HJT VS TOPCon，光伏两大技术谁能接棒？

纵观光伏行业的历史，降本增效是永恒的趋势，目前最成熟的PERC电池已经达到效率的极限，随着新技术TOPCon和HJT的日渐成熟，新的一轮技术变革一触即发。6月28日金刚玻璃发布公告宣布投资8.32亿元新建1.2GW的HJT电池及组件项目，可以看出新进入者更愿意选择HJT，而PERC的老牌龙头更愿意去尝试TOPCon，背后的原因是什么?

1、光伏历史复盘

回顾光伏的发展史，如何提高转换效率、降低成本，使得投资收益率接近甚至超过火力发电，是推动行业不断前行的动力。

近10年来，光伏组件产品从多晶硅电池到今天的PERC电池，转换效率从10%到今天的24%，全球光伏度电成本(LCOE)从2009年的350美元/MWh到今天的50美元/MWh以下，助力2020年成为我国光伏发电平价的元年，在没有补贴的情况下成本接近火力发电。在许多海外地区，光伏发电的成本甚至大幅低于火力发电。而我国的光伏产业规模全球第一，出口量不断创下新高。但是目前PERC电池的转换效率已经接近24%的理论极限，产业界又开始为下一代电池技术量产做准备，目前市场关注的焦点主要集中在Topcon和HJT(异质结电池)。

2、TOPCon：能够在PERC的基础上改造

除了能够突破PERC电池的极限转换效率，TOPCon电池工艺可以在PERC基础上进行改造，与PERC电池工艺的主要区别在于增加了硼扩、隧穿氧化层沉积等步骤。

 

在4月份，对于TOPCon的关注曾迎来一波高潮。因为德国一家研究所发表了一篇论文，认为TOPCon电池的极限效率是28.7%，高于HJT的理论极限27.5%效率。但是中科院专家王文静认为，TOPCon只有在双面都做氧化硅和多晶硅时才能达到理论最大值28.7%，单背面理论效率只能达到24.9%。但是短期来看，TOPCon可能会卡在多晶硅钝化层的制备等技术环节难以发展;中期来看，TOPCon的增效和降本路径也不如HJT清晰;长期来看，TOPCon电池前表面的同质结结构很难与钙钛矿电池形成匹配的到点结构，很难与钙钛矿电池形成叠层电池，发展前景有限。但是近期TOPCon的效率也取得了超预期的发展，2021年隆基单晶双面P型TOPCon电池实现25.02%的转换效率，再次激起了产业链对于TOPCon的期望，近期产业呈现加速的状态。背后的重要原因之一就是现在PERC产线庞大，如果直接淘汰，则会造成较大的损失。因此假如TOPCon能够延续现有产线的寿命，厂商进行尝试的动力很强。另外一个原因就是目前HJT的设备成本还是比较高(约4.5亿元)，TOPCon改造所需的费用约1.5亿元。目前各企业的进展如下：

 

3、HJT：降本路径清晰，潜力较大

另外一个种子选手就是HJT，优点是理论转换效率高达27%、仅需4步工艺、无光衰、温度特性好等等。

 

隆基等龙头公司也有相关的技术储备，从公开信息整理的各家公司效率如下图：
安徽华晟的中试线转换效率接近24.73%，迈为股份经过国际认证的转换效率达到24.61%。
缺点就是目前设备成本4.5亿元/GW，比较高。但是目前HJT的降本路径非常清晰。1)硅片：薄片化按照硅料价格95元/kg来算，硅片占HJT总成本的47%。另外由于HJT使用的是低温工艺，相较于PERC天生更容易实现薄片化。假如厚度下降到150μm，硅片的成本将会和P型一样。从公开信息来看，目前安徽华晟已经计划开始尝试130μm，证明目前N型的减薄进展值得期待。但是对于薄片化还是需要辩证来看。硅片做薄了之后，还需要组件厂根据变薄的硅片重新研发设备，这个过程不会一蹴而就，因为对于组件厂来说，产线的成本还没有收回，短期动力不会太强。另外HJT专用的大硅片还可以通过直接切半棒、切边皮，从而提高出片率，降低硅片成本。2)非硅材料：降低银浆用量在HJT非硅材料成本众，与PERC有差异的主要是银浆和靶材，其中银浆占成本56%，是主要的降本目标。银浆主要用于做成栅线，以此来收集获得的电流。目前业内普遍主要是通过把栅线做细、做多，目前业内在往12BB的方向突破。但是其实无主栅才是最终的降本目标，奈何目前专利掌握在海外，短期内还处在保护期。另外一个方法就是银包铜，1/3的银用铜来替代。3)设备降本：2021年底或明年降至3.5亿元/GW目前HJT的设备成本是4.5亿元/GW，根据产业链调研来看，今年底设备成本有望下降到3.5亿元/GW，届时能够接受的老玩家会更多。

 

4、HJT降本进行的如何?何时大规模量产?

上文提到了未来HJT努力降本的方向，业内认为在2022年HJT将会实现与PERC电池直接竞争的能力。因此2021年是HJT萌芽的元年，从设备订单情况就是最好的证明。在某龙头设备公司的电话会议中，公司表示2021年的订单将会在10GW以上，2022年的预期是20-30GW，2023年50GW，可以看出订单情况是倍增的，2022年或将是HJT放量的时间节点。

5、HJT未来的想象力：叠层电池

HJT电池技术大概率不会是光伏电池技术的终点，未来HJT/钙钛矿叠层电池或许是未来，转换效率可能会达到29%。而两种电池的特性，也恰好适合做成叠层电池。

1)HJT电池蓝光响应差，需要顶电池来吸收短波光线;2)HJT电池本身的非晶硅/纳米硅镀膜工艺、ITO镀膜工艺与叠层工艺契合;3)HJT电池的低温、无水工艺工程与钙钛矿技术相匹配;4)钙钛矿技术难以实现组件级别面积的均匀沉积，适合在硅片尺寸级别制备;5)钙钛矿薄膜组件采用ITO进行互联，叠层电池可采用铜焊带互联。