晶硅電池的基本原理與核心工序

1、 晶硅電池的基本原理與核心工序

全球光伏電池市場(chǎng)以晶硅電池占據(jù)主導(dǎo)地位。據(jù) CPIA 數(shù)據(jù)，2021 年全球晶硅 電池市場(chǎng)占有率為 96.2%，同比提升了 0.2 個(gè)百分點(diǎn)。

晶硅電池的提效降本是光伏行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，規(guī)?；?、技術(shù)進(jìn)步、成本降低三者 互相促進(jìn)。從最初規(guī)?；慨a(chǎn)的鋁背場(chǎng)電池，到 PERC（發(fā)射極鈍化和背面接觸）， 再到 HJT（本征非晶層的異質(zhì)結(jié)）電池和 TOPCon（隧穿氧化層鈍化接觸電池）， 以及未來(lái)的疊層電池，光伏電池效率不斷逼近極限，并由此帶來(lái)成本與規(guī)模的突 破。

盡管光伏電池技術(shù)路線不斷迭代，效率不斷提升，但基于晶硅電池的基本原理和 核心工序并未改變，即清洗制絨、擴(kuò)散制結(jié)、鈍化鍍膜、金屬化四大步驟。

1）清洗制絨

清洗主要用來(lái)清除硅片表面雜質(zhì)、去除硅片表面損傷層，制絨則用于在硅片表面 形成金字塔結(jié)構(gòu)，從而降低反射率。

2）擴(kuò)散制結(jié)

通過(guò)擴(kuò)散的形式，形成光伏電池的核心結(jié)構(gòu)：P-N 結(jié)。通常適用于同質(zhì)結(jié)電池。

3）鈍化鍍膜

通過(guò)真空鍍膜的形式，在電池片表面形成一層鈍化膜，起到降低少子復(fù)合、提供 場(chǎng)鈍化效應(yīng)、降低反射率的作用，對(duì)于電池效率的提高起到關(guān)鍵作用，也是光伏 電池提效的主要出發(fā)點(diǎn)。

4）金屬化

用于形成光伏電池的前電極和背電極，通常使用絲網(wǎng)印刷的方式。金屬化的工藝 路線與鈍化工藝密切相關(guān)，同時(shí)對(duì)降低少子復(fù)合、降低電阻損失起到關(guān)鍵作用。 此外，還包括刻蝕、檢測(cè)等通用步驟，在不同的電池技術(shù)路線中區(qū)別不大。

2、 摻雜與成結(jié)：光伏電池的“心臟”

P-N 結(jié)是光伏電池的“心臟”。 按照 P-N 結(jié)類型，光伏電池可以分為同質(zhì)結(jié)電池和異質(zhì)結(jié)電池。其中同質(zhì)結(jié)電 池主要通過(guò)擴(kuò)散的方式，在同一種類型的硅片（P 型或 N 型）上實(shí)現(xiàn)摻雜，從 而得到 P-N 結(jié)。異質(zhì)結(jié)電池的 P 型區(qū)和 N 型區(qū)由不同類型的半導(dǎo)體材料構(gòu)成， 可分為摻雜型和非摻雜型。

當(dāng) P 型半導(dǎo)體和 N 型半導(dǎo)體結(jié)合在一起，由于 P 型半導(dǎo)體中空穴濃度高，而 N 型半導(dǎo)體中電子濃度高，因此會(huì)形成熱擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。 即 P 型半導(dǎo)體中空穴向 N 型區(qū)擴(kuò)散，N 型半導(dǎo)體中的電子向 P 型區(qū)擴(kuò)散。而后 在 P 型區(qū)形成負(fù)電荷，而 N 型區(qū)形成正電荷，兩者之間形成一個(gè)內(nèi)建電場(chǎng)。 在光照條件下，能量大于禁帶寬度的光子被吸收，在 PN 結(jié)的兩邊產(chǎn)生電子-空 穴對(duì)，并在內(nèi)建電場(chǎng)的作用下相互分開，從而產(chǎn)生光生電流。

“收集概率”描述了光照射到電池的某個(gè)區(qū)域產(chǎn)生的載流子被 P-N 結(jié)收集并參 與到電流流動(dòng)的概率。其大小與光生載流子需要運(yùn)動(dòng)的距離和電池表面特性有關(guān)。 距離耗散區(qū)越遠(yuǎn)，被收集的概率就越小，而表面鈍化能夠增加同一位置下載流子 被收集的概率。

什么是擴(kuò)散？ 擴(kuò)散描述了一種物質(zhì)在另一種物質(zhì)中運(yùn)動(dòng)的情況。本質(zhì)在于原子、分子和離子的 布朗運(yùn)動(dòng)，造成由濃度高的地方向濃度低的地方進(jìn)行擴(kuò)散。 晶體硅太陽(yáng)電池制造采用了高溫化學(xué)熱擴(kuò)散的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)摻雜制結(jié)。熱擴(kuò)散利用 高溫驅(qū)動(dòng)雜質(zhì)穿過(guò)硅的晶格結(jié)構(gòu)，這種方法受到時(shí)間和溫度的影響，需要 3 個(gè)步 驟：預(yù)淀積、推進(jìn)和激活。

擴(kuò)散的三個(gè)指標(biāo)：方阻、結(jié)深、表面濃度

方阻值大小主要為表面濃度和結(jié)深的綜合表征，其對(duì)電池片參數(shù)的影響主要有以 下三點(diǎn)： 1）擴(kuò)散 P-N 結(jié)深度直接影響到其對(duì)短波光線的吸收，因此在一定范圍內(nèi)擴(kuò)散 P-N 結(jié)越淺（方阻值越高），電流值越高； 2）擴(kuò)散磷元素的摻雜濃度從一定程度上影響其 N 型硅部分的導(dǎo)電性能，因此摻 雜濃度越高（方阻值越?。?，填充因子越高； 3）一般來(lái)說(shuō)，在一定范圍內(nèi)，擴(kuò)散濃度增大，開路電壓隨之增大。

2.1、 同質(zhì)結(jié)：磷擴(kuò)與硼擴(kuò)

同質(zhì)結(jié)電池中，P 型區(qū)和 N 型區(qū)為同一種類型的半導(dǎo)體材料，一般使用摻雜的 方法形成 P-N 結(jié)。常見(jiàn)的摻雜方法包括： 1）管式擴(kuò)散（低壓、常壓）； 2）離子注入+退火； 3）涂布源擴(kuò)散（絲網(wǎng)印刷、旋涂、噴涂、滾筒印刷）。 目前大多采用低壓管式擴(kuò)散。

磷擴(kuò)： POCl3分解產(chǎn)生的 P2O5淀積在硅片表面，P2O5與硅反應(yīng)生成 SiO2和磷原子，并 在硅片表面形成一層磷硅玻璃，然后磷原子再向硅中進(jìn)行擴(kuò)散。 硼擴(kuò)： BBr3/ BCl3分解產(chǎn)生的 B2O3淀積在硅片表面，B2O3與硅反應(yīng)生成 SiO2和硼原子， 并在硅片表面形成一層硼硅玻璃，然后硼原子再向硅中進(jìn)行擴(kuò)散。 由上可知，不管是硼擴(kuò)還是磷擴(kuò)，需形成硼原子或磷原子的基礎(chǔ)上，向硅基體擴(kuò) 散。 相比磷擴(kuò)散，硼擴(kuò)散的難度更大。原因在于硼原子在硅基體中的固溶度較低，導(dǎo) 致硼擴(kuò)的溫度須達(dá)到 1000℃以上。且表面摻雜量較多時(shí)容易在表面形成硼堆積， 即富硼層（BRL），對(duì)后續(xù)清洗造成挑戰(zhàn)。

對(duì)于硼擴(kuò)來(lái)說(shuō)，目前有 BBr3/ BCl3兩種路線。 BBr3常溫下為液體，安全性相對(duì)較好，但生成的 B2O3呈黏狀，需要 DCE 清洗， 維護(hù)成本高。 BCl3常溫下為氣體，安全性相對(duì)較差，但生成的 B2O3呈顆粒狀，容易清理，缺 點(diǎn)是 B-Cl 鍵能更大，不易分解，造成擴(kuò)散溫度下利用率不高。

根據(jù) ITRPV 預(yù)測(cè)，未來(lái) BBr3路線仍將占據(jù)多數(shù)份額，但 BCl3路線的占比將會(huì)逐 步提升，到 2032 年約達(dá)到 40%左右的市場(chǎng)份額。

2.2、 同質(zhì)結(jié)：SE

為什么需要 SE（選擇性發(fā)射極）？ 原因在于： 常規(guī)晶體硅太陽(yáng)能電池采用均勻高濃度摻雜的發(fā)射極。較高濃度的摻雜可以改善 硅片與電極之間的歐姆接觸，降低串聯(lián)電阻，但也容易造成較高的表面復(fù)合。為 此，需要使用選擇性發(fā)射極（SE）技術(shù)，在金屬柵線（電極）與硅片接觸部位 及其附近進(jìn)行高濃度摻雜深擴(kuò)散，而在電極以外的區(qū)域進(jìn)行低濃度摻雜淺擴(kuò)散。

SE 結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)： 1）電極下的重?fù)诫s使得接觸電阻較常規(guī)電池有所下降，從而提高填充因子； 2）電極間的輕摻雜可有效降低載流子在擴(kuò)散層橫向流動(dòng)時(shí)的復(fù)合概率，提高載 流子收集效率； 3）太陽(yáng)光短波段基本在硅片正表面被吸收，淺擴(kuò)散可以提高短波段太陽(yáng)光的激 發(fā)效率，從而提高短路電流； 4）形成一個(gè) n++-n+/ p++-p+的高低結(jié)，可以降低電極下方的少數(shù)載流子復(fù)合， 提高開路電壓。 綜合來(lái)說(shuō)，SE 較常規(guī)電池更好地平衡了金屬半導(dǎo)體間的接觸電阻和光子收集之 間的矛盾。 基于硼擴(kuò)的技術(shù)難度，在硼擴(kuò)的基礎(chǔ)上做出 SE 相較磷擴(kuò) SE 難度更大，目前主 要發(fā)展出一次硼擴(kuò)和二次硼擴(kuò)兩種技術(shù)路線。

根據(jù)通威股份《基于 PECVD 技術(shù)制備超薄隧穿氧化層及 poly-Si 在 TOPCon 電 池中的應(yīng)用》，目前行業(yè)內(nèi)常見(jiàn)的硼擴(kuò) SE 有五種方案，其中激光開膜路線是目 前最成熟的方案。從量產(chǎn)前景來(lái)看，Etch-back 路線、激光直摻路線是最可能實(shí) 現(xiàn)量產(chǎn)的路線。五種方案中，刻蝕漿料路線、硼漿路線、Etch-back 路線都需要 外部開發(fā)不同的漿料。

2.3、 異質(zhì)結(jié)：摻雜與非摻雜

從本質(zhì)上講，熱擴(kuò)散是實(shí)現(xiàn)摻雜的一種方法，用于在同一種半導(dǎo)體上形成 PN 結(jié)。 其他方法還包括離子注入、氣相沉積等。 如通過(guò)氣相沉積的方法在晶硅表面沉積本征非晶硅和摻雜非晶硅，由于晶硅與非 晶硅不屬于同一種半導(dǎo)體材料，故形成的 P-N 結(jié)名異質(zhì)結(jié)。

異質(zhì)結(jié)電池采用氣相沉積實(shí)現(xiàn)摻雜，而非擴(kuò)散的形式。這帶來(lái)的一個(gè)問(wèn)題是，前 表面的非晶硅帶隙較小，導(dǎo)致嚴(yán)重的光學(xué)寄生吸收，從而限制了飽和電流的提升； 且非晶硅層摻雜效率低致使電池良率較低。 這就引發(fā)了對(duì)免摻雜異質(zhì)結(jié)電池的應(yīng)用和探索。N 型過(guò)渡金屬氧化物（TMO） 材料被嘗試用作空穴傳輸層。根據(jù)中山大學(xué)相關(guān)資料，HJT 電池中利用 MoOx 代替 p 型摻雜非晶硅，最高轉(zhuǎn)換效率已達(dá) 23.5%。

2.4、 非成結(jié)摻雜

摻雜工藝除了可以形成 P-N 結(jié)之外，還被用作形成高低結(jié)。 所謂高低結(jié)，指的是在電池基體和底電極間建立一個(gè)同種雜質(zhì)的濃度梯度，制備 一個(gè) P-P+或 N-N+高低結(jié)，形成背電場(chǎng)，可以提高載流子的有效收集，改善太陽(yáng) 電池的長(zhǎng)波響應(yīng)，提高短路電流和開路電壓，這種電池被稱為“背場(chǎng)電池”。 典型的案例是在 TOPCon 電池中，正面使用硼摻雜在 N 型硅片上形成 P-N 結(jié)， 背面使用磷摻雜制成的 N 型多晶硅，起到高低結(jié)的作用。HJT 電池中，正表面 i 層非晶硅與 n 型硅基底形成 P-N 結(jié)，背表面 n 型非晶硅與 n 型硅基底形成高低 結(jié)。

