等特点。

首先，与常规电池处理一致，对机械切割后的硅片表面进行蚀刻、制绒处理。随后，开始在硅片两侧沉积本征非晶硅薄膜，然后再沉积极性相反的掺杂非晶硅薄膜。再下一步，开始制备TCO薄膜，TCO的制备主要通过物理气相沉积（PVD）技术的溅射来完成。最后，在TCO顶部进行表面金属化处理，便可得到异质结电池。

在政策和技术的推动下，行业的迭代犹如“后浪推前浪”，光伏行业也不例外。在不断追求“降本提效”的光伏行业，电池片的迭代需求尤显重要。异质结电池（HJT）以其“增效降本”的巨大潜力，成为光伏行业的“后浪”，推动光伏产业技术变革。

近年来光伏行业技术路线持续迭代，2021年以来电池技术路线逐渐迭代到以HJT、TOPCon为主的N型电池片路线，其中TOPCon因为其生产工艺的综合成本更低而成为相对优先级更高的主流路线。

长期来看HJT路线是相对更优的选择，主要表现为：（1）HJT 电池可避免 LID 光致衰减和 PID 电位诱导衰减；（2）HJT电池温度系数优于 PERC、TOPCon，输出功率稳定；（3）HJT 电池结构对称，双面率高；（4）HJT 电池适合薄片化发展，降低硅片成本；（5）HJT 转换效率高；HJT 制备流程短，利于产业化。

光伏行业主流路线电池片效率度对比

来源：观知海内信息网

二、上游成本占比情况

HJT除人力成本外，其他所有成本支出目前均高于PERC。与目前主流的高效光伏电池PERC相比，异质结电池核心工艺只有制绒清洗、非晶硅薄膜沉积、TCO制备、电极制备4个步骤，因此人工成本相对较低。

HJT电池的成本主要由硅片、浆料、设备折旧、电力、靶材等构成，2022年成本占比分别为71%、12%、5%、3%和1%。其中，HJT电池中硅成本占比71%，为HJT电池成本第一大项。未来通过硅片薄片化和导入硅片吸杂工艺可以降低硅成本和提升转换效率。

2022年HJT电池成本占比情况

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HIT电池采用n型单晶硅片。2022年，全国硅片产量约为357GW，同比增长57.5%。其中，单晶硅片（p型+n型）市场占比约97.5%，p型单晶硅片市场占比87.5%，n型单晶硅片占比10%。随着下游对单晶产品的需求增大，单晶硅片市场占比将进一步增大，n型单晶硅片占比将持续提升，预计到2023年其市场占比将达到25%。

2020—2023年中国n型单晶硅片市场占比趋势变化图

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三、异质结电池行业市场现状

2022年，新投产的电池片量产产线仍以PERC电池产线为主，市场占比为88%。n型电池片占比合计达到约9.1%，其中n型TOPCon电池片市场占比约8.3%，异质结电池片市场占比约0.6%，XBC电池片市场占比约0.2%。目前，异质结电池市场占比较小。

2022年不同电池技术路线市场占比情况

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得益于N型硅衬底以及非晶硅对基底表面缺陷的双重钝化作用，目前HJT电池的转换效率要优于其他电池技术的转换效率。数据显示，2022年异质结电池平均转换效率达到24.6%。从最高转换效率来看，近日德国哈梅林太阳能研究所的最新认证报告显示，隆基绿能自主研发的p-HJT电池转换效率达到26.81%，是目前全球硅基太阳能电池效率的最高纪录。

其优势主要有：（1）效率提升潜力高，通过叠加IBC或钙钛矿技术，最高效率可分别达25%、28%以上；（2）降本空间大，低温工艺+N型电池更容易实现硅片薄片化；（3）其双面对称具有更高的双面率，双面电池组件可获得10%以上的年发电量增益；（4）较PERC电池更低的光致衰减。

