光伏未來已來？鈣鈦礦電池或?qū)殡S晶硅電池的迭代邁開產(chǎn)業(yè)化的步伐

降本、增效，一直是太陽能電池技術(shù)的迭代升級方向?，F(xiàn)今主流的晶硅太陽能電池，已歷經(jīng)P型（PERC）對BSF電池的迭代替換，現(xiàn)正在進行N型TOPCon對P型電池的迭代。但在全行業(yè)產(chǎn)能過剩下，TOPCon電池的迭代升級，并未如預(yù)期實現(xiàn)對光伏行業(yè)的拯救，新一輪TOPCon產(chǎn)能布局大賽亦已拉開，可預(yù)見的未來TOPCon或仍將延續(xù)過剩的局面，價格內(nèi)卷亦可能是光伏企業(yè)難以逃離的苦海。在此局面下，被譽為“未來電池”的鈣鈦礦電池技術(shù)取得令人欣喜的成績，并在電池組件的商業(yè)化制造與應(yīng)用上持續(xù)進展；與此同時，原本陷入困境的晶硅HJT異質(zhì)結(jié)電池，在電池制備技術(shù)與材料降本上亦取得顯著進展，已開始具備與TOPCon電池正面比拼的條件。因此，下一步將很可能出現(xiàn)HJT與鈣鈦礦“比翼雙飛”的格局；未來實現(xiàn)HJT與鈣鈦礦的“雙向奔赴”，在整合兩個賽道優(yōu)勢技術(shù)和資源基礎(chǔ)上，誕生出新的“疊層電池”，光伏行業(yè)的未來，觸手可及！

一、太陽能電池正在沿晶硅路線進行TOPCon—再可能到HJT的產(chǎn)品迭代，持續(xù)重塑產(chǎn)業(yè)格局

（一）太陽能電池的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品迭代，不斷為全球光伏新能源行業(yè)帶來新的希望

降本增效始終是太陽能電池技術(shù)的迭代升級方向。光伏電池轉(zhuǎn)換效率，是每一輪光伏技術(shù)迭代最核心的標尺。在20%轉(zhuǎn)換效率的基礎(chǔ)之上，每提高一個百分點，可為下游電站節(jié)約5%以上的成本。太陽能電池已經(jīng)歷第一代晶硅電池、第二代無機薄膜太陽能電池的技術(shù)迭代，又將向更有希望的第三代鈣鈦礦電池方向迭代。

第二代無機薄膜太陽能電池，以銅銦鎵硒(CIGS)、碲化鎘(CdTe)和砷化鎵(GaAs)等材料為主，與晶體硅太陽電池相比，第二代光伏材料的吸光薄膜較薄，使太陽電池的制備成本大幅降低，技術(shù)理論優(yōu)勢大（效率及成本），但現(xiàn)實操作中存在缺陷容忍度低、材料儲量有限等問題，已制約了其規(guī)?；纳a(chǎn)應(yīng)用。

以晶硅材料制備晶硅太陽電池的工藝成熟，性能穩(wěn)定性高，最終得到的光伏組件光電轉(zhuǎn)換效率，在20年后仍能保持初始值的80%，是目前光伏市場的主流產(chǎn)品，而且持續(xù)進行著技術(shù)與產(chǎn)品的迭代，不斷為全球光伏新能源行業(yè)帶來新的希望。

晶硅電池也已經(jīng)歷最初的鋁背場（AI-BSF）電池—P型（PERC）電池，再到現(xiàn)今第三代N型（包括TOPCon和HJT異質(zhì)結(jié)）電池的迭代，不斷提高轉(zhuǎn)換效率，降低制造成本，推動光伏發(fā)電“平價時代”加速到來，為全球新能源轉(zhuǎn)型做出了積極的貢獻。

（二）新一輪N型TOPCon電池憑借更高效率優(yōu)勢，正在進行對P型電池的快速迭代

P型電池在普通全鋁背場電池工藝基礎(chǔ)上增加了背面鈍化與激光開槽，增強光捕獲能量，將傳統(tǒng)BSF電池理論最高轉(zhuǎn)換效率從21%提升到P型量產(chǎn)的23%，實現(xiàn)了對BSF電池的快速淘汰和迭代。

P型電池歷經(jīng)五年的發(fā)展，已逐步逼近其24.5%的理論極限，目前量產(chǎn)效率達到23%左右，未來提升空間有限，且提升難度極大。作為新的N型TOPCon電池，該結(jié)構(gòu)為硅片的背面提供了良好的表面鈍化，超薄氧化層可以使多子電子隧穿進入多晶硅層同時阻擋少子空穴復(fù)合，進而電子在多晶硅層橫向傳輸被金屬收集，從而極大地降低了金屬接觸復(fù)合電流，提升了電池的開路電壓和短路電流，使其具有更高的效率極限（28.2%～28.7%）。

與PERC電池相比，TOPCon電池通過增加一層超薄隧穿氧化層，將金屬電極與硅金屬隔離，利用量子隧穿效應(yīng)實現(xiàn)電流傳輸，工藝兼容性較好，可在原有P型電池產(chǎn)線上做一定的改進即可投入生產(chǎn)，原有P型電池的頭部廠商大力布局TOPCon電池，產(chǎn)能得到快速增加。隨著新型高效電池技術(shù)的成熟及大規(guī)模應(yīng)用，各類型光伏電池片的轉(zhuǎn)換效率在不斷提升。由于轉(zhuǎn)換效率的瓶頸，各電池廠商都在努力追求技術(shù)上的改進和效率上的突破。N型高效電池在目前轉(zhuǎn)換效率和未來增長空間上全面優(yōu)于PERC，已成為電池技術(shù)的主要發(fā)展方向。當前，國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)正處于P型技術(shù)向N型技術(shù)快速迭代階段。

2022年被光伏行業(yè)視作N型電池技術(shù)發(fā)展的元年，TOPCon電池開始量產(chǎn)。2023年N型電池的產(chǎn)業(yè)化進程全面加速，相關(guān)龍頭企業(yè)均在快速提升N型電池的產(chǎn)能。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2022年底落地的TOPCon電池產(chǎn)能達到81GW，當年整個電池環(huán)節(jié)產(chǎn)能為590GW；到2023年底，國內(nèi)TOPCon電池名義產(chǎn)能有望達到477GW，將與PERC電池產(chǎn)能相當。2023年全球21家光伏公司宣布的N型電池產(chǎn)能已超過540GW，其中TOPCon電池產(chǎn)能占據(jù)了絕大多數(shù)。

同時市場對N型電池的需求也在快速增長,N型TOPCon滲透率從2023年初的11%，快速增長到年底的54%。有光伏頭部企業(yè)負責人表示，今年上半年國內(nèi)項目市場N型產(chǎn)品的招標量超過80%，分布式市場訂單已經(jīng)逐步轉(zhuǎn)向N型,海外詢單從2023年底起就基本以N型訂單為主。目前除部分遺留項目需要使用P型組件外，P型組件已基本沒有市場。隨著技術(shù)的進一步發(fā)展和成本的降低，TOPCon電池的紅利期有望持續(xù)，未來至少三年，TOPCon將會是主流技術(shù)路線。

N型TOPCon電池對P型電池的快速迭代，勢將掀起新一輪殘酷的行業(yè)淘汰賽，眾多無N型電池研發(fā)和生產(chǎn)制造能力的電池企業(yè)，即將在這一類產(chǎn)品和技術(shù)的迭代中或轉(zhuǎn)產(chǎn)升級、或關(guān)門撤離、或倒閉終結(jié)。