從廣義上來(lái)講，只要是通過(guò)同種雜質(zhì)的濃度梯度建立起電場(chǎng)，從而影響載流子收 集的結(jié)構(gòu)，都可以稱作高低結(jié)。 如硼擴(kuò)/磷擴(kuò)中的選擇性發(fā)射極、BSF 電池中的鋁背場(chǎng)、PERC 電池中的局部鋁 背場(chǎng)、以及 TOPCon 電池正表面的銀鋁漿細(xì)柵。

2.5、 擴(kuò)散爐

國(guó)內(nèi) PERC 電場(chǎng)的磷擴(kuò)散設(shè)備已完全實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，并發(fā)展出了適用于大硅片、大 產(chǎn)能的設(shè)備，綜合考慮熱場(chǎng)、氣場(chǎng)的均勻性，硅片的放置模式有水平、垂直、類 PE 型垂直等多種模式。 硼擴(kuò)散設(shè)備的要求比磷擴(kuò)散更高，主要體現(xiàn)在：均勻性、擴(kuò)散時(shí)間長(zhǎng)、擴(kuò)散溫度 高、硅片寄生 OSF 位錯(cuò)。

均勻性問(wèn)題：核心是氣場(chǎng)與熱場(chǎng)的均勻。 垂直放片和水平放片各有優(yōu)劣，垂直放片有利于熱輻射傳遞，但不利于氣流傳輸； 水平放片有利于氣流傳輸，但對(duì)熱輻射有遮擋。隨著硅片尺寸變大變薄，垂直放 片的均勻性受到挑戰(zhàn)，一方面大硅片導(dǎo)致兩硅片間氣體運(yùn)動(dòng)距離變長(zhǎng)，阻力增大； 另一方面薄硅片垂直放置時(shí)彎曲度變大。 拉普拉斯采用水平背對(duì)背放置，氣流從端口和側(cè)面進(jìn)入，不僅增加了氣流的均勻 性，而且硅片背對(duì)背放置，在重力作用下自然壓緊，可減少繞鍍。

另一方面，隨著單爐產(chǎn)能不斷增加，爐管長(zhǎng)度隨之增加，帶來(lái)了超長(zhǎng)溫區(qū)內(nèi)氣流 與熱場(chǎng)均勻性問(wèn)題。目前多采取多段進(jìn)氣的方式，增加爐管內(nèi)氣流均勻性。

3、 鈍化：提效的關(guān)鍵

光伏電池效率的熱力學(xué)極限

一方面，考慮到晶體硅在室溫下的光學(xué)帶隙為 1.12eV，能量低于 1.12eV 的光子 不足以激發(fā)電子-空穴對(duì)，因此能夠有效利用的光子能量有限。另一方面，能量 太高的光子中高于 1.12eV 的能量以熱弛豫形式散發(fā)。能夠被吸收的能量約為 49%，又由于禁帶電勢(shì)差與電池開路電壓的差異，能夠有效輸出的電能約為 60%。 因此，常溫下硅基光伏單結(jié)電池的效率極限約為 29.4%。

逼近極限：可彌補(bǔ)的損失

對(duì)于硅基光伏單結(jié)電池來(lái)說(shuō)，即使極限效率僅有 29.4%，目前的量產(chǎn)技術(shù)水平 仍有較大的提升空間。整體來(lái)看，可彌補(bǔ)的太陽(yáng)電池效率損失可以分為兩大類， 即光學(xué)損失和電學(xué)損失，電學(xué)損失又有復(fù)合損失和電阻損失兩部分。

1、光學(xué)損失

1）表面反射。晶體硅的折射率與空氣相差很大，這會(huì)導(dǎo)致很大一部分入射光被 反射，一般通過(guò)表面制絨和沉積減反膜來(lái)降低表面反射； 2）長(zhǎng)波透射。部分長(zhǎng)波不能被硅基體完全吸收而從電池背面透過(guò)，可適度增加 硅片厚度以消除該不利因素； 3）柵線遮擋。部分入射光被正面金屬電極柵線遮擋，一般可通過(guò)優(yōu)化柵線設(shè)計(jì) 或使用背電極來(lái)解決。

2、電學(xué)損失

1）復(fù)合損失。主要指晶體硅太陽(yáng)電池中，由于摻雜、雜質(zhì)、缺陷等因素，電子空穴以各種形式形成復(fù)合，通常包括輻射復(fù)合、俄歇復(fù)合、SRH 復(fù)合、表面復(fù) 合四種。減弱光生載流子復(fù)合的方法包括鈍化（熱氧、原子氫、表面擴(kuò)散）、增 加背場(chǎng)等； 2）電阻損失。包括串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻，串聯(lián)電阻主要由硅基體電阻、電極接 觸電阻、發(fā)射極電阻、主柵/細(xì)柵電阻、焊帶電阻組成；并聯(lián)電阻主要來(lái)自 pn 結(jié)結(jié)構(gòu)和制備過(guò)程中的工藝，一般認(rèn)為是在晶體硅太陽(yáng)能電池的邊緣產(chǎn)生。

3.1、 鈍化：有效減少?gòu)?fù)合

少數(shù)載流子的復(fù)合是影響電池性能的關(guān)鍵因素，因此界面鈍化成為晶體硅太陽(yáng)能 電池提效的關(guān)鍵手段。晶體硅材料體內(nèi)的缺陷，包括雜質(zhì)、空位、晶格畸變等， 以及材料表面缺陷，如吸附雜質(zhì)、懸掛鍵等，會(huì)成為載流子的復(fù)合中心，從而影 響材料的少數(shù)載流子壽命。

晶體硅太陽(yáng)能電池中表面或者晶界的局域態(tài)缺陷主要由以下三方面原因引起： 1）懸掛鍵，主要是由于基體表面斷鍵引起的晶體缺陷。 2）器件制備過(guò)程中由工藝引入的雜質(zhì)摻雜，在高濃度摻雜的情況下會(huì)引入死層 (未激活的摻雜劑)缺陷從而引起晶格發(fā)生畸變。另外，高濃度摻雜情況下會(huì)引入俄歇復(fù)合。 3）硅晶體在硅錠制備的過(guò)程引入了雜質(zhì)、晶體不良等缺陷。

在各種缺陷中，最突出的表面缺陷。在硅片切割過(guò)程中，硅原子周期性排列的中 斷導(dǎo)致懸掛鍵的存在，從而形成復(fù)合中心。而鈍化的過(guò)程是指通過(guò)使已存在的缺 陷失去活性，從而達(dá)到減少載流子表面復(fù)合的作用。主要有兩種互補(bǔ)的鈍化方法： （一）場(chǎng)效應(yīng)鈍化。通過(guò)在表面附近產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng)，可以阻止類似極性的電荷載 流子靠近，從而極大地減少一種極性的載流子達(dá)到表面的數(shù)量； （二）化學(xué)鈍化。一種是在表面生長(zhǎng)一個(gè)表面層，使原子有足夠的時(shí)間和能量達(dá) 到最佳能級(jí)，從而使表面懸空鍵飽和。另一種是沉積一層富 H 的電介質(zhì)層，通 過(guò)其在燒結(jié)過(guò)程中釋放的游離氫來(lái)占據(jù)懸空鍵的空位，從而起到鈍化效果。

3.2、 鈍化層的選擇，決定了電池路徑

鈍化是光伏電池提效的關(guān)鍵，因此選擇合適的鈍化材料至關(guān)重要，需要根據(jù)表面 電荷特性和電池結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理搭配。而正是不同的鈍化結(jié)構(gòu)，決定了不同的電池 技術(shù)路線。

根據(jù) Jan Schmidt 等人 2018 年建立的理論模型，不同的鈍化介質(zhì)會(huì)形成不同的 鈍化界面特性（如飽和電流 J0、接觸電阻ρc 等），選取電子選擇接觸層、空穴 選擇接觸層相互組合后，理論上可以計(jì)算出不同電池模型的最大效率。 基于此模型和各種鈍化膜的鈍化和電導(dǎo)性結(jié)果，得到了雙面 TOPCon 電池的理 論極限效率為 28.7%，而 HJT 電池的理論極限效率為 27.5%。

2021 年，隆基公司 Wei Long 等人對(duì)該模型進(jìn)行了修正。采用微晶、納米晶材 料替代原有的 i、p 層非晶硅，得到了更低的鈍化膜接觸電阻，但鈍化特性并沒(méi) 有變差。 根據(jù)修正后的結(jié)果，雙面 TOPCon 電池的理論極限效率為 28.7%，而 HJT 電池 的理論極限效率為 28.5%。

氧化鋁：PERC 走向工業(yè)化的關(guān)鍵

PERC 電池結(jié)構(gòu)最早于 1989 年由新南威爾士大學(xué) Martin Green 所領(lǐng)導(dǎo)的研究小 組提出。該電池正面采用光刻工藝制備“倒金字塔”陷光結(jié)構(gòu)，雙面生長(zhǎng)高質(zhì)量 氧化硅層，正面氧化硅層作為減反膜，進(jìn)一步改善正面的陷光效果。背面氧化硅 層作為鈍化膜，避免背金屬電極與硅片全接觸。 UNSW 開發(fā)的 PERC 系列電池雖然轉(zhuǎn)換效率高，但技術(shù)復(fù)雜，成本高，特別是 需要利用多次光刻和高溫?zé)嵫踱g化工藝，這導(dǎo)致該系列電池沒(méi)有走向產(chǎn)業(yè)化。真 正使 PERC 電池產(chǎn)業(yè)化取得突破性進(jìn)展的是氧化鋁應(yīng)用于太陽(yáng)能電池做界面鈍 化層。

2006 年，G.Agostinelli 等利用原子層沉積（ALD）技術(shù)在 p 型單晶硅表面沉積 Al2O3 薄膜，將表面復(fù)合速率降低至 10cm/s。2010 年，Thomas Lauermann 等率先將 Al2O3 鈍化用于 125mm×125mm 的 p 型 CA 硅片，背面采用 15nmALD- Al2O3/80nmPECVD-SiN 疊層鈍化，效率為 18.6%，從而促進(jìn)了大尺 寸 PERC 電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展。

對(duì)于 p 型表面來(lái)說(shuō)，Al2O3是最佳的鈍化材料。 因?yàn)椋?1）大多數(shù)鈍化膜都帶正電荷，如氧化硅、氮氧化硅、氮化硅等，但氧化鋁在沉 積過(guò)程中，負(fù)電荷恰好處在氧化鋁和硅晶表面生成的氧化硅界面的交界處，且負(fù) 電荷密度高，可確保產(chǎn)生高效的場(chǎng)鈍化效果； 2）氧化鋁的化學(xué)鈍化效果也非常好，飽和了晶體硅表面的懸空鍵，降低了界面 態(tài)密度。 目前采用 AlOx/SiNx 疊層鈍化膜進(jìn)行 PERC 電池的背表面鈍化。原因主要是： 1）氮化硅層實(shí)現(xiàn)對(duì)氧化鋁層的保護(hù)； 2）厚度達(dá)到 100nm 以上，實(shí)現(xiàn)內(nèi)反射。

（氫化）非晶硅：HJT 電池的關(guān)鍵鈍化材料

20 世紀(jì) 60 年底后期，氫化非晶硅（a-Si:H）的發(fā)現(xiàn)引發(fā)了研究者極大的興趣， 具有合適的載流子遷移率的 a-Si:H 成為潛在的光伏材料。 研究過(guò)程中有兩個(gè)里程碑： 1）1974 年，Lewis 等解釋了氫在飽和 Si 原子懸掛鍵和形成穩(wěn)定的互聯(lián) Si-H 環(huán) 結(jié)構(gòu)中的作用； 2）1975 年實(shí)現(xiàn)取代摻雜， n 型摻雜（p 型摻雜）通過(guò)向硅烷氣體中加入磷（乙 硼烷）而實(shí)現(xiàn)。 1979 年，三洋公司首次發(fā)布商用 a-Si:H 太陽(yáng)能電池，用于手持計(jì)算器。20 世 紀(jì) 80 年代后期，三洋的研究部門用 a-Si:H 和 c-Si 形成硅基異質(zhì)結(jié)，并在 1991 年以商標(biāo) HIT 為他們的 a-Si/c-Si 異質(zhì)結(jié)（SHJ）電池的混合設(shè)計(jì)申請(qǐng)了專利。 2011 年專利到期后，國(guó)內(nèi)外開始嘗試規(guī)模化量產(chǎn)。

