光伏：三类新型技术抢棒PERC，N型高效时代开启-平安证券.pdf

行业深度报告 三类新型技术抢棒 PERC， N 型高效时代开启 行 业 深 度 报 告 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 行 业 报 告 电力设备及新能源 2022 年 07 月 15 日 强于大市（维持 ） 行情走势图 证券分析师 皮秀 投资咨询资格编号 S1060517070004 010-56800184 PIXIU809pingan.com.cn 吴文成 投资咨询资格编号 S1060519100002 WUWENCHENG128pingan.com.cn 平安观点  PERC 迫近 理论 效率极限， N型技术拐点已至。 在行业“降本增效”主题 驱动下光伏电池历经技术迭代，当前 主流产品 P 型 PERC 电池效率迫近 理论极限且降本趋缓，具备转换效率高、温度系数低、光致衰减低 等 优势 的 N 型电池是下一步迭代发展的方向。目前 ， N 型 TOPCon 电池 经济性 提升明显 ， HJT 电池中 长 期提效降本空间较大， IBC 电池技术延伸空间广 阔 ， 未来较长一段时间 多种技术路线将竞相发展 。  TOPCon 经济性凸显，引领 N 型技术产业化元年。 TOPCon 为 隧穿氧化 层钝化接触电池 ， 产线可与 PERC 产线兼容， 经济性和性价比 凸显 支撑 其 率先占据 N 型 产品 扩产高点。 目前一体化龙头如晶科、天合、晶澳等推动 TOPCon 向规模 化发展，中来、钧达、一道新能也有较大规模布局，协鑫 和正泰开发提速 。 2022 年 TOPCon 电池产能规模有望超过 50GW， 2023 年 或达 80GW。 TOPCon 在终端应用已具备与 PERC 竞争的实力，预计 中 短期内 率 先布局的企业有望获得超 额收益。  设备、材料端齐推“降本增效”， HJT 加速产业化。 HJT 是 具有本征非晶 层的异质结电池 ， 可通过双面微晶、半棒薄片、银包铜、 SMBB 高精度串 焊、靶材无铟化等工艺进一步降本增效。产能布局方面， 新进者如华晟新 能源、金刚玻璃、明阳智能等 和下游央国企运营商如 华润电力 、国电投等 加速扩产布局 。到 2022 年底，国内 HJT 产能规模（含在建）或超过 15GW， 待 其经济性 优化 后 ， 技术迭代红利将 加速 兑现并 有望 争夺市场主导地位。  IBC 兼容性优越，技术延伸空间广阔 。 IBC 交指式背接触 电池， PN 结及 正负极金属栅线位于电池背面，适于中高端分布式市场 及 BIPV 商业化应 用。目前，隆基绿能主推 P 型 IBC 电池（ HPBC），爱旭股份在 6 月底发 布了 名为 “黑洞” 的 N 型 ABC 组件 新产品。 IBC 兼容性优越， 未来 可结 合 TOPCon、 HJT 等技术优势进一步 拓展应用空间。  投资建议。 布局 N 型 技术 将成为光伏厂商差异化竞争和盈利提升的重要因 素 ，建议 关注 三大主线 关注短期性价比较优的 TOPCon 电池组件厂 商如 天合光能、晶澳科技、钧达股份等， 以及 聚焦分布式领域 HPBC 技术应用 的隆基绿能； N 型技术产业化发展需要设备 环节 持续助力 降本增效， 建议 关注 设备企业 迈为股份、捷佳伟创、高测股份、 金博股份、 帝尔激光等 ； 原材料及辅材 的国产化 与 提质降本 将 提升 N 型技术 性价比 ，建议关注 帝科 股份、福斯特等企业 。  风险提示。 光伏下游装机需求 受贸易政策及疫情等因素影响 不及预期； N 型电池组件 效率提升水平 不及预期 ； 国产化设备及材料降本 力度不足 ， N 型技术产业化速度 不及预期 。 