谁是下一代光伏电池

　N 型硅片薄片化潜力大，更具成本下降潜力。

　　降本增效是光伏产业发展的唯一主线，而其中必然伴随着技术的升级和迭代，电池尤其如此。经过2021年光伏电池的发展，现在行业走到了新的十字路口，N型电池进入产业化扩张阶段。

　　长城证券在最新的2022年光伏投资策略报告中提到，2021年硅料价格大幅上涨导致硅片生产原材料成本大幅提高，下半年硅片厂商盈利水平明显下滑。N型硅片厚度下降潜力显著高于P型硅片，更符合行业对快速降本的诉求，渗透率有望快速提升。

　　01

　　N型时代

　　光伏电池主要分为P型与N型，二者的区别在于原材料硅片和电池制备技术不同。

　　P型硅片在硅材料中掺杂硼元素制成，N型硅片在硅材料中掺杂磷元素制成。P 型电池原材料为P型硅片，通过制备技术分类主要包括BSF电池、PERC电池，N型电池原材料为N型硅片，主要包括PERT/PERL、TOPCon、HJT(异质结)、IBC等。

　　P型单晶硅电池发展较早，在2015年之前是由铝背场(BSF)电池主导，曾经占据了90%的市场份额。CPIA的数据显示，2020年，PERC电池占比从2019年的65%提升至86.4%。

　　转换效率接近理论瓶颈，制约P型电池渗透率继续提升。根据光伏协会产业发展路线报告，N型高效电池2030年转换效率或超过25.5%，比P型电池高出1个百分点以上。根据CPIA预测，2030年，N型电池的市占率或将达到56%左右，前景十分广阔。

　　N型光伏电池主要包括TOPCon、HJT和IBC三种技术路线，但目前主要是前两者。

　　从生产工艺难度来看，IBC >;TOPCon>;HJT，HJT电池工艺最简单，核心工艺仅需要4步。而BSF电池需要6道工艺、PERC需要8道工艺、TOPCON需要10多道工艺，HJT是目前光伏电池中工艺流程较短的技术路线。

　　转换效率层面，HJT>; TOPCon>; IBC，目前异质结电池的量产最高效率已经达到 25.05%，TOPCon量产最高效率达24.5%，IBC达到24%。

　　从投资成本角度，IBC>;HJT>; TOPCon，目前PERC+单GW设备投资在2亿元左右， TOPCon投资约2.5亿元左右，HJT投资额在4-4.5亿元左右，IBC设备投资额则在4-5 亿元左右。

　　由于TOPCon和PERC工艺相似， 因此在PERC产线上新增非晶硅沉积的 LPCVD/PECVD设备以及镀膜设备，可将PERC 产线升级至TOPCon。目前PERC 设备投资在 1.2-1.5亿元/GW，TOPCon投资约 2-2.5亿元/GW，将PERC改造为 TOPCon 仅需0.8亿元/GW，可大幅降低电池设备投资成本，拥有PERC电池产能的企业投资意愿更强。而HJT是低温工艺，因此需要重新新建产线，投资额在4-4.5亿元/GW。

　　目前 TOPCon电池成本低于HJT约0.13元/W，但根据《中国光伏产业发展路线图2020版》的数据，未来HJT的转换效率将始终领先TOPCon。尽管目前HJT的产业化稍稍落后于TOPCon，但放在更长的时间维度内，只要成本能降下来，HJT更有竞争力。

　　华晟新能源、钧石能源、山煤国际、通威股份、爱康科技、东方日升、明阳智能、金刚玻璃等企业均已宣布投资新建GW级的HJT相关项目，据公开资料显示，目前市场上规划 HJT电池片技术的产能有近40GW+。

　　02

　　不遗余力降成本

　　HJT的成本劣势主要是光伏银浆占比太高和设备投资大所导致的，而这两大问题正在加快得到解决。

　　光伏银浆分为高温银浆和低温银浆两种，主要的区别在于工艺温度，传统的P型电池和N型TOPCon使用高温银浆，HJT只能使用低温银浆。由于低温银浆的壁垒高，格局垄断(日本KE占90%的市场)，导致低温银浆的价格远高于高温银浆。

　　高温银浆市场已逐步实现进口替代，国产厂商于2017年对高温银浆进行进口替代，到 2020年国产品牌帝科股份、苏州固锝、匡宇科技、常州聚合高温银浆市占率约40%+，海外供应商日本KE、杜邦、汉高、贺利氏由于成本劣势，正逐步被国产品牌替代。

　　目前低温银浆由于对原料要求高，未来随着国产HJT投资规模的扩大，低温银浆也有望实现进口替代。

　　常州聚和、苏州晶银已经实现低温银浆小批量生产，浙江凯盈进入产品测试阶段。目前进口银浆价格约6500-6800元/kg，国内低温银浆价格约为5000-5500元/kg，随着国产化量产，低温银浆价格有望降至5000元/kg以下，与高温银浆平价。

　　银粉在低温银浆的总成本中占比超过98%，所以低温银浆降本的关键点在于降低银粉耗用量。HJT可通过银包铜技术，将银耗降至106mg。

　　由于银包铜是低温工艺，无法在 TOPCON 电池应用，目前TOPCON电池正在研发电镀铜工艺，由于铜容易氧化，过程涉及湿化学，拉力较难控制，因此电镀铜工艺较难，目前还处于实验室阶段。

　　再来看设备端，过去十年中，新的电池技术主要由国外机构提出，国外设备厂商首先开发设备然后引入国内。而从最新的TOPCon、HJT、IBC等高效电池技术产业化情况来看，国产设备供应商在中试环节就开始与电池片企业厂紧密合作，不断创新，成为技术和市场的引领者。

　　目前价值量占比最高的PECVD(价值占总设备成本的50%)进口设备的价格约4.8亿/GW，国产设备的价格仅2亿/GW，价格为进口设备一半。

　　迈为、理想、钧石、捷佳伟创积极布局 PECVD设备，目前通威、华晟、阿特斯已采用迈为PECVD设备。迈为股份利用其自主研发的HJT异质结高效电池量产设备与SunDrive的电镀工艺，在全尺寸单晶HJT电池 上的光电转换效率达到了25.54%，创造了新的世界纪录。

　　2017-2018年，HJT设备主要由梅耶博格、YAC、AMAT、日本住友等外资品牌提供，设备成本约10-20亿/GW;2019年迈为、钧石、捷佳伟创等开始进行进口替代，设备成本降至 5-10亿/GW;2020年6月欧洲老牌光伏设备龙头梅耶博格退出 HJT 的竞争国内设备商加码研发，迈为和钧石具备了HJT整线设备供应能力，2020年 HJT设备成本降至5亿/GW左右，随着量产产能的投放，以及设备国产化率的提升，预计2021年HJT设备成本有望降至4亿/GW。

　　12月初，迈为股份和REC集团签订了400MW HJT电池整线设备订单。一代光伏技术有一代设备，设备订单的起量是产业化加速最直接、最有效的信号，REC的订单是一个重要标志，HJT的产业化速度正在加速到来。