氧化硅（隧穿氧化層）+多晶硅

隧穿氧化層鈍化接觸（tunnel oxide passivated contact, TOPCon）太陽(yáng)能電 池，是 2013 年在第 28 屆歐洲 PVSEC 光伏大會(huì)上德國(guó) Fraunhofer 太陽(yáng)能研究 所首次提出的一種新型鈍化接觸太陽(yáng)能電池。 氫化非晶硅對(duì)溫度的要求十分苛刻（不超過(guò) 200℃），而多晶硅薄膜對(duì)溫度忍耐 性高，結(jié)合對(duì)電子和空穴具有選擇性通過(guò)的隧穿薄膜形成鈍化接觸結(jié)構(gòu)，并通過(guò) 高溫?cái)U(kuò)散工藝完成摻雜的異質(zhì)發(fā)射極。 實(shí)際上，多晶硅薄膜發(fā)射技術(shù)在 1980 年的半導(dǎo)體集成電路工藝上已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化 應(yīng)用。早期的雙二極管研究工作中，發(fā)現(xiàn)薄 SiOx 層加摻雜的多晶硅層可以獲得 低復(fù)合速率，并在 1990 年證明可以用于晶體硅太陽(yáng)能電池的接觸鈍化。 隧穿層的備選方案包括 Al2O3、SiO2、a-Si:H、SiNx 等，本來(lái) a-Si:H 是比較理想 的，但由于寄生光吸收、熱穩(wěn)定性差等原因，目前晶體硅電池上研究較多和產(chǎn)業(yè) 化應(yīng)用的隧穿層主要是 SiO2材料。

3.3、 鈍化接觸：高效路線的本質(zhì)

正確理解鈍化和接觸

在傳統(tǒng)鋁背場(chǎng)電池和 PERC 電池中，金屬與晶硅層是相互接觸的，不同的是鋁背 場(chǎng)電池中采取了面接觸（BSF），而改進(jìn)后的 PERC 電池采取了線接觸（LBSF）。 原因在于，盡管全界面鈍化對(duì)背面鈍化效果是最好的，但不能滿足金屬化的要求， 這就需要對(duì)背面鈍化層進(jìn)行開孔并實(shí)現(xiàn)局域金屬接觸。一方面，局域接觸面積較 小，將電極接觸處復(fù)合降至最低，另一方面，也滿足了電流傳導(dǎo)的金屬化要求。 但是，在金屬和半導(dǎo)體的直接接觸區(qū)域，金屬層在接觸界面附近的帶隙內(nèi)引入了 巨量的電子態(tài)，導(dǎo)致電池端有超過(guò) 50%的載流子復(fù)合損失。

除了進(jìn)行金屬接觸區(qū)域的局部重?fù)诫s，減少金屬/半導(dǎo)體的接觸面積之外，一個(gè) 行之有效的辦法就是：采用超薄介質(zhì)薄膜將金屬和半導(dǎo)體隔離，鈍化硅片表面， 同時(shí)薄膜可以實(shí)現(xiàn)載流子的隧穿效應(yīng)以保證載流子傳導(dǎo)，這種技術(shù)被稱為鈍化 （界面）接觸（電接觸）技術(shù)。

這就意味著既要有良好的界面鈍化效果，又要能實(shí)現(xiàn)良好的電接觸，可選擇的材 料包括 Al2O3、SiO2、a-Si:H、SiNx等。

從鈍化效果來(lái)看，SiO2、a-Si:H、Ta2O5/SiNx 具有較好的鈍化效果。N+ polySi 和 a-Si:H 具備較低的復(fù)合電流，但 a-Si:H 的接觸電阻大于 N+ polySi。由于對(duì) SiO2、a-Si:H 的鈍化路線的選擇，形成了 TOPCon、HJT 兩大 N 型電池技術(shù)路 線。又由于 a-Si:H 的熱穩(wěn)定性差，決定了 HJT 需采用低溫路線。

TOPCon： 薄 SiO2層在接觸鈍化中起到關(guān)鍵作用，而摻雜多晶硅一方面通過(guò) n+/n 高低場(chǎng)作 用減少了硅基體界面處少數(shù)載流子密度，另一方面為多數(shù)載流子提供良好的傳導(dǎo) 性能。

鈍化接觸效果直接體現(xiàn)在開路電壓和短路電流上。 從開路電壓Voc 來(lái)看，HJT>TOPCon>PERC。PERC普遍不超過(guò)700mV，TOPCon 則處于 720-730mV（單面鈍化接觸），HJT 則普遍大于 735mV，甚至接近 750mV （雙面鈍化接觸）。 從短路電流來(lái)看，TOPCon>PERC>HJT。受到前表面寄生吸收的影響，HJT 短 路電流較低。

4、 光伏鍍膜工藝：致密性、均勻性、厚度

在確定選擇鍍膜介質(zhì)后，不同的設(shè)備和工藝路線將對(duì)鍍膜質(zhì)量（即致密性、均勻 性）產(chǎn)生影響，從而決定了完成鈍化所需的膜層厚度。 而在真空鍍膜工藝下，鍍膜質(zhì)量本質(zhì)上與三個(gè)要素有關(guān)：氣場(chǎng)、熱場(chǎng)、電場(chǎng)。

在氣相沉積工藝中，通入氣體由反應(yīng)物質(zhì)與攜帶反應(yīng)物質(zhì)的惰性氣體組成。在大 硅片背景下，為了提高單線產(chǎn)能，石英管長(zhǎng)度與半徑都有增加趨勢(shì)。此時(shí)氣場(chǎng)的 均勻性受到挑戰(zhàn)，為了實(shí)現(xiàn)更好的管內(nèi)氣場(chǎng)，前進(jìn)氣、后進(jìn)氣、多段進(jìn)氣等工藝 先后得到應(yīng)用。

熱場(chǎng)的控制關(guān)鍵在于對(duì)管內(nèi)溫度更精準(zhǔn)的控制。特別是光伏電池效率不斷逼近極 限，熱場(chǎng)的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)有助于提高膜層質(zhì)量。 北方華創(chuàng)溫控解決方案：采用多段超長(zhǎng)溫區(qū)溫控系統(tǒng)，非對(duì)稱爐體設(shè)計(jì)，關(guān)鍵步 驟階梯控溫技術(shù)，串級(jí)低超調(diào)快速回溫技術(shù)，窄溫度梯度工藝控制。

在管式 PECVD 中，石墨舟既是載具也是電極，以折疊的形式最大程度提升電極 的有效面積。高頻電場(chǎng)是制造等離子體的關(guān)鍵。

4.1、 真空鍍膜工藝總覽

薄膜：由原子、分子或離子沉積所形成的二維材料稱之為薄膜。 各種薄膜制備技術(shù)總體可分為兩類： 1）在液相中進(jìn)行的化學(xué)物理制備方法，例如電鍍、化學(xué)鍍、熱浸涂、熱噴涂等； 2）在氣相中進(jìn)行的化學(xué)物理制備方法，例如常規(guī)沉積、真空沉積、等離子體沉 積、離子束沉積、離子束輔助沉積、等離子體噴涂等。 除常規(guī)沉積外，大部分屬于真空鍍膜的范圍，其目的是為了改變基體表面的物理 化學(xué)性能。

薄膜沉積設(shè)備通常用于在基底上沉積導(dǎo)體、絕緣體或者半導(dǎo)體等材料膜層，使之 具備一定的特殊性能，廣泛應(yīng)用于光伏、半導(dǎo)體等領(lǐng)域的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)。 薄膜沉積設(shè)備按照工藝原理的不同可分為物理氣相沉積（PVD）設(shè)備、化學(xué)氣相 沉積（CVD）設(shè)備和原子層沉積（ALD）設(shè)備。

1）PVD

物理氣相沉積（PVD）技術(shù)是指在真空條件下采用物理方法將材料源（固體或液 體）表面氣化成氣態(tài)原子或分子，或部分電離成離子，并通過(guò)低壓氣體（或等離 子體）過(guò)程，在基體表面沉積具有某種特殊功能的薄膜的技術(shù)。PVD 鍍膜技術(shù) 主要分為三類：真空蒸發(fā)鍍膜、真空濺射鍍膜和真空離子鍍膜。

2）CVD

化學(xué)氣相沉積（CVD）是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)的方式，利用加熱、等離子或光輻射等各 種能源，在反應(yīng)器內(nèi)使氣態(tài)或蒸汽狀態(tài)的化學(xué)物質(zhì)在氣相或氣固界面上經(jīng)化學(xué)反應(yīng)形成固態(tài)沉積物的技術(shù)，是一種通過(guò)氣體混合的化學(xué)反應(yīng)在基體表面沉積薄膜 的工藝，可應(yīng)用于絕緣薄膜、硬掩模層以及金屬膜層的沉積。

3）ALD

ALD 技術(shù)是一種特殊的真空薄膜沉積方法，具有較高的技術(shù)壁壘。通過(guò) ALD 鍍 膜設(shè)備可以將物質(zhì)以單原子層的形式一層一層沉積在基底表面，每鍍膜一次/層 為一個(gè)原子層，根據(jù)原子特性，鍍膜 10 次/層約為 1nm。

CVD 工藝一般需滿足三個(gè)條件： 1）先驅(qū)反應(yīng)物全部為氣體。若先驅(qū)反應(yīng)物在室溫下為氣體，則可用簡(jiǎn)單的沉積 裝置來(lái)滿足成膜要求。若先驅(qū)反應(yīng)物在室溫下?lián)]發(fā)性很少，則需通過(guò)加熱使其揮 發(fā)，且同時(shí)對(duì)從反應(yīng)源到反應(yīng)室的管道進(jìn)行加熱，以便采用運(yùn)載氣體將先驅(qū)反應(yīng) 物帶入反應(yīng)室；

2）生成物為固體（+氣體）。生成物除了用于沉積物質(zhì)為固態(tài)薄膜外，其他反 應(yīng)物均為揮發(fā)性氣體，以便被抽氣系統(tǒng)排出； 3）沉積薄膜物質(zhì)的蒸氣壓需足夠低，以保證在反應(yīng)的全過(guò)程中沉積物質(zhì)能夠在 一定溫度的基體上形成薄膜。

4.2、 TOPCon 鍍膜設(shè)備

TOPCon 電池中，主要針對(duì)標(biāo)志性的隧穿氧化層和摻雜多晶硅層進(jìn)行分析。 隧穿 SiO2層：可采用熱氧化法、PECVD、PEALD 等鍍膜方法； 摻雜多晶硅層：主要有 LPCVD、PECVD 兩種路線。

對(duì)比不同廠家的設(shè)備參數(shù)，目前采用 LPCVD 的廠家主要有：拉普拉斯、北方華 創(chuàng)、松煜、紅太陽(yáng)、賽瑞達(dá)；采用 PECVD 路線的廠家主要有：捷佳偉創(chuàng)、金辰。 不同的技術(shù)路線的區(qū)別點(diǎn)主要在于產(chǎn)能、良率、均勻性等指標(biāo)。

從終端電池片廠商的選擇來(lái)看，拉普拉斯的 LPCVD 路線具備先發(fā)優(yōu)勢(shì)，目前已 在晶科、捷泰、通威、正泰等廠商實(shí)現(xiàn)應(yīng)用；捷佳偉創(chuàng)的 PECVD 路線亦取得較 快進(jìn)步，主要在天合、晶澳、通威等廠商實(shí)現(xiàn)應(yīng)用；微導(dǎo)主要采用 PEALD+PECVD 路線，目前也已取得小范圍供貨；中來(lái)股份采用獨(dú)特的 POPAID 路線，主要設(shè) 備由杰太供應(yīng)。

4.2.1、鍍膜的質(zhì)量與厚度

氧化鋁

作為 P 型表面絕佳的鈍化材料，Al2O3自帶負(fù)電荷，可以同時(shí)提供化學(xué)鈍化和場(chǎng) 鈍化效應(yīng)，在 PERC 電池背表面鈍化過(guò)程中起到重要作用。目前，TOPCon 電池 正表面鈍化仍采用 Al2O3。 在制備方法上，可供選擇的路線通常包括 ALD、PECVD、APCVD 等。

根據(jù)丁建寧《高效晶體硅太陽(yáng)能電池技術(shù)》，PECVD 可以在同一設(shè)備完成氧化 鋁和氮化硅薄膜沉積，工藝集成性好，但 PECVD 沉積的氧化鋁致密性略差，鈍 化效果不如 ALD，因此 PECVD 沉積氧化鋁厚度一般需大于 15nm。根據(jù)宋登元 《N 型電池產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)》，3-5nm 氧化鋁薄膜效果最好，復(fù)合降到 電流 15fA/cm2以下。 Jan Schmidt 等人研究表明，各種沉積氧化鋁技術(shù)中，按鈍化效果排序： ALD>PECVD>濺射。原因在于，ALD 沉積氧化鋁由兩個(gè)自限半反應(yīng)組成，每次 反應(yīng)被限制在一層原子，通過(guò)交替通入反應(yīng)物，氧化鋁得以一層一層生長(zhǎng)，所以 其結(jié)構(gòu)致密，鈍化效果好。