证 券 研 究 报 告 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 电力设备及新能源行业深度报告 2/ 22 股票名称 股票代码 股票价格 EPS P/E 评级 2022-07-14 2021A 2022E 2023E 2024E 2021A 2022E 2023E 2024E 隆基绿能 601012.SH 61.91 1.20 2.50 3.07 3.84 51.7 24.8 20.2 16.1 推荐 通威股份 600438.SH 60.06 1.82 5.43 4.70 3.68 32.9 11.1 12.8 16.3 推荐 迈为股份 300751.SZ 491.45 3.72 4.94 7.56 10.39 132.3 99.5 65.0 47.3 推荐 天合光能 688599.SH 75.09 0.83 1.67 2.41 3.07 90.2 44.9 31.2 24.5 未评级 晶澳科技 002459.SZ 77.34 0.87 1.83 2.47 3.17 89.1 42.3 31.3 24.4 未评级 捷佳伟创 300724.SZ 124.20 2.06 2.72 3.48 4.33 60.3 45.6 35.7 28.7 未评级 帝尔激光 300776.SZ 178.66 2.24 2.99 4.32 6.13 79.7 59.7 41.3 29.2 未评级 资料来源 Wind，平安证券研究所， 未评级 公司 参照 Wind 一致预测 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 电力设备及新能源行业深度报告 3/ 22 正文目录 一、 PERC 迫近理论效率极限， N 型技术拐点已至 . 5 1.1“降本增效 ”推进技术迭代， PERC 电池仍为行业主流 . 5 1.2 N 型技术拐点已至，多种技术路线竞相发展 6 二、 TOPCon 经济性凸显，引领 N 型技术产业化元年 9 2.1 兼容 PERC 产线， TOPCon 强化钝化接触工艺 . 9 2.2 效率与成本优势支撑，一体化厂商力推 TOPCon 量产 . 13 2.3 TOPCon 经济性提升，技术迭代红利将兑现 15 三、 设备、材料端齐推 “降本增效 ”， HJT 加速产业化 . 16 3.1 HJT工艺步骤相对简化，但工艺精度要求严苛 . 16 3.2 HJT经济性仍待提升，设备、材料端助推降本增效 17 3.3 新进者与央国企运营商布局发力， HJT加速产业化 . 18 四、 IBC 兼容性优越，技术延伸空间广阔 . 19 4.1 IBC 工 艺相对复杂，兼容性优越 . 19 4.2 隆基爱旭规模化布局，抢占分布式光伏市场 . 20 五、 投资建议 . 20 六、 风险提示 . 21 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 电力设备及新能源行业深度报告 4/ 22 图表 目录 图表 1 太阳能晶硅电池发电原理 . 5 图表 2 2021-2030 年国内不同类型硅片市场占比趋势 . 5 图表 3 太阳能电池分类 5 图表 4 光伏电池技术路线演进 6 图表 5 光伏电池各技术路线对比 . 7 图表 6 主要光伏厂商 N 型电池组件产品梳理 . 8 图表 7 2021-2030 年各种电池技术平均转换效率趋势 . 9 图表 8 2021-2030 年国内电池技术市场占比趋势 . 9 图表 9 常规铝背场电池与 PERC 电池结构对比 9 图表 10 TOPCon 电池结构示意图 . 10 图表 11 超薄隧穿氧化层示意图 . 10 图表 12 TOPCon 电池提效方案示意图 10 图表 13 PERC 与 TOPCon 电池工艺流程及主要设备厂商 11 图表 14 TOPCon 电池四种钝化技术比较 . 12 图表 15 晶科 TOPCon 电池效率刷新纪录 13 图表 16 双面率提升影响发电增益对比 . 13 图表 17 TOPCon 技术发展路径与效率预测 13 图表 18 TOPCon 电池进一步降本增效发展路径 . 13 图表 19 TOPCon 电池开启产业化元年 14 图表 20 国内主要 N 型高效电池产能预测（ GW） 14 图表 21 TOPCon 电池组件主要厂商扩产布局情况 . 14 图表 22 PERC 与 TOPCon 电池组件价格对比 . 15 图表 23 TOPCon 实证案例情况 15 图表 24 HJT电池 结构示意图 16 图表 25 22 年 6 月隆基刷新 HJT效率世界纪录 26.5 16 图表 26 HJT电池工艺流程及重点设备 17 图表 27 全产业链助力 HJT降本增效 . 