2022—2030年异质结电池技术平均转换效率预测趋势图

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四、技术专利分析

我国异质结电池专利申请数量在2015-2022年呈上涨趋势。2022年中国异质结电池专利专利申请数量为143项；截止到2023年8月8日，我国异质结电池专利专利申请数量为44项。目前，我国异质结电池专利申请数量专利662项。

2015-2023年8月中国异质结电池申请专利申量趋势分析

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五、下游分析

2022年，在碳达峰、碳中和目标引领和全球清洁能源加速应用背景下，中国光伏产业总体实现高速增长。根据中国光伏协会数据，2022年，全国组件产量达到288.7GW，同比增长58.8%。随着光伏组件各大厂商持续扩增产能，预计未来产量将继续增长，到2023年组件产量将达到433.1GW。

2017—2023年中国光伏组件产量预测趋势图

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观知海内咨询发布的《2023年中国异质结电池行业市场现状及未来五年投资规划分析报告》是异质结电池行业最新研究成果。介绍了异质结电池行业市场发展环境、全球及中国异质结电池行业整体运行态势，分析了异质结电池市场竞争格局及异质结电池重点企业经营状况、产业链发展现状等，并对异质结电池行业未来投资前景做了预期及判断。

电池片是光伏行业降本增效的关键环节，更高的转换效率可摊薄下游电站的面积相关成本。地面光伏系统投资中，组件价格占比 40.70%，而电池又占到组件成本构成的 67.5%，系统成本的下降主要依赖于组件价格及电池成本的下降。

更高的转换效率可带来更高的发电增益率，单晶 P-PERC、中来股份 TOPCon、钧石能源异质结相比单晶 BSF 发电增益率分别为 3.0%、8.3%、11.0%。同时光伏电站的运输、安装、线缆、支架、运维、土地等成本均与面积成正相关关系，因此采用更高效的电池组件，可节省光伏电站面积，进而节约面积相关成本。

光伏组件成本构成比例分布

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六、异质结电池发展趋势

中国光伏行业协会名誉理事长王勃华在7月举办的“光伏行业2021年上半年发展回顾与下半年形势展望研讨会”上表示,光伏已成为全球最具竞争力的电力产品,并认为我国“十四五”年均增长70GW～90GW,预计2021全年新增55GW～65GW。

光伏已经成为我国实现“碳达峰”“碳中和”双碳目标的重要环节。而异质结电池的大规模量产,是光伏行业增效降本、实现技术变革的重要推动力,是国家新能源系统大战略中光伏能源占比持续提升的保证。

异质结电池在电池转换效率、多结电池、工艺步骤、温度系数、双面率、低衰减性和抗PID等方面都具有比常规晶硅电池无可比拟的明显优势，因此异质结电池被认为是可能替代PERC电池的最热门的下一代候选电池技术之一。

然而光伏行业本质上是个追求低单瓦成本和度电成本的绿色产业。当前阶段下，异质结电池的初始投资明显高于PERC和TOPCon，并且不能利用已有的PERC产线。同时，异质结电池只能使用低温银浆做电极，这就导致了异质结电池的单瓦成本远高于PERC电池，限制了异质结电池的产业推广速度。

光伏产业正处于蓬勃发展阶段，相关技术随之不断提升。2021年全球异质结电池规划产能已接近150GW。在异质结电池行业展现出巨大发展潜力的背景下，国内众多企业纷纷加入赛道，在其产能上超前布局。

根据中科院电工所数据显示，截止2021年底，国内异质结电池已建产能5.57GW，2022年待建产能4.8GW，2022年底至少具备10GW的异质结电池产能。在国内企业加快布局异质结电池领域同时，领先企业在电池效率方面不断突破新高，2021年7月华晟新能源研发的166尺寸异质结电池最高转化效率已达25.23%；2021年10月隆基科技转化效率已达25.82%，成为全球最高。

未来在本土企业不断提效降本下，国内异质结电池量产速度将不断加快，行业发展前景较好。在国内异质结电池相关技术日趋成熟，相关设备、材料等国产化水平不断提高背景下，异质结电池行业已进入产能迅速扩张时期，行业发展前景较好。

来源：观海知内