根據(jù) CPIA《中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖(2021 年版)》，ALD 沉積技術(shù)有更精確的 層厚控制和更好的鈍化效果，2021 年在 PERC 電池背鈍化市場(chǎng)占比約 41.4%。 而在 TOPCon 正面鈍化領(lǐng)域，我們估計(jì) ALD 沉積氧化鋁市占率更高。根據(jù)微導(dǎo) 公司披露，截至 2022 年 9 月，公司已斬獲 TOPCon 等相關(guān)新型高效電池訂單 近 80GW。

氧化硅（隧穿氧化層）

在 TOPCon 電池鈍化結(jié)構(gòu)中，SiO2膜具有重要作用。它的鈍化效果很好，但卻 是絕緣的。目前有兩種導(dǎo)電機(jī)制可以使得電流通過(guò)這層絕緣膜： 1）針孔作用；2）隧穿機(jī)理。根據(jù)宋登元《N 型電池產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)》，SiOx 在不同厚度下，載流子 隧穿機(jī)制有所不同： 1）SiOx2nm，載流子穿過(guò)氧化硅層是針孔機(jī)制+隧穿機(jī)制； 3）1.43nm 和 1.25nm，F(xiàn)F 較差由于隧穿導(dǎo)電機(jī)制不能提供充足的導(dǎo)電，不能 較好阻擋磷雜質(zhì)進(jìn)入硅襯底； 4）SiOx=1.55nm，得到比較好的鈍化效果。 SiO2膜制備方法可以包括：濕法氧化、熱氧化、PECVD、PVD、ALD。從致密度 排序來(lái)看，ALD 制備的膜鈍化效果最佳，其次是熱氧化法，其次是 PECVD，最 后是濕法氧化。 一般情況下，ALD-SiO2膜在 0.7nm，而熱氧- SiO2需達(dá)到 1.3nm。

摻雜多晶硅

目前多晶硅膜厚度為 120-150nm。理論上來(lái)講，多晶硅層越厚，越不容易燒穿， 金屬化燒結(jié)窗口越寬，但硅帶來(lái)顯著的長(zhǎng)波段寄生吸收，導(dǎo)致短路電流損失。 將背表面多晶硅薄膜的表面摻雜濃度及厚度降低，可以有效減少光學(xué)的 FCA 損 失，但過(guò)薄的多晶硅層會(huì)導(dǎo)致金屬漿料燒穿，需結(jié)合金屬化過(guò)程進(jìn)行綜合分析。

根據(jù) ITRPV《2022 年國(guó)際光伏技術(shù)路線圖》，TOPCon 電池中 poly 硅厚度將保 持下降趨勢(shì)，由 2022 年的 120nm 下降至 2029 年的 80nm。

4.2.2、趨勢(shì)：LP 與 PE 路線

對(duì)于TOPCon電池中摻雜poly硅沉積，目前主要有LPCVD和PECVD兩大路線。 并由此衍生出原位摻雜和非原位摻雜兩條路徑。

LPCVD 制備 poly 硅的工藝相對(duì)成熟，且成膜質(zhì)量好，但缺點(diǎn)在于成膜速率低， 特別是進(jìn)行原位摻雜時(shí)速率更低。且容易產(chǎn)生繞鍍，在石英管和石英舟上也沉積 非晶硅膜，造成維護(hù)周期短，去繞鍍難度高。

PECVD 制備 poly 硅的工藝屬于新技術(shù)，優(yōu)點(diǎn)在于沉積速率快，且可實(shí)現(xiàn)原位摻 雜。但其缺點(diǎn)在于制備的膜中氫含量較高，在后期高溫退火過(guò)程中容易析出氣泡， 造成鈍化膜破損。

原位摻雜與非原位摻雜

由于 LPCVD 在原位摻雜中成膜速率較慢（1-2nm/min），所以一般 LPCVD 路 線搭配非原位摻雜，在制備本征多晶硅后再進(jìn)行磷摻雜。PECVD 則一般搭配原 位摻雜，在形成多晶硅層的同時(shí)實(shí)現(xiàn)磷摻雜。

根據(jù) ITRPV《2022 年國(guó)際光伏技術(shù)路線圖》，原位摻雜、PECVD 的市占率將逐 步提升。預(yù)計(jì)到 2032 年，原位摻雜將占據(jù) 50%以上市占率，PECVD 將占據(jù)近 60%的市占率。

值得一提的是，針對(duì)各自路線的不足，LPCVD 和 PECVD 仍在不斷改進(jìn)過(guò)程中。 LPCVD： 針對(duì)繞鍍導(dǎo)致的石英件壽命縮短問(wèn)題，拉普拉斯通過(guò)導(dǎo)入涂層石英，可將石英壽 命由原來(lái)的 3 個(gè)月延長(zhǎng)至 6 個(gè)月。通過(guò)同步優(yōu)化涂層和石英加工工藝，目標(biāo)壽 命 12 個(gè)月。預(yù)計(jì) 2023Q1 前，拉普拉斯通過(guò)規(guī)?；瘜?dǎo)入雙插技術(shù)，可進(jìn)一步促 進(jìn) LPCVD 成本降低 50%。

PECVD： 寧波材料所采用 PECVD 制備摻碳多晶硅，顯著抑制 PECVD 薄膜在高溫下的脫 膜，提升鈍化質(zhì)量，碳能增加氫的富集，進(jìn)一步提升鈍化效果。

管式與板式 PECVD

管式 PECVD 在 PERC 電池工藝中主要用于沉積氧化鋁和氮化硅薄膜。而板式 PECVD 主要用于 HJT 電池。一般來(lái)說(shuō)，管式 PECVD 具備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、產(chǎn)能大、 價(jià)格低的優(yōu)勢(shì)，但鍍膜精度和質(zhì)量低于板式 PECVD。 在 TOPCon 電池 poly 硅制備中，PECVD 首先沉積非晶硅薄膜，后期需通過(guò)退 火處理，以達(dá)到晶化的目的。且非晶硅薄膜的厚度遠(yuǎn)大于 HJT 電池（TOPCon 電池 100nm 以上，HJT 電池 10nm 且參與成結(jié)），因此業(yè)內(nèi)傾向于使用管式 PECVD。

4.3、 HJT 鍍膜設(shè)備

4.3.1、鍍膜的質(zhì)量與厚度

（氫化）非晶硅

HJT 電池在硅片正反面均要鍍制 5-10nm 的本征非晶硅層作為鈍化膜。在背表 面本征非晶硅層外側(cè)，鍍有約 10nm 厚的硼摻雜 P 型非晶硅層，在前表面本征 非晶硅膜外側(cè)，鍍有約 10nm 厚的磷摻雜 N 型非晶硅層。 前表面的非晶硅層作用十分重要，一方面是作為 n/n+層提供場(chǎng)鈍化，但另一方 面該層過(guò)厚會(huì)造成強(qiáng)烈的光吸收，影響短波響應(yīng)。 針對(duì) HJT 電池中非晶硅層制備，目前主要有兩種鍍膜技術(shù)：PECVD 鍍膜和 CAT-CVD（熱絲鍍膜）。其中 PECVD 鍍膜又可分為射頻 PECVD（13.56MHz） 和甚高頻鍍膜（27.12MHz、40MHz）。這部分是 HJT 電池中最為關(guān)鍵的技術(shù)， 設(shè)備在整個(gè)生產(chǎn)線價(jià)格中約占 50%的份額。

透明導(dǎo)電膜（TCO 層）

TCO 可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)目的：1）用作減反射涂層（ARC）；2）增加橫向?qū)щ娦浴?根據(jù)技術(shù)路線不同，主要有 PVD 和 RPD 兩種制備方法。

針對(duì) TCO 層，可以選擇的鍍膜材料有 ITO（氧化銦錫）、IWO（摻鎢氧化銦）、 AZO（鋁摻雜氧化鋅）。其中 ITO 主要與 PVD 路線配套，IWO 主要與 RPD 路 線配套。為了減少銦的用量，AZO 可以用來(lái)部分替代 ITO 的使用。 根據(jù)邁為股份披露，通過(guò) ITO+AZO 疊層膜的設(shè)計(jì)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了效率相當(dāng)情況下 銦用量降低 70%。未來(lái)根據(jù)不同的功能需求，有望采用多種材質(zhì)的 TCO 材料進(jìn) 一步替代 ITO，實(shí)現(xiàn)無(wú)銦化。

對(duì)比不同廠家的設(shè)備參數(shù)，目前采用 PECVD（射頻）路線的廠家主要有鈞石、 捷佳偉創(chuàng)、梅耶博格；采用 PECVD（甚高頻）路線的廠家主要有邁為、理想、 美國(guó)應(yīng)材；Cat-CVD（熱絲）屬于小眾路線，除了日本真空外，國(guó)產(chǎn)廠家主要是 江西漢可。

對(duì)比各電池片廠家的設(shè)備選擇，捷佳偉創(chuàng)、啟威星（邁為）占據(jù)了清洗制絨環(huán)節(jié) 的大多數(shù)市場(chǎng)份額；在 CVD 環(huán)節(jié)主要是邁為、鈞石能源、理想等國(guó)產(chǎn)廠家；PVD 環(huán)節(jié)主要是鈞石能源、捷佳偉創(chuàng)(RPD)、邁為；絲印環(huán)節(jié)主要是邁為、AMAT； 光注入環(huán)節(jié)主要廠家為邁為、臺(tái)灣科嶠。

4.3.2、趨勢(shì)：腔室、鍍膜順序

產(chǎn)線構(gòu)型

針對(duì) HJT 鍍膜設(shè)備，主要有三種類型的產(chǎn)線構(gòu)型：線性串聯(lián)式、團(tuán)簇并聯(lián)式、 線性并聯(lián)式。 目前國(guó)內(nèi)企業(yè)多采用線性串聯(lián)式，優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳遞容易，缺點(diǎn)在于各個(gè) 腔室節(jié)拍固定，某一個(gè)腔室的節(jié)拍調(diào)整或故障，會(huì)影響整條產(chǎn)線。

并聯(lián)設(shè)備有兩種類型，即團(tuán)簇式和線性。團(tuán)簇式設(shè)備主要以美國(guó)應(yīng)材開發(fā)的半導(dǎo) 體制造業(yè)中的鍍膜設(shè)備轉(zhuǎn)型而來(lái)（如 OLED 鍍膜設(shè)備）；而線性并列式則以德國(guó) 梅耶博格為代表。

鍍膜順序

異質(zhì)結(jié)電池的鈍化層為本征硅 I 層，與之接觸的晶體硅表面缺陷對(duì)電池的效率非 常敏感。 傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化 PECVD 設(shè)備工藝流程為 IN-IP。先鍍 I 層，接著鍍 N 層，在出真 空腔室翻片之后鍍 I 層和 P 層。其優(yōu)點(diǎn)是翻片次數(shù)少，缺點(diǎn)是鍍第二個(gè) I 層前， 已經(jīng)進(jìn)行過(guò)一次摻雜腔室鍍膜，容易有一些繞鍍的磷原子附著在硅片表面，增加 表面缺陷，影響效率。 新型的產(chǎn)業(yè)化 PECVD 設(shè)備工藝流程為 I-IN-P。在鍍一層 I 層后取出真空，翻片 后再次進(jìn)入真空室鍍背面 I 層，緊接著鍍 N 層，取出真空腔室翻片后再鍍 P 層。 盡管增加了一次翻片，但兩層本征硅層鍍膜之間不經(jīng)過(guò) N 型腔室，可以避免被 沾污。 經(jīng)過(guò)大規(guī)模量產(chǎn)驗(yàn)證，I-IN-P 的鍍膜順序相較 IN-IP 可提高電池產(chǎn)線平均效率 0.15%。

腔體與腔室

隨著 HJT 技術(shù)的發(fā)展，多層面結(jié)構(gòu)成為技術(shù)趨勢(shì)，即對(duì)于 i 層、p 層、n 層可分 為緩沖層、種子層、含氧層、富氫層等。但在工藝路線上有兩種選擇，一種是將 一種膜分成多個(gè)腔室鍍，各個(gè)腔室的工藝參數(shù)略有差異；另一種是在一個(gè)腔室中 鍍一種薄膜，但通過(guò)調(diào)整參數(shù)分成不同的子膜。 從本質(zhì)上講，第一種是以空間換取時(shí)間，設(shè)備硬件增加，但節(jié)拍加快，產(chǎn)能增加； 第二種是以時(shí)間換取空間，不同子膜更換工藝參數(shù)時(shí)需暫停輝光放電，但設(shè)備投 資減小。