18 图表 28 PERC 与 HJT电池组件价格对比 19 图表 29 HJT电池组件主要厂商扩产布局情况 19 图表 30 IBC 电池结构 20 图表 31 IBC 电池简版工艺流程 . 20 图表 32 N 型电池主要设 备厂商梳理 21 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 电力设备及新能源行业深度报告 5/ 22 一、 PERC 迫近 理论 效率 极限， N 型技术拐点已至 1.1“降本增效”推进技术迭代， PERC 电池仍为行业主流 光伏发电是利用半导体材料的光生伏特效应，把太阳能转化为电能的过程。其发电原理是太阳光照在半导体 P-N 结上，形 成新的空穴 -电子对，在 P-N结内建电场的作用下，光生空穴（正电荷）由 N区流向 P区，光生电子（负电荷）由 P区流向 N 区，形成从 N到 P的光生电动势，从而使 P端电势升高， N端电势降低，接通电路后就形成 P到 N的外部电流。太阳能 电池是实现光电转换最为核心的环节。 图表 1 太阳能 晶硅 电池 发电原理 图表 2 2021-2030 年 国内 不同 类型 硅片 市场占比趋势 资料来 源润阳股份招股说明书 ，平 安证券研究所 资料来源 CPIA， 平安证券研究所 太阳能电池根据半导体材料的不同分为晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池，晶硅太阳能电池在太阳能电池中份额占比超 95， 是目前产业化水平与可靠性最高的光伏电池类型。晶硅电池根据用料的不同可分为单晶硅电池和多晶硅电池，单晶硅片因具 有完美的晶体结构，易制备高品质的 PN结从而获得更高的光电转换效率，且通过改进单晶炉、金刚线切片等环节大幅降本， 已成为行业的主流选择。单晶电池根据硅片掺杂元素不同，又分为 P型电池和 N型电池。传统 P型电池硅片基底掺硼，通 过扩散磷形成 N/P 结构，虽然扩散工艺简单但转换效率上限较低；新型 N型电池硅片基底掺磷，通过扩散硼形成 P/N结 构，扩散工艺难度大，但少子寿命长，且没有硼氧复合和硼铁复合，从而避免了形 成复合中心的光致衰减损失，是未来的技 术迭代方向。 图表 3 太阳能电池分类 资料来源 智汇光伏， SOLARZOOM， 平安证券研究所 历经两代技术变革， N 型电池技术拐点已至，单晶 P型 PERC 电池最具经济性仍为行业主流。 0 25 50 75 100 2021 2022E 2023E 2025E 2027E 2030E 多晶硅片 铸锭单晶硅片 P型单晶硅片 N型单晶硅片 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 电力设备及新能源行业深度报告 6/ 22 第一代电池技术（ 2016年之前 ） 为常规 Al-BSF铝背场电池（ Aluminium Back Surface Field），在电池 P-N结制备完成后， 于硅片的背光面沉积一层铝膜，无介电膜。铝背场电池效率损失来自于背面全金属的复合，背钝化电池结构 PERC 应运而 生。 2021 年 BSF 电池市场占比下降至 5，基本面临淘汰。 第二代电池技术（ 2017至今） 为单晶 P型 PERC及 PERC电池， PERC 发射极钝化和背面接触电池（ Passivated Emitter and Rear Contact），在电池片背面形成氧化铝钝化层作为背反射器，增加长波光的吸收，同时降低背表面电子复合，增大 P-N 极间的电势差，提高转换效率。 2017-2020 年 PERC电池加速迭代，市占率从 15上升至 86， 4年间渗透率提升近 6 倍。随着近两年大尺寸 PERC电池新产能的释放， 2021年其市场占比进一步提升至 91.2。目前， PERC利用提效工艺 如激光 SE、碱抛、光注入 /电注入等，延长了技术生命周期， 2022 年平均转换效率约为 23.3，是目前最具经济性的主流 电池产品。但 PERC效率迫近理论极限 24.5，大尺寸 PERC的降本路径也临近扩产瓶颈，下一场竞赛将是高效率的比拼。 第三代电池技术（ 开启 产业化 元年 ） 为 N 型高效电池技术，其钝化接触技术大幅减少金属电极和电池的接触复合，从而实 现比 PERC 电池更高的转换效率。