TOPCon 电池产业格局全景解析
TOPCon 电池产业格局全景解析
lqzk767
深度行业研究，详解产业链、市场格局及发展趋势。覆盖信息科技、大消费、生命健康、传媒娱乐、先进制造、地产金融、节能环保、创业投资等各大领域。官网：www.767stock.com
查行业数据，就用行行查
欢迎至网站探索：www.hanghangcha.com
光伏产业链的发展本质是技术驱动降本增效。电池片技术的选用与下游电池的性能以及成本有着极为紧密的联系，其中又以光电转换效率的相对提升对于终端的发电成本控制更为有效。
随着P型电池接近理论效率极限，N型电池技术将成为未来发展的方向。
光伏电池技术分类：
资料来源：中国光伏技术发展报告，兴业证券
P型电池传统单晶和多晶电池主要技术路线为铝背场技术（AL-BSF），目前主流的P型单晶电池技术为PERC电池技术，该技术制造工艺简单、成本低。
N型电池具有转换效率高、双面率高、温度系数低、载流子寿命更长等优点，在新技术电池技术路线主要包括PERT、TOPCon、IBC、HJT等。
四种主流电池片技术特点：
资料来源：CPIA、北极星电力
2021-2030年各种电池技术平均转换效率变化趋势：
资料来源：CPIA
光伏电池第一代技术是铝背场电池（BSF），PERC是基于BSF发展而来的第二代技术。
PERC之后的技术演变分两种：一是在PERC的基础上进行持续的工艺改进，称之为PERC+技术，包括SE、TOPCon、PIBC以及其他形式的PERC+；二是对PERC工艺进行了颠覆的HJT技术，代表行业下一代技术的发展方向。
光伏电池片技术迭代方向：
来源：光伏材料与技术国家重点实验室、中泰证券
不同电池技术格局特点，在转换效率、电池成本、工艺复杂性及与存量产线的兼容性等方面均有所不同。
从2022年产业趋势来看，TOPCON、IBC电池片技术预计会提前HJT电池片技术进入产业化。
TOPCON电池行业概览
隧穿氧化层钝化接触（TOPCon）太阳能电池于2013年由德国Fraunhofer太阳能研究所首次提出。
主流TOPCon电池采用N型硅片，其技术的核心在于在背面增加了一种由极薄的SiO2隧穿层和n+掺杂多晶硅层组成的钝化结构，这样可以借助电子隧穿效应达到选择性钝化接触的效果，同时也移除了铝背场。而由于衬底硅片掺杂类型的改变，AL2O3层也移至前表面。
资料来源：正泰新能源、中科院物理所
TOPCon电池可以看作是基于PERC电池的又一次技术升级。
TOPCon电池的理论效率远超P型电池，目前量产/最高效率分别超24.5%/25%，且拥有低衰减、高双面率、低温度系数等优点，在终端电站的发电增益效果明显。
TOPCon电池制造工艺与PERC有很高的兼容性。对比现有PERC产线，只需要新增硼发射极的制备、生长隧穿氧化层、沉积多晶硅并对其进行掺杂、扩散后的清洗等四道工序，与存量PERC产线具有较好的设备兼容性。
对于PERC产线的升级，增加的设备投资额在5,000万元~7,000万元，而产线设备的兼容性是不少原业内电池厂选择TOPCon技术的一个重要原因。
在面临大规模PERC产线设备资产折旧计提压力下，升级改造拉长设备使用周期，叠加SMBB技术和银浆国产化推进，在提效降本方面的优势更加明显，预计是未来2-3年具备性价比的路线选择。
TOPCon相比PERC工艺流程增加2-3步，但可在PERC工艺技术上延伸。
HJT与PERC工艺路线完全不同，无法延伸，只能新投产线。
来源：《TOPCon电池的挑战和机遇》，王文静，中科院电工所
TOPCon电池行业市场格局
TOPCon电池效率与成本优势凸显，国内龙头布局明显加速。
自晶科能源发布N型量产TOPCon组件产品，拉开龙头厂商推动TOPCon电池产业化的序幕。
晶科能源在合肥建设的16GW电池工厂将以生产TOPCon电池为主，预计这批电池转换效率将达到25%，良率与量产PERC持平，且成本逼近PERC。
根据全球光伏最新统计数据，截止6月，晶科、中来等公司投产的TOPCon量产产能已经超过24GW，各家企业现有产能及规划新投规模超过80GW，且目前行业内超300GW的PERC产线中，至少有一半的产能可以升级为TOPCon。
此外，聆达股份、沐邦高科、皇氏集 团等新进入者强势切入。
整体来看，2022年下半年进入TOPCon电池产能大规模投产阶段。
TOPCon电池产能的扩张预计也将带动设备和材料环节的升级以及出货量的增加。
目前TOPCon电池最主流的工艺也是先量产的技术路线是LPCVD，而目前PECVD技术研发和产业化取得良好进展，预计在下半年将正式进入量产投放阶段。
LPCVD和PECVD都有望成为电池组件企业的选择，且PECVD的边际变化更为明显。
TOPCon关键设备目前已经实现国产化，拉普拉斯、捷佳伟创、北方华创、48所均有相关设备生产。
京山轻机2022年6月22晚披露投资者关系活动记录表公告，公司HJT清洗制绒设备和金石有战略合作、钙钛矿设备和TOPCon设备以公司自己研究为主。
丝网印刷设备是晶硅电池片制造环节核心设备， TOPCon 电池需要通过丝网印刷制备前后电极，国内相关厂商主要包括晶盛机电等。
具备成熟量产工艺的核心设备供应厂商还包括帝尔激光、金辰股份等；N型技术迭代加速利好组件串焊机需求，主要厂商有奥特维等。
随着TOPCon电池产业化推进和产能的扩张，将带动银浆需求的增长和品质要求的提升。
目前TOPCon电池银浆消耗量为100-120mg/片，相较于PERC电池银浆消耗60-70mg/片，有明显的增加。
在TOPCon的组件封装上目前主要采用POE胶膜，而POE胶膜不管是在销售价格上还是在毛利率上相较于普通的EVA胶膜都有所提升。
以上两个环节主要厂商包括帝科股份、苏州固锝、 赛伍技术、福斯特 等。
根据CPIA，2021年我国企业/研究机构晶硅电池试验效率打破记录11次，各路径下转换效率的快速提升，让N型电池产业化应用成为更可能。
2021年10月晶科N型单晶TOPCon最高转化效率达到25.4%，量产效率达到24.5%。
隆基绿能拥有PERC、TOPCon、HJT，技术路线“全面开花”。2021年，隆基先后七次打破光伏电池转换效率世界纪录，其中N型TOPCon25.21%、P型TOPCon25.19%、N型HJT26.30%。
2022年3月天合光能N型单晶硅i-TOPCon电池效率新最高达到25.5%，这是天合光能第23次创造和刷新世界纪录。
4月经权威认证机构德国哈梅林太阳能研究所（ISFH）测试，迈为股份采用低铟含量的TCO工艺结合银包铜栅线，在全尺寸(M6，274.5cm2)单晶硅异质结电池上获得了25.62%的光电转换效率。