邁為采用的連續(xù)多腔體鍍膜，單條線產(chǎn)能已達(dá)到 600MW（截至 2022 年 6 月）。 而鈞石、理想萬(wàn)里暉則采用單腔體鍍多層膜路線，不同的是鈞石通過(guò)對(duì)載板的改 進(jìn)和擴(kuò)大，實(shí)現(xiàn)了大腔室、大產(chǎn)能，單線產(chǎn)能達(dá)到 800MW，理想萬(wàn)里暉則創(chuàng)新 性地采用可疊加小腔室路線，增大了產(chǎn)量的可擴(kuò)展性，且小腔體內(nèi)氣體利用率更 高，第三代產(chǎn)品單線產(chǎn)能已達(dá)到 600MW。

5、 先進(jìn)電池進(jìn)步的思路與方向

5.1、 TOPCon：主要缺口來(lái)自前表面

對(duì)于 TOPCon 電池來(lái)說(shuō)，基于 24.8%的電池轉(zhuǎn)換效率，主要影響效率的因素由 大到?。?1. 正面復(fù)合損失，2. 光學(xué)損失，3. 正面?zhèn)鬏敁p失，4. 體復(fù)合損失，5. 背面?zhèn)?輸損失，6. 背面復(fù)合損失。 由此可見(jiàn)，TOPCon 電池目前的主要效率缺口來(lái)自前表面。原因在于： 1）TOPCon 電池背表面由 SiO2、poly 硅層組成鈍化接觸結(jié)構(gòu)，而前表面僅由 Al2O3層鈍化，使用燒穿型漿料，仍存在金屬-硅基體直接接觸； 2）由于硼擴(kuò)摻雜濃度低，為了實(shí)現(xiàn)更好的接觸，正面細(xì)柵從銀漿轉(zhuǎn)變?yōu)殂y鋁漿。 為達(dá)到同樣的導(dǎo)電效果，柵線寬度大于銀漿。

為了解決 TOPCon 電池正表面的效率損失，終極方案是在正面也做成 SiO2+poly 硅的鈍化接觸結(jié)構(gòu)。但P型TOPCon層的鈍化能力本身就弱于N型TOPCon層， 且前表面多晶硅會(huì)造成強(qiáng)烈的光學(xué)吸收。 因此，目前多考慮局部 poly 層，即在正表面電極下方做一小部分 SiO2+poly 硅， 但應(yīng)用層面難度較大。

根據(jù)拉普拉斯對(duì) TOPCon 電池效率提升的路線圖，正面 poly 結(jié)構(gòu)（local/full） 適用于 26.5%的效率平臺(tái)。 而在當(dāng)前 25%的效率基礎(chǔ)上，可以通過(guò)無(wú)損 SE 技術(shù)、薄 poly 等優(yōu)化工藝將 TOPCon 電池效率提升至 26%。 基于硼擴(kuò)的技術(shù)難度，在硼擴(kuò)的基礎(chǔ)上做出 SE 相較磷擴(kuò) SE 難度更大，目前主 要發(fā)展出一次硼擴(kuò)和二次硼擴(kuò)兩種技術(shù)路線。

5.2、 HJT：完美鈍化，主要缺口來(lái)自光學(xué)損失

與 TOPCon 電池相比，HJT 電池在正表面、背面均實(shí)現(xiàn)了鈍化接觸，因此獲得 了較高的開路電壓（接近 750mV），明顯高于 TOPCon 電池和 PERC 電池。 但正表面的非晶硅層作為一種半導(dǎo)體，存在較為嚴(yán)重的寄生吸收，造成 HJT 電 池在短路電流方面并不占優(yōu)勢(shì)。 解決該問(wèn)題的思路之一在于使用微晶硅代替非晶硅，原因在于微晶的吸光系數(shù)更 小，且具有更高的電導(dǎo)率，在緩解正表面寄生吸收的同時(shí)，降低了對(duì) ITO 導(dǎo)電 性的依賴。

從工藝上來(lái)講，微晶的形成需要改變通入硅烷與氫氣的稀釋率，即更高比例的氫 氣，從而提高硅薄膜的晶化率。 但稀釋率的提高通常伴隨著沉積速率的下降，引入 VHF 電源以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的 RF 電源，有助于提高微晶薄膜沉積速率。根據(jù)邁為股份數(shù)據(jù)，采用 VHF 電源，鍍 膜速率較 RF 電源提升 2 倍，氫氣用量較 RF 電源降低 70%左右，效率較 RF 電 源提升 0.3%以上。 原因在于，頻率增加后，等離子體電子濃度增加，可以產(chǎn)生更多的自由基元，從 而提高微晶薄膜沉積速率。同時(shí)等離子體能量降低，有助于降低表面損傷。

關(guān)鍵假設(shè)： 2022 年全球新增光伏裝機(jī) 230GW，我們預(yù)測(cè) 2023-25年全球新增光伏裝機(jī)350、 430、500GW，按照 1.25 倍的容配比，組件需求量為 438、538、625GW。按 照 55%的產(chǎn)能利用率，則組件產(chǎn)能分別達(dá)到 795、977、1136GW。 根據(jù)已規(guī)劃項(xiàng)目的進(jìn)展情況，我們預(yù)測(cè) TOPCon 產(chǎn)能進(jìn)入快速發(fā)展期，2023-25 年新增產(chǎn)能分別為 200、250、280 GW，HJT 需進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)設(shè)備、產(chǎn)業(yè)鏈降本， 2023-25 年新增產(chǎn)能分別為 32、54、100GW。從而帶動(dòng) TOPCon 產(chǎn)能在 2023-25 年達(dá)到 260、510、790 GW，HJT 產(chǎn)能在 2023-25 年達(dá)到 46、100、200GW。

在整體的電池產(chǎn)出中，預(yù)計(jì)2023-25年TOPCon產(chǎn)出占比為20%、35%、43.5%， HJT 產(chǎn)出占比為 5%、10%、12%，則 2023-25 年 TOPCon 電池產(chǎn)出為 88、188、 272GW，HJT 產(chǎn)出為 22、54、75GW。

隨著國(guó)產(chǎn)化率提高和單線產(chǎn)能提升，預(yù)計(jì)設(shè)備降本持續(xù)進(jìn)行，假設(shè) 2023-25 年 HJT 整線設(shè)備價(jià)格為 3.3/2.9/2.5 億元/GW，TOPCon 整線設(shè)備價(jià)格為 1.9 /1.7/1.5 億元/GW。 TOPCon 設(shè)備中，SE 能夠有效提升轉(zhuǎn)換效率，隨著該項(xiàng)技術(shù)趨于成熟，預(yù)計(jì)將 從2023年開始實(shí)現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)，假設(shè)23-25年硼擴(kuò)SE滲透率為70% /80%/90%， 硼擴(kuò) SE 設(shè)備單價(jià)為 1000/800/800 萬(wàn)元/GW。 則 2023-25 年，HJT 設(shè)備市場(chǎng)空間為 102.6、155.5、250.0 億元；其中 PECVD 設(shè)備市場(chǎng)空間為 51.5、77.8、125.0 億元。 TOPCon 設(shè)備市場(chǎng)空間為 370.0、420.0、420.0 億元，其中 LPCVD/PECVD 等 鍍膜設(shè)備市場(chǎng)空間為 100.0、112.5、112.0 億元，硼擴(kuò)設(shè)備市場(chǎng)空間為 44.0、 52.5、56.0 億元，激光 SE 設(shè)備市場(chǎng)空間為 14.0、16.0、20.2 億元。

6、 金屬化與電池進(jìn)步

從電池技術(shù)進(jìn)步的角度來(lái)看，金屬化作為鈍化鍍膜的后續(xù)工藝，其技術(shù)路線選擇 需要與鈍化膜相配套，一方面，金屬化本身與鈍化膜/硅基體的接觸將在很大程 度上影響復(fù)合；另一方面，柵線本身對(duì)電池的光學(xué)損失、電阻損失起到至關(guān)重要 的作用。

對(duì)于光伏電池金屬化來(lái)說(shuō)，柵線寬度僅是表觀指標(biāo)，不同的漿料設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)在于 界面接觸，其次是印刷性能，以及燒結(jié)/固化后的附著特性和焊接特性，最后是 工藝與材料的綜合成本。

全鋁背場(chǎng)電池

全鋁背場(chǎng)電池（Al-BSF）是最早實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的晶硅電池結(jié)構(gòu)，具有工藝流程簡(jiǎn)單、 技術(shù)成熟、成本低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)。 但是，電池背面硅/鋁的全面積接觸引起的載流子復(fù)合較為嚴(yán)重，且鋁背場(chǎng)層的 反射率低，導(dǎo)致長(zhǎng)波段光響應(yīng)差，這些使得 Al-BSF 電池始終無(wú)法突破 20%的效 率瓶頸。

單面 PERC

隨著背表面氧化鋁（AlOx）鈍化技術(shù)的出現(xiàn)，PERC 電池開始全面取代全鋁背場(chǎng) 電池。 在單面 PERC 電池中，仍然采用鋁背場(chǎng)，同時(shí)鋁背場(chǎng)通過(guò)激光開槽的方式與硅基 體實(shí)現(xiàn)線接觸，并在接觸區(qū)域形成局部鋁背場(chǎng)（LBSF）。

雙面 PERC

在雙面 PERC 電池中，放棄了全鋁背場(chǎng)，而采用鋁線接觸的方式。根據(jù) ITRPV 數(shù)據(jù)，雙面 PERC 電池鋁漿耗量?jī)H為單面 PERC 的 1/4。

TOPCon 與 HJT 電池

由于采用了鈍化接觸技術(shù)，金屬電極不再與硅基體直接接觸，大幅改善鈍化效果 與金屬?gòu)?fù)合。 TOPCon 電池正面采用銀鋁漿。原因在于對(duì)于 TOPCon 電池，正面仍采用同質(zhì) 擴(kuò)散結(jié)，且硼摻雜的濃度較磷摻雜低 1-2 個(gè)數(shù)量級(jí)，導(dǎo)致發(fā)射區(qū)的接觸電阻較大。 在 P 型發(fā)射極局域重?fù)脚鸺夹g(shù)完善之前，TOPCon 電池正面采用了銀鋁漿，在 燒結(jié)中鋁原子進(jìn)入 P 型發(fā)射區(qū)形成 p+區(qū)域，起到選擇性發(fā)射區(qū)（SE）的作用。

對(duì)于金屬化工藝來(lái)說(shuō)，重要的是工藝與材料的匹配。絲網(wǎng)印刷、鋼板印刷、激光 轉(zhuǎn)印三種工藝都適用于液體漿料，適配高溫銀漿、低溫銀漿、銀包銅銀漿。而無(wú) 主柵技術(shù)、銅電鍍則跳出了液體漿料的范疇，單獨(dú)具備一套工藝與材料。

6.1、 金屬化之材料：漿料區(qū)別與改進(jìn)路線

根據(jù) ITRPV 《2022 年國(guó)際光伏技術(shù)路線圖》，2021 年，200GW PERC 電池（效 率 23%）消耗銀 2640 噸，約占全球銀總供給的 8%，單耗約 13.2mg/W。

6.1.1、高溫漿料：從 PERC 漿料到 TOPCon 銀漿

從 PERC 電池到 TOPCon 電池，從結(jié)構(gòu)上看僅僅是背表面鈍化方式發(fā)生了改變， 但由于硅基底從 P 型轉(zhuǎn)變?yōu)?N 型，以及鈍化層的改變，造成金屬化工藝的較大 轉(zhuǎn)變。 正面：對(duì)于典型的 N 型 TOPCon 電池來(lái)說(shuō)，主要是從 N 型發(fā)射極（磷擴(kuò)）轉(zhuǎn)變 為 P 型發(fā)射極（硼擴(kuò)），鈍化方面仍采用 SiNx 和 AlOx 層。但由于硼擴(kuò)摻雜濃 度低，為了實(shí)現(xiàn)更好的接觸，正面細(xì)柵從銀漿轉(zhuǎn)變?yōu)殂y鋁漿。 背面：由于鈍化接觸結(jié)構(gòu)解決了金屬與硅基體接觸的問(wèn)題，TOPCon 電池的背面 不再需要激光開槽+鋁漿（LBSF），而是采用了銀漿細(xì)柵。

整體來(lái)看，TOPCon 銀漿主要分三種細(xì)分應(yīng)用： 1）正面細(xì)柵漿料（銀鋁漿，燒穿型），需要在燒結(jié)過(guò)程中燒穿 SiNx 和 AlOx 層， 與硼發(fā)射極接觸；2）背面細(xì)柵漿料（銀漿，燒穿型），需要在燒結(jié)過(guò)程中燒穿 SiNx 層，與 poly 硅層接觸； 3）正背面主柵漿料（銀漿，非燒穿型），主要起連接細(xì)柵、匯聚電流、輔助焊 接作用。