具体包括 TOPCon隧穿氧化层钝化接触电池（ Tunnel Oxide Passivated Contact）、 HJT 具有本征非晶层的异质结电池（ Hetero-Junction with Intrinsic Thin-layer）、 IBC 交指式背接触电池（ Interdigitated Back Contact）等。 N型电池相对成本较高， 2021年市场占比约为 3， 2022年产业化元年正式启动。随着国内外需求开始转向 高效产品以及“降本增效”提速， N 型电池是下一步迭代发展的方向。 图表 4 光伏电池技术路线演进 资料来源 一道新能， 平安证券研究所 1.2 N 型 技术拐点 已至 ，多种技术 路线 竞相发展 降本增效是光伏行业永恒主题，降低度电成本 LCOE 的终端目标驱动市场向高功率高效率组件转换。 高效晶硅电池迭代迅 速，根据晶硅太阳能电池的工作原理，要实现高转换效率（η FF*Voc*Jsc/Pin）需要高的填充因子（ FF）、开路电压（ VOC） 和短路电流密度（ JSC）。相应地，电池技术演进的逻辑是用更低成本的规模化工艺手段，减少电池载流子的复合，提高 开路电压、短路电流和转换效率，最终降低度电成本 LCOE，实现全行业降本增效。早期第一代 Al-BSF铝背场电池，背面 沉积一层铝膜，金属复合严重。第二代 PERC 电池利用 背面氧化铝钝化层沉积，增强光线的内背反射、降低了复合。而 N 型电池的钝化接触技术，大幅减少金属电极和电池的接触复合，其中 TOPCon 通过背面隧穿氧化层和掺杂多晶硅层形成钝 化接触结构，形成了良好的界面钝化，降低金属接触区域的复合； HJT综合了晶体硅电池优异的光吸收性能与薄膜电池的钝 化性能优势，利用本征非晶硅层将 N 型衬底与两侧的掺杂非晶硅层完全隔开，实现了晶硅 /非晶硅界面态的有效钝化，获得 更高的开路电压； IBC电池将 P掺杂区域和 N掺杂区域均放置在电池背面，受光面无任何金属电极遮挡，从而有效增加电 池的短路电流， 使电池的能量转化效率得到提高。 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 电力设备及新能源行业深度报告 7/ 22 图表 5 光伏电池各技术路线对比 内容 PERC TOPCon HJT IBC 名称释义 发射极钝化和背面接触 背面形成钝化层作为背 反射器，增加长波光的吸 收，同时增大 p-n 极间的 电势差，降低电子复合， 提高效率。 隧穿氧化层钝化接触 在电池背面制备一层 超薄氧化硅，然后再沉 积一层掺杂硅薄层，二 者共同形成了钝化接 触结构。 具有本征非晶层的异 质结在电池片里同时 存在晶体和非晶体级 别的硅，非晶硅的出现 能更好地实现钝化效 果。 交指式背接触把正负电极都置于 电池背面，减少置于正面的电极反 射一部分入射光带来的阴影损失。 其中， TBC 电池在 IBC 基础上叠加 钝化接触技术； HBC 异质结背接触 电池将非晶硅钝化技术应用于 IBC，结合了 IBC 电池高的短路电 流与 HJT 电池高的开路电压的优 势，能获得更高的电池效率。 核心工艺 背钝化等 硼扩及LPCVD/PECVD 等 非晶硅 /微晶薄膜沉积 TCO 制备，低温浆料 交叉排列 p区和 n区 金属电极设计等 平均效率 23以上 24以上 24.3以上 25以上 双面率 75 85 95 单面为主 衰减 首年 2.5，此后 0.5 首年 1，此后 0.4 零 PID、零 LID 零 PID、零 LID 代表企业 目前主流厂商 晶科、中来、天合等 华晟、日升等 隆基、爱旭等 优势 成本低、技术成熟度高 设备可接轨、成本与效 率性价比高 工序少、效率较高 效率高 2021 产能 390GW 10GW 7GW 量产情况 成熟 已量产 经济性待提高 难度较大 设备投资 1.5 亿元 /GW 1.5-2 亿 /GW 3.5-4 亿 /GW 约 3 亿元 /GW 发展难点 迫近效率极限， 降本空间小 工序较多，良率偏低 成本高、银耗大 成本高，技术难度大 资料来源 CPIA， SOLARZOOM，北极星电力，平安证券研究所 N 型单晶硅杂质少、纯度高、少子寿命长， N 型电池具备转换效率高、温度系数低、光致衰减低、弱光响应好、双面率高、 降本空间大等综合优势，全生命周期内的发电量高于 P型电池，是下一步迭代发展的方向。 