但是，TOPCon 銀漿正背面細(xì)柵需嚴(yán)格控制燒穿深度。 對(duì)于正面細(xì)柵，需控制銀鋁尖刺的深度，否則容易破壞硼發(fā)射極； 對(duì)于背面細(xì)柵，需控制燒穿深度，特別是在 poly 層減薄的趨勢(shì)下，如何與薄 poly 層形成配合至關(guān)重要。

在高溫銀漿中，玻璃粉起到刻蝕作用，因此工藝核心之一在于調(diào)節(jié)玻璃粉的成分 與配比。 玻璃粉在燒結(jié)過(guò)程中主要有兩個(gè)作用： 1）刻蝕硅片表面的 SiNx 減反射涂層，在燒結(jié)過(guò)程中促進(jìn)硅太陽(yáng)能電池正面電 極的致密度，從而形成致密的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，使得銀膜與硅基片形成良好的歐姆接觸； 2）銀漿燒結(jié)過(guò)程，玻璃粉在高溫下溶解銀粉，并帶著銀粉重新排列，這將影響 銀漿的整個(gè)燒結(jié)過(guò)程。

6.1.2、低溫漿料與銀包銅

由于異質(zhì)結(jié)電池中非晶硅不耐高溫，導(dǎo)致其需適用低溫銀漿。與高溫正銀相比， 低溫銀漿固化溫度低，不含玻璃粉，屬于非燒穿型漿料。

在高溫銀漿中，玻璃粉會(huì)首先發(fā)生熔融，刻蝕硅片表面的 SiNx 減反射涂層并帶 動(dòng)銀粉重新排列。因此玻璃粉是技術(shù)核心，助力實(shí)現(xiàn)高效接觸和高效銀粉導(dǎo)電。 在低溫銀漿中，由于取消了玻璃粉，銀粉粘結(jié)主要靠有機(jī)體系樹脂固化收縮實(shí)現(xiàn)。 由于缺乏燒結(jié)步驟，有機(jī)組分（特別是樹脂）殘留在漿料中，這也是低溫銀漿電 阻率較大的根本原因。

采用片狀銀粉+球狀銀粉復(fù)配的方式，有助于提高銀粉間接觸面積，從而改善銀 漿導(dǎo)電性能。但同時(shí)影響了印刷速度。 印刷速度是規(guī)模制造、產(chǎn)能提升的關(guān)鍵。HJT 低溫銀漿印刷與鋪墨速度(CT>2s) 顯著低于主流的單晶 PERC、TOPCon 高溫銀漿。

銀包銅

由于低溫銀漿導(dǎo)電性較差，加上雙面使用銀漿，使得 HJT 電池的單位銀漿耗量 約為 PERC 電池的 2 倍，拉大了成本方面的差距。 銀包銅作為一種有效的降本手段，引起業(yè)界重視。銀包銅粉是一種核殼結(jié)構(gòu)材料， 具有銅的物化性能和銀的優(yōu)良金屬特性以及高導(dǎo)電性、抗氧化性和熱穩(wěn)定性，既 節(jié)約貴金屬又降低了成本。 由于高溫下銅容易氧化，因此銀包銅漿料目前僅適用于異質(zhì)結(jié)電池。

制備技術(shù)路線方面，化學(xué)鍍法具備工藝簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，目前已成為主流路 線。工藝方面根據(jù)沉積機(jī)理不同，又分為還原法和置換法兩種。

運(yùn)用化學(xué)鍍法制備銀包銅粉的過(guò)程中，鍍液的主要成分是由硝酸銀溶液組成，并 與銅離子發(fā)生置換反應(yīng)，游離的銀離子因?yàn)橛休^高的氧化-還原電位，導(dǎo)致鍍液 穩(wěn)定性不佳，制得的鍍層不夠致密。因此，現(xiàn)代工藝多采用絡(luò)合劑來(lái)絡(luò)合游離的 銀離子，提高銀離子的絡(luò)合常數(shù)，保證鍍液在金屬包覆過(guò)程中的穩(wěn)定性。常見(jiàn)的 絡(luò)合體系包括：氨水絡(luò)合體系、EDTA 鹽體系、胺烯類化合物體系。

根據(jù)蘇州晶銀的銀包銅漿料產(chǎn)品性能，不管是主柵還是細(xì)柵漿料，在粘度、固化 溫度、拉力方面均保持同等水平，但銀包銅漿料的體電阻率略高于純銀漿料，主 要原因可能在于部分銅粉未完全包覆。

根據(jù)安徽華晟測(cè)試結(jié)果，背面副柵使用銀包銅漿料代替后，電池片效率降低 0.08%，主要反映在填充系數(shù) FF 的差異。 組件方面，銀包銅電池（背面副柵）組件 CTM 也表現(xiàn)出了類似的微幅下降趨勢(shì)。

從安徽華晟新能源公布的異質(zhì)結(jié)電池銀耗降低路線來(lái)看，預(yù)計(jì)到 2023 年全面應(yīng) 用銀包銅漿料結(jié)合 0BB 技術(shù)，單片耗量

6.1.3、銀漿與銀粉國(guó)產(chǎn)化

不管是高溫銀漿，還是低溫銀漿，都是以銀粉作為導(dǎo)電相。銀粉在太陽(yáng)能電池導(dǎo) 電銀漿中占質(zhì)量的 70%~90%，是決定銀漿和形成銀電極性能的關(guān)鍵因素。

銀粉作為一種功能性粉末，不僅繼承了銀單質(zhì)的一些性質(zhì)，同時(shí)還具有粉末的獨(dú) 特性能，所以銀粉的形貌、粒度分布、分散性、表面性質(zhì)等都對(duì)銀漿的性能具有 重要影響。 1）粒度分布。 在 0.5～5.0μm 之間的銀粉比較適用于太陽(yáng)電池用銀漿的調(diào)制。且在銀漿調(diào)制過(guò) 程中，合理搭配不同粒度分布的銀粉，可降低銀漿印刷塑性后銀粉自然堆積狀態(tài) 下的空隙率，進(jìn)而減小銀漿燒結(jié)后導(dǎo)電膜的孔隙率及形成的電路中的串聯(lián)電阻。 2）分散性。 銀粉的分散性直接影響銀漿的調(diào)制效果，分散性好的銀粉在銀漿調(diào)制過(guò)程中能與 有機(jī)體系充分潤(rùn)濕、混合，均質(zhì)分散在有機(jī)載體中，使銀漿具有很好的觸變性和 流平性，絲網(wǎng)印刷過(guò)程中能連續(xù)、流暢、均勻地通過(guò)網(wǎng)孔，形成完整的電路圖案， 有利于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)。 3）振實(shí)密度。 銀粉的振實(shí)密度直接反映了銀粉在生成過(guò)程中結(jié)晶的完整度。振實(shí)密度越高的銀 粉，其結(jié)晶完整度越好，在自然狀態(tài)下銀粉顆粒之間的堆積越致密，空隙率越小， 調(diào)漿燒結(jié)后得到的導(dǎo)電膜的空洞少且小，電路中的串聯(lián)電阻小，電極導(dǎo)電能力優(yōu) 良。

在 PERC 時(shí)代，正銀主要采用球形銀粉，背銀采用片狀銀粉。其中背面銀漿的技 術(shù)要求較低，從原料端的片狀銀粉到產(chǎn)品端的背面銀漿基本都已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。盡 管 P 型電池正面銀漿的國(guó)產(chǎn)化率在 2021 年末已達(dá)到 61%，但正面銀漿所用的 銀粉大多仍依賴進(jìn)口。 n 型電池用正銀國(guó)產(chǎn)化程度明顯提升。受制于市場(chǎng)規(guī)模以及技術(shù)等因素影響，當(dāng) 前 n 型電池的正面銀漿國(guó)產(chǎn)化程度開始出現(xiàn)較大的分化。2021 年 TOPCon 電池 用正面銀漿國(guó)產(chǎn)率達(dá) 70%左右；HJT 電池用低溫主柵銀漿國(guó)產(chǎn)率 10%左右，細(xì) 柵用銀漿依然全部依賴進(jìn)口。 國(guó)外銀粉制造廠家主要集中于日本和美國(guó)，銷量較大的有日本 DOWA、日本德 力化學(xué)、美國(guó) Ferro 和 Ames Goldsmith 等公司。

銀粉國(guó)產(chǎn)化率遠(yuǎn)低于銀漿國(guó)產(chǎn)化率。原因在于銀漿工藝核心在于配比，而銀粉的 制造則具備更高的壁壘，特別是低溫銀粉對(duì)比表面積、分散性、平均粒徑、振實(shí) 密度等參數(shù)要求更高。 從部分頭部公司已公布的數(shù)據(jù)來(lái)看，銀粉供應(yīng)市場(chǎng)呈現(xiàn)寡頭壟斷格局。日本 DOWA 占據(jù)了聚和材料銀粉供應(yīng)的 84.6%（2021 年），占據(jù)帝科股份銀粉供應(yīng) 的 97.4%（2019 年）。

6.2、 金屬化之工藝：接觸式與非接觸式

6.2.1、接觸式

根據(jù)中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，目前電池片的金屬柵線幾乎全部通過(guò)絲網(wǎng)印刷的方 式制備，2021 年市場(chǎng)占比達(dá)到 99.9%。預(yù)計(jì)未來(lái) 10 年內(nèi)絲網(wǎng)印刷技術(shù)仍將是 主流技術(shù)。 絲網(wǎng)印刷由五大要素構(gòu)成：工作臺(tái)、絲網(wǎng)、刮刀、漿料、基片?；苯臃旁趲?有模板的絲網(wǎng)下面，絲網(wǎng)印刷油墨或涂料在刮刀的擠壓下，從圖形部分的網(wǎng)孔中 間擠壓到基片上。印刷過(guò)程中刮板始終與絲網(wǎng)模板和基片呈線接觸，接觸線隨刮 刀移動(dòng)而移動(dòng)，其他部分與基片為脫離狀態(tài)，保證印刷尺寸精度和避免蹭臟基片。

分步印刷（DUP）&兩次印刷（DP）

兩次印刷： 先印刷第一層銀漿并烘干，在第一層銀漿的基礎(chǔ)上覆蓋第二層銀漿，兩層共燒結(jié) 形成電極。 兩次印刷的方法可以突破單次絲網(wǎng)印刷高寬比的天花板，能有效提高電極柵線的 高寬比，既能增加電池的受光面，又能降低柵線電極整體的線電阻，從而大幅提 升電池的光電轉(zhuǎn)換效率。 分步印刷： 根據(jù)主柵與細(xì)柵線對(duì)漿料特性要求的不同，將主柵與細(xì)柵分開印刷。細(xì)柵采用主 流的正面電極銀漿，具有較好的塑形能力和良好的燒結(jié)特性及歐姆接觸。由于主 柵在電池片上主要作用是匯集細(xì)柵上的電流，對(duì)塑形能力的要求較低，因此可選 用較便宜的銀漿。同時(shí)分開印刷后主柵網(wǎng)版可以采用與細(xì)柵規(guī)格不同的網(wǎng)版，可 進(jìn)一步降低主柵線的銀漿單耗。

多主柵：從 MBB 到 SMBB

主柵是指晶硅太陽(yáng)能電池表面上的粗電極條，起到連接細(xì)柵，將電池體內(nèi)產(chǎn)生的 光生電流引到電池外部的作用。多主柵技術(shù)（MULTI-BUSBAR，MBB）是通過(guò) 提高主柵數(shù)目，提高電池應(yīng)力分布均勻性，進(jìn)而提高導(dǎo)電性，增加轉(zhuǎn)換效率。 綜合來(lái)看，多主柵技術(shù)（MBB）具有電學(xué)和光學(xué)兩方面優(yōu)勢(shì)。 電學(xué)優(yōu)勢(shì)： 1）MBB 電池片電流橫向收集路徑增加，較傳統(tǒng) 5BB 提高 30%以上； 2）MBB 技術(shù)可以使電流流經(jīng)細(xì)柵到達(dá)主柵的路徑顯著縮短 50%以上，有效減 少電流流經(jīng)細(xì)柵產(chǎn)出的功率損耗； 3）MBB 技術(shù)提高了電流的收集能力，即多主柵對(duì)電池片隱裂、斷柵、破裂等容 忍度更高。

光學(xué)優(yōu)勢(shì)： 多主柵組件設(shè)計(jì)中，由于單根焊帶變細(xì)，一般選用圓形焊帶進(jìn)行電池片連接，相 對(duì)與扁平型常規(guī)焊帶，圓形焊帶更能體現(xiàn)光學(xué)上的優(yōu)勢(shì)。 圓形焊帶的使用，使得入射光無(wú)論從哪個(gè)角度進(jìn)入，都能在焊帶區(qū)域獲得約 75% 的利用率，而傳統(tǒng)的 5BB 采用的平焊帶對(duì)入射光的綜合利用率僅 5%以內(nèi)。