根据权威测试机构德国哈梅林太 阳能研究所测算， PERC、 HJT、 TOPCon三种类型电池技术理论极限效率分别为 24.5， 28.5， 28.7（双面） 。 随着 P 型 PERC电池效率迫近理论极限，且降本趋缓步入薄 利时代，光伏企业围绕“降本增效”争先布局 N型高效新型技术路线。 预计 2022年 N型电池市场渗透率将超过 8， 2023年有望超过 20。其中， 能兼容 PERC生产线的 TOPCon电池量产领 先一步， N型新技术拐点已至。 当前，多样化的终端应用市场推进着多种 N 型电池路线并存发展 ， 已有部分 光伏厂商发布 了 N 型 新 产品 。 TOPCon 短期量 产经济性显著， HJT中长期提效降本空间较大， P型 IBC受一体化龙头力推，三类电池处于发展导入期；此外， IBC有望与 TOPCon 和 HJT结合成下一代 TBC及 HBC技术，钙钛矿叠层电池极具远期发展潜力，技术前沿方案不断优化。 未来较长 一段时间，多种 N型 技术路线将竞相发展。 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 电力设备及新能源行业深度报告 8/ 22 图表 6 主要光伏厂商 N型电池组件产品梳理 主要厂商 重点产品 技术路线 产品特性 晶科能源 Tiger Neo 系列组件 TOPCon 电池量产效率已达 24.75，良率接近 PERC 量产水平，兼具高功率、 高效率、高可靠性和低衰减等特点。 2022 年Ｎ型 TOPCon 组件出货 量预计达到 10GW。 晶澳科技 DeepBlue4.0X 组件 Bycium TOPCon 技术 由 182 PERC 产线技改量产，组件单瓦发电量比 p 型组件高 3.9左 右，最高功率可达 625W，量产电池效率可达 24.8以上，组件最高 转换效率可达 22.4， BOS 成本最大可降低 2.1左右， LCOE 成本 最大可降低约 4.6 中来股份 J-TOPCon 2.0 电池 JW-HD144N 组件 TOPCon 采用 M10 大尺寸硅片，电池量产效率 24.5，功率可以达到 570W， 温度系数为 -0.32/℃，首年衰减 1，年度衰减 0.4。 TOPCon 组 件较 PERC 高出 2-3发电量。 一道新能 DAON 组件 TOPCon 电池效率 24.6，实验室电池效率 25.5，采用 182 尺寸，有 54 片、 72 片、 78 片三种版型，满足户用分布式屋顶、工商业屋顶、集中式电 站场景需求， 30 年功率质保，首年衰减不超过 1，此后每年衰减不 超过 0.4。 东方日升 “伏曦”系列组件 HJT 电池效率突破 25.5，组件功率达 700W，组件效率达到 22.53。 阿特斯 HiHero 屋顶组件 HJT 针对户用电站，采用 54 片 182 尺寸 HJT 电池，组件功率最高达到440W，组件效率最高达到 22.5。 华晟新能源 喜马拉雅 G12 系列组件 HJT 210 大尺寸 HJT 结合单面微晶技术，双面双玻半片，可实现高达 85 的双面率以及更优的 LCOE 成本。 G12 组件由公司宣城二期电池、组 件产线生产，平均组件功率为 680-700W，最高可达 710W，高于同版 型的 PERC 组件 50W 左右。 HJT 二期项目电池批次平均转换效率 24.73，冠军电池片效率 25.1，组件全面积转化效率超过 23。 爱旭股份 All Back Contact“黑洞” ABC 组件 N 型 IBC 采用了全新的背接触结构，正面无电极栅线遮挡，电池量产平均效率 高达 25.5，组件量产效率最高达 23.5，最大功率 720 瓦。 ABC 组 件全生命周期发电量提高 11.6，系统成本降低超 3，同时采用了非 银技术，材料成本大幅降低。 正泰 ASTRO N 系列组件 TOPCon ASTRO N6700W、 ASTRO N5（ 570W）、 ASTRO N5s，对应地 面电站、大型分布式电站、海外户用场景等，其中 ASTRO N5s 系列 中，全黑设计的组件功率可达 420W，常规设计可达 430W。新品涵盖 M10 和 G12 两种 N 型大硅片，目前电池的正面效率 24.6，背面做 到 2021效率，整体双面率折算为 85。 国电投 黄河公司 Andromeda 仙女座 系列组件 IBC IBC 电池平均量产转换效率 24.2，组件量产转换效率 22.1。 资料来源北极星电力，公司公众号，平安证券研究所 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 电力设备及新能源行业深度报告 9/ 22 图表 7 2021-2030 年各种电池技术平均转换效率趋势 图表 8 2021-2030 年国内电池技术市场占比趋势 资料来 源 CPIA，平 安证券研究所 资料来源 CPIA， 平安证券研究所 二、 TOPCon 经济性凸显，引领 N 型技术产业化元年 2.1 兼容 PERC 产线， TOPCon 强化钝化接触工艺 PERC电池结构方面， 与常规铝背场电池相比， PERC电池背面增加了氧化铝 AlOx，氧化硅 SiOx 和氮化硅 SiNx等钝化叠 层，在工艺制程上主要增加了背面抛光、背面 ALD/PECVD钝化及镀膜、激光开槽等三道工艺，在背面钝化和局部铝背场的 共同效应下， PERC 电池效率得到有效提升。 图表 9 常规铝背场电池与 PERC 电池结构对比 资料来源 全球新能源网， 平安证券研究所 TOPCon电池 结构方面， 该技术 利用 量子隧穿效应，在电 池背表面制备一层超薄隧穿氧化层（ 1.5-2nm氧化硅 SiO2），形成 良好的化学钝化性能，允许多数载流子（电子）通过，阻止少数载流子（空穴）通过，降低多少子表面复合。同时，隧穿氧 化层与高掺杂的 n型多晶 硅薄层 Poly-Si共同形成了钝化接触结构，使电极不接触硅片就完成电流传输，降低背面金属复合， 提升电池的开路电压和转换效率。 TOPCon产线与 PERC产线兼容，工艺流程在 PERC基础上增加了硼扩、隧穿氧化层和 掺杂多晶硅层沉积等步骤，需要扩散炉和沉积设备等。 22 24 26 28 2021 2022E 2023E 2025E 2027E 2030E PERC TOPCon HJT IBC 0 25 50 75 100 2021 2022E 2023E 2025E 2027E 2030E IBC MWT HJT TOPCon PERC BSF 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 电力设备及新能源行业深度报告 10/ 22 图表 10 TOPCon 电池结构示意图 图表 11 超薄隧穿氧化层示意图 资料来 源 一道新能 ，平 安证券研究所 资料来源 中来股份， 平安证券研究所 图表 12 TOPCon 电池提效方案示意图 资料来 源英利能源，平安证 券研究所 TOPCon 技术的核心工艺包括隧穿层氧化物生长、本征多晶硅沉积及多晶硅掺杂。 在硼扩环节中，尽管硼扩与磷扩工艺及 设备高度相似，但是因为硼在硅中的固溶度较低，导致 硼 扩相较常规的磷扩较难。在隧穿氧化层及多晶硅沉积 钝 化接触 结构制备环节中，主要有 LP扩散 /离子注入、 LP原位掺杂、 PE原位掺杂、 PVD原位掺杂等几种方式。 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 电力设备及新能源行业深度报告 11/ 22 图表 13 PERC 与 TOPCon电池工艺流程及主要设备厂商 资料来源 PV InfoLink， 一道新能 ， 北极星电力 ， 平安证券研究所 按照隧穿氧化层和多晶硅层的不同制备方式，薄膜沉积主要包括 LPCVD、 PECVD、 PEALD、 PVD等作为核心设备的制作 流程。 当前主流的工艺为通过热氧法生长约 1.5-2nm的隧穿氧化层，同时通过 LPCVD方法沉积 150-200nm的薄多晶硅层， 再辅之磷扩进行掺杂，但是该技术路线镀膜速度较慢，或伴随绕镀、石英件沉积和良率偏低等问题。目前，晶科等企业采用 LPCVD 路线为主，已实现成熟量产，可用良率基本与 PERC 持平。也有设备厂商逐步应用新的技术路线，如 PECVD/PEALD/PVD。 PECVD配合原位掺杂，可以实现同一台设备一次性完成氧化硅、多晶硅膜的沉积并掺杂，工艺流程 简化，效率与 LPCVD 基本持平或略低，且具有沉积速率快、绕度易去除、无石英耗材、设备与运维成本较低等优势，单 GW 设备投资较 LP 低约 2000 万元，但仍需解决成膜不稳定、良率较低等问题，待客户端数据验证后有望逐渐打开市场空 间。