理論上來(lái)說(shuō)，SMBB 是 MBB 技術(shù)的升級(jí)版，延續(xù)了 MBB 的諸多優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)采 用更細(xì)的柵線，實(shí)現(xiàn)更少的遮擋和更短的電流傳輸距離。從而有效降低了串聯(lián)電 阻，并進(jìn)一步提高了對(duì)電池對(duì)隱裂、斷柵、破裂的容忍度，提高可靠性。

不管是 MBB 還是 SMBB，對(duì)于絲網(wǎng)印刷的原理性要求變化不大，與現(xiàn)有設(shè)備兼 容。重要的是主柵增多，焊絲變細(xì)，焊點(diǎn)變小，對(duì)于串焊機(jī)的對(duì)位精度和焊接精 度要求提升。同時(shí)，由于主柵變細(xì)，需開發(fā)相應(yīng)的 MBB/SMBB 焊帶。

部分廠家相關(guān)進(jìn)展： 邁為股份：積極探索新的組件工藝，成功開發(fā)出 SMBB 串焊機(jī)，可以滿足 163、 166、182 和 210 多種規(guī)格電池的 SMBB 產(chǎn)品需求，焊絲直徑最小可以兼容到 0.25mm； 宇邦新材：公司研發(fā)了適用于多柵組件的 MBB 焊帶、適用于 HJT 組件的低溫焊 帶、適用于疊瓦組件的超薄沖孔焊帶、適用于微間距組件的異形焊帶等。目前市 場(chǎng)上主流的產(chǎn)品還是 MBB 焊帶，SMBB 焊帶的市場(chǎng)正在逐步推開。 同享科技：公司除了積極開發(fā)常規(guī)互連焊帶、常規(guī)匯流焊帶外，也積極探索與研 發(fā) SMBB 焊帶、黑色匯流帶及反光焊帶。公司年產(chǎn)涂錫銅帶（絲）15000 噸項(xiàng) 目建成后，將形成 8000 噸 SMBB 焊帶、4000 噸異形焊帶、2200 噸反光匯流焊 帶及 800 噸黑色匯流焊帶的生產(chǎn)能力。

鋼板印刷

傳統(tǒng)網(wǎng)版的細(xì)柵附著在絲網(wǎng)上，絲網(wǎng)的網(wǎng)節(jié)或鋼絲會(huì)阻擋網(wǎng)版透漿料，導(dǎo)致印刷 后柵線高低起伏、拓寬，影響電性能。而全開口鋼板的細(xì)柵部分是 100%的無(wú)遮 擋結(jié)構(gòu)，網(wǎng)版透漿料更順暢、柵線更平整、均勻，從而電池柵線的形貌得以優(yōu)化、 電性能得以提升。 由于柵線印刷區(qū)域?yàn)槿_口結(jié)構(gòu)，印刷高度均勻，在制造相同效率電池的情況下， 凈節(jié)省 20%左右的銀漿。

6.2.2、非接觸式

激光轉(zhuǎn)印

激光圖形轉(zhuǎn)印技術(shù)（PatternTransferPrinting，簡(jiǎn)稱：PTP）是一種新型的非接 觸式的印刷技術(shù)，該技術(shù)在特定柔性透光材料上涂覆所需漿料，采用高功率激光 束高速圖形化掃描，將漿料從柔性透光材料上轉(zhuǎn)移至電池表面，形成柵線。 激光轉(zhuǎn)印能夠突破傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷的線寬極限，輕松實(shí)現(xiàn) 25um 以下的線寬，且 印刷高度一致性、均勻性優(yōu)良，誤差在 2um。作為非接觸式印刷，可以避免擠 壓式印刷存在的隱裂、破片、污染、劃傷等問(wèn)題。 激光轉(zhuǎn)印包括兩個(gè)步驟：填充過(guò)程和轉(zhuǎn)移過(guò)程。 填充過(guò)程：使用的是帶有壓花溝槽的透明聚合物薄膜，通過(guò)兩個(gè)具有不同傾斜度 的金屬吸水扒膠條將漿料填充到溝槽中。 轉(zhuǎn)移過(guò)程：將充滿溝槽的薄膜旋轉(zhuǎn) 180°并移至打印位置，電池片放置在薄膜下 方 200μm 處，依次使用波長(zhǎng)為 1070nm 的激光照射。 激光輻照通過(guò)透明膜，其能量首先被糊劑表面吸收。產(chǎn)生的熱能使?jié){料和溝槽之 間的界面區(qū)域中的有機(jī)成分汽化，并在漿料/薄膜界面處形成高壓蒸汽層。當(dāng)在 漿料/薄膜界面處建立足夠的壓力時(shí)，漿料會(huì)釋放到基材表面上。

無(wú)主柵（SWCT）技術(shù)

無(wú)主柵技術(shù)（SmartWire Connection Technology，簡(jiǎn)稱 SWCT）由加拿大 Day4 能源公司發(fā)明，由梅耶博格開發(fā)和工業(yè)化，并于 2013 年正式發(fā)布。其關(guān)鍵技術(shù) 在于使用銅線（由錫合金包覆）代替?zhèn)鹘y(tǒng)主柵，并將銅線嵌于聚合物薄膜之上， 同時(shí)實(shí)現(xiàn)了細(xì)柵電流匯集傳輸和電池片連接，從而完成對(duì)主柵和焊帶的替代。

SWCT 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)： 1、提效，原理同 SMBB 技術(shù)。首先，SWCT 技術(shù)中用細(xì)線代替主柵，相比 SMBB 技術(shù)，主柵數(shù)量進(jìn)一步增多，通過(guò)縮短細(xì)柵電流傳輸距離，增加電流收集能力從 而實(shí)現(xiàn)提效。其次，SWCT 技術(shù)采用圓絲銅線，較傳統(tǒng)主柵增加了入射光利用率。2、降本，實(shí)現(xiàn)主柵去銀化。SWCT 技術(shù)中采用圓銅線（錫合金包覆），實(shí)現(xiàn)了 主柵去銀化。第一代 SWCT 技術(shù)使用銦錫合金，第二代技術(shù)使用鉍錫合金，成 本進(jìn)一步降低。同時(shí)由于主柵（圓銅線）數(shù)量增多，細(xì)柵寬度有望實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步下 降。根據(jù) CSEM 數(shù)據(jù)，相比傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷技術(shù)，SWCT 技術(shù)可以將銀耗量降低 85%。 3、免焊接，在層壓過(guò)程中實(shí)現(xiàn)接觸。SWCT 技術(shù)中不但省去了主柵印刷，還省 去了焊帶焊接過(guò)程，在層壓過(guò)程中實(shí)現(xiàn)圓銅線與細(xì)柵的接觸。銦錫合金的熔點(diǎn)為 120℃，鉍錫合金的熔點(diǎn)為 138℃，因此層壓溫度低于 140℃即可實(shí)現(xiàn)熔融接觸。4、可靠性。一方面，同 MBB 技術(shù)類似，更細(xì)密的網(wǎng)格提高了電流的收集能力， 即對(duì)電池片隱裂、斷柵、破裂等容忍度更高。另一方面，SWCT 技術(shù)對(duì)電池片施 加的應(yīng)力更小，這歸功于低溫工藝和靈活細(xì)線，可有效減少電池片邊緣翹曲。

銅電鍍

銅電鍍實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)后，有望徹底替代銀漿的使用，從而實(shí)現(xiàn)有效降本。銅電鍍工藝 整體分為圖形化和金屬化兩大環(huán)節(jié)。 圖形化環(huán)節(jié)： 種子層的核心作用是改善 TCO 的附著力，通常采用鎳或鎳-銅合金。但鍍制的種 子層需要在完成電鍍后，進(jìn)行種子層的回蝕，增加了供需，影響了工藝的量產(chǎn)性。 目前可選擇的方法有選擇性種子層沉積或無(wú)種子層工藝。2022 年 9 月，邁為 &SunDrive 雙面微晶無(wú)種子層直接電鍍效率 26.41%。 圖形化的核心環(huán)節(jié)在于制備選擇性溝槽，以便進(jìn)行下一步電鍍環(huán)節(jié)，目前常見(jiàn)的 方法有曝光顯影和激光開槽兩種。

金屬化環(huán)節(jié)： 核心為電鍍環(huán)節(jié)。根據(jù)羅博特科公告，目前市面上比較主流的主要是垂直升降式 電鍍、垂直連續(xù)電鍍、水平電鍍?nèi)齻€(gè)方向。垂直電鍍?cè)?PCB 領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，但 缺點(diǎn)在于自動(dòng)化水平較低；水平電鍍自動(dòng)化程度高，可長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作，但技術(shù) 要求高，長(zhǎng)期為國(guó)外壟斷。 東威科技光伏電鍍路線為垂直電鍍，同時(shí)掌握水平電鍍技術(shù)（主要用于 PCB 領(lǐng) 域），公司水平電鍍技術(shù)為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)；羅博特科的方案區(qū)別于垂直升降式電鍍、 垂直連續(xù)電鍍、水平電鍍?nèi)N方案；捷得寶光伏電鍍路線為水平鏈?zhǔn)?。根?jù)公告 和官網(wǎng)信息，東威科技和捷得寶設(shè)備產(chǎn)能均達(dá)到 6000 片/小時(shí)。

銅電鍍有望成為光伏電池金屬化終極方案。原因在于該技術(shù)路線不但可以有效實(shí) 現(xiàn)降本，而且對(duì)光伏電池效率提升亦有幫助。 從柵線形貌來(lái)看，銅電鍍可以將柵線寬度降至 15μm，高 26μm，外觀更加平直。 從接觸部位微觀結(jié)構(gòu)來(lái)看，銅電鍍的接觸部位較銀漿印刷燒結(jié)工藝更致密，空隙 更少。

目前金屬化工藝包括絲網(wǎng)印刷、鋼板印刷、激光轉(zhuǎn)印、無(wú)主柵、銅電鍍等，預(yù)計(jì) 未來(lái) 5 年內(nèi)絲網(wǎng)印刷工藝仍將占據(jù)主流地位。 關(guān)鍵假設(shè)： 1）市場(chǎng)占比：根據(jù) CPIA 數(shù)據(jù)，2022 年絲網(wǎng)印刷的市場(chǎng)占比仍高達(dá) 99.9%。由 于高效電池對(duì)柵線寬度的要求，各種替代路線興起，假設(shè) 2023-25 年絲網(wǎng)印刷 路線市場(chǎng)占比為 95.5%/89.2%/82.0%，鋼板印刷市場(chǎng)占比為 1.0%/2.0%/3.0%， 激光轉(zhuǎn)印市場(chǎng)占比為 1.0%/2.0%/3.0%，無(wú)主柵市場(chǎng)占比為 2.0%/5.0%/8.0%， 銅電鍍市場(chǎng)占比為 0.5% /1.8%/4.0%； 2）設(shè)備單價(jià)：假設(shè) 2023-25 年絲網(wǎng)印刷機(jī)單價(jià)為 0.41/0.36/0.33 億元/GW，激 光轉(zhuǎn)印設(shè)備單價(jià)為 0.33/0.32/0.30 億元/GW，電鍍銅設(shè)備單價(jià)為 1.96/1.86/1.77 億元/GW； 則 2023-25 年絲網(wǎng)印刷機(jī)（含鋼板印刷）市場(chǎng)空間為 96.7/81.4/74.4 億元，激 光轉(zhuǎn)印設(shè)備市場(chǎng)空間為 2.7/4.5/6.6 億元，電鍍銅設(shè)備市場(chǎng)空間為 9.0/28.7/70.8 億元。

關(guān)鍵假設(shè)： 1）假設(shè)絲網(wǎng)印刷和鋼板印刷采用銀漿，激光轉(zhuǎn)印一半采用銀漿，一半采用銀包 銅漿料，則 2023-25 年銀漿路線占比為 97.0%/92.2%/86.5%，非銀漿路線占比 為 3.0%/7.8%/13.5%。其中銀包銅路線占比為 0.5%/ 1.0%/1.5%，電鍍銅路線 占比為 0.5%/1.8%/4.0%； 2）根據(jù) CPIA 數(shù)據(jù)，2022 年 PERC 電池銀耗量 91mg/片（正銀+背銀），TOPCon 電池銀耗量 115mg/片，HJT 電池銀耗量 127mg/片，按照 21.0%/22.5%/23.0% 的組件端功率，PERC、TOPCon、HJT 單瓦銀耗分別為 13.13/15.48/16.72 mg/W。 隨著印刷技術(shù)進(jìn)步，電池單瓦銀耗長(zhǎng)期呈下降趨勢(shì)，假設(shè) 2023-25 年 PERC 單 瓦銀耗 12.86/12.61/12.35mg/W，TOPCon 單瓦銀耗 15.17/14.87/14.57mg/W， HJT 單瓦銀耗 16.39/16.06/15.74mg/W，其他類型電池平均單瓦銀耗同 PERC； 則 2023-25 年高溫銀漿需求量 5267/6185/6895 萬(wàn)噸，HJT 用低溫銀漿需求量 359/863/1181 萬(wàn)噸。