目前 TOPCon 主要任务尚需简化工艺、降本提效，现各工艺路线并行存在，新技术路线的设备需量产能力和市场应用 进一步验证。当前捷佳伟创布局 LPCVD 和 PECVD 两条技术路线 ，其中核心专用设备 PECVD-Poly 实现了隧穿层、 Poly 层、原位掺杂层的“三合一”制备。 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 电力设备及新能源行业深度报告 12/ 22 图表 14 TOPCon 电池四种钝化技术比较 内容 LPCVD 路线 PECVD 路线 PEALD 路线 PVD 路线 工作原理 低压化学气相沉积法 将一种或数种气态物质，在 较低压力下，用热能激活， 使其发生热分解或化学反 应，沉积在衬底表面形成所 需的薄膜 等离子体增强化学气相沉积法 借助微波或射频等使含有薄膜 组成原子的气体，在局部形成等 离子体，而等离子体化学活性很 强易发生反应，在基片上沉积出 薄膜 等离子增强原子层 沉积结合了 ALD 和等离子体辅助沉 积的优势 等离子氧化及等离子辅助 原位掺杂技术 物 理气 相沉积在真空条件下， 用物理的方法（真空溅射 镀膜）使材料沉积在被镀 工件上的薄膜制备技术 掺杂方式 二次掺杂磷扩散 or 离子注入结合退火 原位掺杂 原位掺杂 原位掺杂 薄膜绕镀 绕镀，需增加额外刻蚀，且 刻蚀控制较为复杂 原则上可实现无绕镀沉积，轻微 绕镀易清洗 绕镀 10 nm/min（ in-situ doping 原 位掺杂） 10 nm/min（ in-situ doping 原位掺杂） 工艺时间 本征多晶硅沉积（ 120min）磷扩散 /离子注入结合退火 掺杂非晶硅沉积（ 20-40min）晶化退火（ 30min） NA 产品良率 90-95 较 LPCVD 高，待验证 97（中来） 设备需求 扩散炉 或 离子注入机 /退火炉、刻蚀机 晶化处理需退火炉等 取决于技术方案的配套设备 隧穿氧化层需 PECVD 制备，晶华处理需退火炉等 常见问题 绕镀，石英器件沉积严重 气泡、掉粉 方阻均匀性 设备厂商 普乐、捷佳伟创、北方华创 LAPLACE、 SEMCO 捷佳伟创、金辰股份 MB、微导 微导、艾华 江苏杰太、科锐、普乐 电池厂商 晶科、 钧达、天 合、隆基等 通威、晶澳、润阳等 通威、尚德 中来 资料来源 PV InfoLink， SOLARZOOM，平安证券研究所 效率与成本优势显著，支撑着 TOPCon 电池在后 PERC 时代率先占据扩产高点 。 TOPCon 可基于 PERC 技术积累、人才 储备和成熟 设备 的 积淀进一步发展，同时 投资成本相较于其他 N型电池技术更具有经济性 ，单 GW 设备投资低于 HJT和 IBC 电池，且可通过改造升级 PERC 产线（费用约 0.5亿元 /GW）拉长原有设备生命周期。此外， TOPCon 具有可观的发展潜 力，目前 平均量产效率约 24.5，晶科创造的 实验室效率 纪录为 25.7，理论效率 可 达 28.7（双面） 。 TOPCon 技术拥 有完整的可持续发展的技术路线支撑，可应用选择性发射极 /激光硼掺杂技术降低发射级钝化区域的复合损失和载流子传输 损失，同时通过大尺寸薄片化、银铝浆替代、设备降价等途径进一步降本。后续， TOPCon 可与 IBC 技术结合形成 TBC （ POLO-IBC）技术，量产效率达 26-28，还可实现与钙钛矿结合的叠层电池，迭代升级空间广阔。 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 电力设备及新能源行业深度报告 13/ 22 图表 15 晶科 TOPCon电池效率刷新纪录 图表 16 双面率提升影响发电增益对比 资料来 源 晶科能源 ，平 安证券研究所 资料来源 晶科能源， 平安证券研究所 图表 17 TOPCon 技术发展路径与效率预测 资料来源 中来股份， 平安证券研究所 图表 18 TOPCon 电池进一步降本增效发展路径 事项 目前情况 降本增效路径与目标 硅片薄片化 140-150μ m 持续减薄 130μ m 及以下 银浆替代 -降银耗 100mg/片 15-20mg/w 银浆国产化、背面银铝浆替代 细线化 多主栅降低银浆耗量超细栅 SMBB高精度串焊 90mg/片以下 降低设备投资 1.5-2 亿元 /GW 持续降本设备价格及折旧成本下降 选择性发射极 /激光硼掺杂 效率 24.5 通过选择性发射极 /激光掺杂设备提效 0.2-0.4 个百分点 POLO 结构 IBC 即 TBC 效率 24.5 降低光学遮挡及反射损失，提效至 26以上 资料来源 索比光伏， 北极星电力，平安证券研究所 2.2 效率与成本优势 支撑，一体化厂商力推 TOPCon 量产 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 电力设备及新能源行业深度报告 14/ 22 今年以来，多家光伏厂商公布其 TOPCon 电池组件扩产计划及量产进度，截止目前国内规划产能超百 GW， TOPCon 大规 模量产开启了 N 型电池产业化元年。其中，一体化组件龙头如晶科、天合、晶澳等推动 TOPCon 由中试向规模化发展，一 定程度上反应技术演进的市场化方向。中来、钧达、一道新能也有较大规模布局，协鑫和正泰正在布局赶上。 2021 年国内 TOPCon 电池产能约 10GW，伴随效率、良率和规模化生产性价比的提升，其市占率将逐步提升， 2022年 TOPCon电池产 能规模有望超过 50GW， 2023 年产能或达 80GW。 图表 19 TOPCon 电池开启产业化 元年 图表 20 国内主要 N型高效电池产能预测（ GW） 资料来 源 一道新能 ，平 安证券研究所 资料来源 PV InfoLink， 平安证券研究所 TOPCon于技术竞赛中率先出圈，下半年产能将加速落地。 晶科能源 海宁与合肥 16GW 182 TOPCon产能已 经 满产， 海宁 电池量产效率已达 24.75，可用良率与 PERC 持平，晶科成为行业首家建成 10GW 以上规模 N 型产品生产线的企业。 6 月 28 日晶科“尖山二期 11GW 高效电池及 15GW 组件智能生产线项目”开工，电池量产平均效率目标 25以上。晶澳科 技 2022年末将形成 6.5GW N型技术的产能， 2023年预计新增 15GW 以上产能。 天合光能 江苏 宿迁 8GW TOPCon电池项 目已经启动， 预计 2022年下半年投产 ，其电池量产平均效率突破 24.5。阿特斯 210 N 型 TOPCon高功率组件计划在三 季度试生产，四季度进入正式量产，很快达到 GW 级别 ，其正面最高功率可达 690W、双面最高可达 765W。中来股份在山 西基地规划建设年产 16GW高效单晶电池智能工厂，一期 8GW规模， 6月 30日中来山西一期首批 4GW 的 182/210 TOPCon 电池首片成功下线，并将快速推进一期后续 4GW 及二期 8GW 项目建设。钧达股份在 2021年完成 TOPCon技术路线的研 发验证，将在安徽投资 112 亿建设 16GW 高效 TOPCon 电池片项目，预计一期 8GW 规模在 2022 年下半年投产爬坡。 图表 21 TOPCon 电池组件主要厂商扩产布局情况 主要厂商 基地 现有产能 规划产能 电池效率 晶科能源 浙江海宁尖山 安徽合肥 中试 800MW 海宁 合肥 16GW 满产 合肥二期 8GW 在建 尖山二期 11GW 电池及 15GW 组件开工，电 池量产平均效率目标 25以上 22 年 TOPCon 电池产能或达 35GW，出货目 标 10GW； 23 年 N 型出货占比 50 24.6 中来股份 江苏泰州 山西 2.1 GW-166 尺寸 1.5 GW-182 尺寸 山西一期首批 4GW 部分 产线开机分步爬坡 山西 一期后续 4GW 在建，年底达 11.6GW 山西二期 8GW 规划建设中 24.5 天合光能 江苏宿迁 西宁产业园 常州 500MW 新中试 210尺寸 宿迁 8GW-尺寸 210 下半年投产 西宁一期 5GW 电池组件 （西宁二期 5GW 路线待定） 24.5 晶澳科技 义乌、曲靖、合 肥、扬州 宁晋 100MW 中试线 义乌 10GW 电池组件或为 Topcon， 曲靖 10GW 电池 5GW 组件、扬州 10GW 电 池组件规划产能或为 Topcon 24.4 0 50 100 150 200 2020 2021 2022E 2023E 2024E 2