關(guān)鍵假設(shè)： 1）市場(chǎng)占比：根據(jù) CPIA 數(shù)據(jù)，2022 年 9 主柵及以上技術(shù)市場(chǎng)占比為 100%， 其中 9BB 占比 34%，10BB 占比 34.2%，11BB 及以上占比 31.8%。假設(shè) 2023-25 年 9BB 以上技術(shù)市場(chǎng)占 比為 70%/72%/74%，無(wú) 主柵技術(shù)市場(chǎng)占比為 2.0%/4.0%/6.0%； 2）設(shè)備單價(jià)：隨著主柵數(shù)量增加，對(duì)準(zhǔn)精度要求提升，串焊機(jī)單價(jià)提升。假設(shè) 2023-25 年普通串焊機(jī)單價(jià)為 1900/1850/1800 萬(wàn)元/GW，多主柵串焊機(jī)單價(jià)為 1995/1943/1890 萬(wàn)元/GW，SMBB 串焊機(jī)單價(jià)為 2052/ 1998/1944 萬(wàn)元/GW， 無(wú)主柵串焊機(jī)單價(jià)為 2090/2035/1980 萬(wàn)元/GW。 則 2023-25 年串焊機(jī)市場(chǎng)空間為 56.4/65.1/65.5 億元。

7、 激光的應(yīng)用：沿著功率曲線，尋找用武 之地

1）標(biāo)準(zhǔn)光照下，主要功能：光注入

異質(zhì)結(jié)電池在經(jīng)過(guò)光照后，會(huì)出現(xiàn)效率提升的現(xiàn)象。可能的原因在于，通過(guò)升溫 激活 SiNx 中的 H 原子，通過(guò)光照控制 H 原子的價(jià)態(tài)，使 H 原子在發(fā)射極和基 底與復(fù)合中心結(jié)合，最終實(shí)現(xiàn)良好的鈍化效果。 在光源方面，可以選擇激光或 LED。

根據(jù)余友林《硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池光注入性能增益分析》數(shù)據(jù)，異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池在 1-sun 標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)下入光面順序?yàn)檎?背面-正面時(shí)，效率出現(xiàn)兩次提升。 首次進(jìn)行正面光注入時(shí)，電池效率在 1h 內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定，所產(chǎn)生的絕對(duì)效率增益為 0.22%。接著進(jìn)行背面光注入，電池在 2h 光注入后重新達(dá)到穩(wěn)定，累計(jì)產(chǎn)生的 絕對(duì)效率增益為 0.42%。最后再次進(jìn)行正面光注入 1h 后，電池性能無(wú)明顯變化。

2）激光功率 30W/mm2，主要功能：加熱，應(yīng)用領(lǐng)域：SE、硼擴(kuò)

不管是硼擴(kuò)還是磷擴(kuò)，都會(huì)在硅基體表面形成硼硅玻璃/磷硅玻璃，然后以硼原 子或磷原子的形式向硅基體擴(kuò)散。 而擴(kuò)散摻雜的本質(zhì)是原子的熱運(yùn)動(dòng)，因此利用激光的精準(zhǔn)特性實(shí)現(xiàn)對(duì)硼硅玻璃/ 磷硅玻璃實(shí)現(xiàn)線性加熱，從而實(shí)現(xiàn) SE（選擇性摻雜）的作用。 在 PERC 時(shí)代，激光 SE 已成為產(chǎn)線標(biāo)配。在 TOPCon 電池領(lǐng)域，由于硼在硅的 固溶度低于磷，摻雜難度更高，在推進(jìn)時(shí)需求更高的能量，即采用功率更高的激 光器。但功率過(guò)高時(shí)，容易對(duì)絨面產(chǎn)生損傷。 目前行業(yè)內(nèi)激光硼擴(kuò) SE 已實(shí)現(xiàn)突破。2022 年 10 月，晶科能源 182N 型高效單 晶硅電池技術(shù)全面積電池轉(zhuǎn)化效率達(dá)到 26.1%，效率的提升主要依靠界面缺陷 修復(fù)、高透多晶硅膜以及激光 SE 基礎(chǔ)的超細(xì)金屬電極等多項(xiàng)適用于大尺寸的先 進(jìn)技術(shù)。我們認(rèn)為，激光 SE 技術(shù)是 TOPCon 電池轉(zhuǎn)換效率從 25.5%向 26%效 率平臺(tái)邁進(jìn)的關(guān)鍵技術(shù)。 設(shè)備層面，主要有海目星、帝爾激光、英諾激光、杰普特、大族激光。

3）激光功率 10kW/mm2，主要功能：融化和氣化，應(yīng)用領(lǐng)域：激光開槽、消融

激光開槽是 PERC 電池必需的工藝。為了實(shí)現(xiàn)載流子傳輸，需要對(duì)鈍化膜 Al2O3 進(jìn)行開槽，從而滿足金屬化需要。開槽后絲印鋁漿，鋁漿與硅基體接觸處形成局 部鋁背場(chǎng)（LBSF），一定程度上抵消了金屬與硅基體接觸帶來(lái)的復(fù)合效應(yīng)。激光開槽的圖形經(jīng)過(guò)改進(jìn)，由最初連續(xù)線型圖案改為不連續(xù)短線圖案。有研究表 明，采用不連續(xù)短線作為開槽圖案，當(dāng)工藝控制虛實(shí)比為 1:2 時(shí)，電池輸出性能 最佳。

4）激光功率 1MW/mm2，主要功能：氣化，應(yīng)用領(lǐng)域：激光轉(zhuǎn)印

激光通過(guò)透明膜，照射在事先固定在薄膜中的銀漿上。其產(chǎn)生的熱能使?jié){料和溝 槽之間的界面區(qū)域中的有機(jī)成分汽化，并在漿料/薄膜界面處形成高壓蒸汽層。 當(dāng)在漿料/薄膜界面處建立足夠的壓力時(shí)，漿料會(huì)釋放到基材表面上。

5）激光功率 10MW/mm2，主要功能：氣化和電離，應(yīng)用領(lǐng)域：電池片劃片

隨著半片工藝在電池片封裝中的應(yīng)用，激光劃片（切割）得到推廣。激光劃片主 要分為有損劃片和無(wú)損劃片。 有損激光切割：以激光燒蝕配合機(jī)械掰片，首先利用激光在電池的背面加工出一 條貫穿表面深度 40-60%的切割道，再采用機(jī)械法將電池片沿著切割道掰開； 無(wú)損激光切割：為激光自動(dòng)低溫切割電池片，不存在切割區(qū)，通過(guò)溫度差進(jìn)行自 然裂片，無(wú)機(jī)械裂片環(huán)節(jié)，無(wú)激光加工的殘留痕跡。

第一代無(wú)損劃片采用冷卻法。通過(guò)激光加熱太陽(yáng)能電池片后，再通過(guò)冷卻噴頭噴 水冷卻，熱應(yīng)力使電池片自然裂開，實(shí)現(xiàn)電池片無(wú)損傷切割。 最新一代的無(wú)損劃片技術(shù)取消了冷卻噴頭，因此也叫無(wú)水無(wú)損劃片。根據(jù)大族激 光披露的內(nèi)容，主要利用超快激光短脈寬、高峰值功率特性，使材料在極短的時(shí) 間內(nèi)達(dá)到預(yù)定的溫度，并且利用脈沖激光高重頻特性使熱量在消散之前重新聚集，不斷累積的能量形成合適的溫度梯度場(chǎng)，進(jìn)而產(chǎn)生熱應(yīng)力誘導(dǎo)裂紋形成和擴(kuò)展， 在無(wú)需液體冷卻的情況下實(shí)現(xiàn)電池片的應(yīng)力切割。

6）激光功率 10GW/mm2，主要功能：升華和直接分解，應(yīng)用領(lǐng)域：MWT 打孔、 玻璃打孔

當(dāng)激光功率進(jìn)一步增大，可以對(duì)被作用物體直接進(jìn)行打孔，或切割。 激光打孔在光伏領(lǐng)域的應(yīng)用主要有兩種情形： 1、MWT 電池。MWT（MetalWrapThrough，金屬穿孔卷繞）是一種將電池的 正負(fù)電極均制備在電池的背面（背接觸，backcontact）的技術(shù)，采用激光打孔、 背面布線的技術(shù)消除了正面電極的主柵線，僅保留正面細(xì)柵線，其搜集的電流通 過(guò)孔洞中的銀漿引到背面，使得電池的正負(fù)電極點(diǎn)都分布在電池片的背面。 2、光伏玻璃打孔。主要用于在雙玻組件的背板玻璃上制備出線孔。由于激光打 孔具有良率、效率、成本方面的優(yōu)勢(shì)，逐步替代機(jī)械打孔成為主流路線。

8、 當(dāng)前時(shí)點(diǎn)：TOPCon 擴(kuò)產(chǎn)具備確定性， HJT 到了降本關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)

根據(jù)我們對(duì)新技術(shù)投資的三階段劃分： 第一階段：市場(chǎng)關(guān)注“概念”與“認(rèn)知提升”，重點(diǎn)指標(biāo)為技術(shù)的先進(jìn)性與量產(chǎn) 可行性。對(duì)于改變產(chǎn)業(yè)鏈利潤(rùn)分配的重大技術(shù)變化，一般呈現(xiàn)一級(jí)市場(chǎng)與二級(jí)市 場(chǎng)共振的局面； 第二階段：市場(chǎng)關(guān)注“兌現(xiàn)程度”，重點(diǎn)指標(biāo)為先行者的盈利情況。量產(chǎn)順利的 情況下，新技術(shù)會(huì)帶來(lái)超額收益。此時(shí)量產(chǎn)能力作為檢驗(yàn)企業(yè)技術(shù)實(shí)力與執(zhí)行落 地能力的標(biāo)準(zhǔn)，“兌現(xiàn)”的企業(yè)會(huì)獲得進(jìn)一步的關(guān)注； 第三階段：在超額收益的吸引下，以及先行企業(yè)技術(shù)擴(kuò)散的帶動(dòng)下，大批社會(huì)資 本開始進(jìn)入新技術(shù)投資。此時(shí)重點(diǎn)指標(biāo)為技術(shù)的可復(fù)制性，也是檢驗(yàn)新技術(shù)壁壘 的重要時(shí)期。對(duì)于技術(shù)壁壘高、依賴企業(yè)綜合實(shí)力而非個(gè)別員工的領(lǐng)域，技術(shù)擴(kuò) 散的技術(shù)會(huì)相對(duì)較慢，先行企業(yè)獲得超額收益的時(shí)間會(huì)拉長(zhǎng)。

當(dāng)前時(shí)點(diǎn)，TOPCon 正處于第二階段向第三階段過(guò)渡的時(shí)期，晶科、捷泰等先行 企業(yè)已獲得超額收益的驗(yàn)證，并吸引資本加速進(jìn)場(chǎng)。根據(jù)我們不完全統(tǒng)計(jì)，截至 2022 年 12 月底，TOPCon 已投產(chǎn) 71.65GW，在建 209W，規(guī)劃待建 215GW。 HJT 則仍然處于第一階段向第二階段過(guò)渡的時(shí)期。盡管華晟新能源、金剛光伏、 愛(ài)康科技等已有 GW 級(jí)的產(chǎn)業(yè)投產(chǎn)，但受制于 HJT 成本劣勢(shì)，組件產(chǎn)品仍局限 于部分對(duì)價(jià)格接受程度高的細(xì)分市場(chǎng)。據(jù)我們不完全統(tǒng)計(jì)，截至 2022 年 12 月 底，HJT 已投產(chǎn) 10.38GW，在建 88.4GW，規(guī)劃待建 111.14GW。

而制約 HJT 降本的最大環(huán)節(jié)，正是金屬化環(huán)節(jié)。由于低溫銀漿的天然特性，目 前單耗仍處于較高水平（150mg/片），加上低溫銀漿進(jìn)口比例高，反映到銀漿 單瓦成本上，HJT 為 0.12 元/W，TOPCon 為 0.08 元/W，PERC 為 0.05 元/W （截至 2022 年 11 月底）。 能否如期實(shí)現(xiàn) HJT 銀耗降低，成為 HJT 走向量產(chǎn)的決速步。我們關(guān)注 2022 年 底至 2023 年初銀包銅+0BB 的實(shí)際應(yīng)用情況，理想情況下可以將銀漿成本降至 0.05 元/W 附近，實(shí)現(xiàn)與 PERC 打平。

編輯：黃飛

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