TOPCon 電池產(chǎn)業(yè)格局全景解析

TOPCon電池產(chǎn)業(yè)格局全景解析光伏產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展本質(zhì)是技術(shù)驅(qū)動降本增效。電池片技術(shù)的選用與下游電池的性能以及成本有著極為緊密的聯(lián)系，其中又以光電轉(zhuǎn)換效率的相對提升對于終端的發(fā)電成本控制更為有效。隨著P型電池接近理論效率極限，N型電池技術(shù)將成為未來發(fā)展的方向。光伏電池技術(shù)分類：資料來源：中國光伏技術(shù)發(fā)展報告P型電池傳統(tǒng)單晶和多晶電池主要技術(shù)路線為鋁背場技術(shù)（AL-BSF），目前主流的P型單晶電池技術(shù)為PERC電池技術(shù)，該技術(shù)制造工藝簡單、成本低。2021-2030年各種電池技術(shù)平均轉(zhuǎn)換效率變化趨勢：

N型電池具有轉(zhuǎn)換效率高、雙面率高、溫度系數(shù)低、載流子壽命更長等優(yōu)點，在新技術(shù)電池技術(shù)路線主要包括PERT、TOPCon、IBC、HJT等。四種主流電池片技術(shù)特點：資料來源：CPIA、北極星電力光伏電池技術(shù)發(fā)展史可概括為：鋁背場BSF電池（1代，2017年以前）→PERC電池（2代，2017年至今）→PERC+/TOPCon（2.5代）→HJT電池（3代）→HBC電池（4代，可能潛在方向）→鈣鈦礦疊層電池（5代，可能潛在方向）。光伏電池第一代技術(shù)是鋁背場電池（BSF），PERC是基于BSF發(fā)展而來的第二代技術(shù)。PERC之后的技術(shù)演變分兩種：一是在PERC的基礎(chǔ)上進行持續(xù)的工藝改進，稱之為PERC+技術(shù)，包括SE、TOPCon、PIBC以及其他形式的PERC+；二是對PERC工藝進行了顛覆的HJT技術(shù)，代表行業(yè)下一代技術(shù)的發(fā)展方向。光伏電池片技術(shù)迭代方向：來源：光伏材料與技術(shù)國家重點實驗室、中泰證券不同電池技術(shù)格局特點，在轉(zhuǎn)換效率、電池成本、工藝復(fù)雜性及與存量產(chǎn)線的兼容性等方面均有所不同。從產(chǎn)業(yè)趨勢來看，TOPCON、IBC電池片技術(shù)預(yù)計會提前HJT電池片技術(shù)進入產(chǎn)業(yè)化。TOPCon電池結(jié)構(gòu)示意圖：01TOPCON電池行業(yè)概覽

隧穿氧化層鈍化接觸（TOPCon）太陽能電池于2013年由德國Fraunhofer太陽能研究所首次提出。主流TOPCon電池采用N型硅片，其技術(shù)的核心在于在背面增加了一種由極薄的SiO2隧穿層和n+摻雜多晶硅層組成的鈍化結(jié)構(gòu)，這樣可以借助電子隧穿效應(yīng)達到選擇性鈍化接觸的效果，同時也移除了鋁背場。而由于襯底硅片摻雜類型的改變，AL2O3層也移至前表面。資料來源：正泰新能源、中科院物理所TOPCon電池可以看作是基于PERC電池的又一次技術(shù)升級。TOPCon電池的理論效率遠超P型電池，目前量產(chǎn)/最高效率分別超24.5%/25%，且擁有低衰減、高雙面率、低溫度系數(shù)等優(yōu)點，在終端電站的發(fā)電增益效果明顯。TOPCon電池制造工藝與PERC有很高的兼容性。對比現(xiàn)有PERC產(chǎn)線，只需要新增硼發(fā)射極的制備、生長隧穿氧化層、沉積多晶硅并對其進行摻雜、擴散后的清洗等四道工序，與存量PERC產(chǎn)線具有較好的設(shè)備兼容性。對于PERC產(chǎn)線的升級，增加的設(shè)備投資額在5,000萬元~7,000萬元，而產(chǎn)線設(shè)備的兼容性是不少原業(yè)內(nèi)電池廠選擇TOPCon技術(shù)的一個重要原因。在面臨大規(guī)模PERC產(chǎn)線設(shè)備資產(chǎn)折舊計提壓力下，升級改造拉長設(shè)備使用周期，疊加SMBB技術(shù)和銀漿國產(chǎn)化推進，在提效降本方面的優(yōu)勢更加明顯，預(yù)計是未來2-3年具備性價比的路線選擇。TOPCon相比PERC工藝流程增加2-3步，但可在PERC工藝技術(shù)上延伸。HJT與PERC工藝路線完全不同，無法延伸，只能新投產(chǎn)線。來源：《TOPCon電池的挑戰(zhàn)和機遇》，王文靜，中科院電工所02TOPCon電池行業(yè)市場格局

TOPCon電池效率與成本優(yōu)勢凸顯，國內(nèi)龍頭布局明顯加速。自晶科能源發(fā)布N型量產(chǎn)TOPCon組件產(chǎn)品，拉開龍頭廠商推動TOPCon電池產(chǎn)業(yè)化的序幕。晶科能源在合肥建設(shè)的16GW電池工廠將以生產(chǎn)TOPCon電池為主，預(yù)計這批電池轉(zhuǎn)換效率將達到25%，良率與量產(chǎn)PERC持平，且成本逼近PERC。由于經(jīng)濟性與性價比優(yōu)勢顯著，天合光能、晶澳科技、通威股份、隆基綠能、一道新能、鈞達股份、中來股份、協(xié)鑫集成、東方日升、正泰新能、上機數(shù)控、潤陽股份等光伏新老玩家均已實現(xiàn)TOPCon布局。此外，聆達股份、沐邦高科、皇氏集團等新進入者強勢切入。2022年TOPCon電池產(chǎn)能規(guī)模約100GW，目前整體產(chǎn)能規(guī)劃超過800GW，到2023年底產(chǎn)能有望超過400GW。2023年以來，下游終端客戶對N型組件招標份額持續(xù)提升，價格較PERC組件溢價保持在0.06-0.1元/w以上，正在實現(xiàn)迭代紅利，2023年出貨量有望達到100-150GW。目前，TOPCon領(lǐng)先企業(yè)電池量產(chǎn)效率約25%，2023年將通過提升漿料品質(zhì)、激光SE硼摻雜、正面鈍化等工藝提效至26%+，同時通過薄片化、激光轉(zhuǎn)印或SMBB等工藝繼續(xù)降本。當前TOPCon率先占據(jù)擴產(chǎn)高點，進入技術(shù)迭代紅利兌現(xiàn)期。TOPCon電池擴產(chǎn)情況（不完全統(tǒng)計）：資料來源：公司公告，索比光伏網(wǎng)，北極星光伏、平安證券03TOPCon電池設(shè)備競爭格局

TOPCon電池產(chǎn)能的擴張預(yù)計也將帶動設(shè)備和材料環(huán)節(jié)的升級以及出貨量的增加。目前TOPCon電池最主流的工藝也是先量產(chǎn)的技術(shù)路線是LPCVD，而目前PECVD技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化取得良好進展。LPCVD和PECVD都有望成為電池組件企業(yè)的選擇，且PECVD的邊際變化更為明顯。TOPCon設(shè)備領(lǐng)域參與玩家眾多，關(guān)鍵設(shè)備目前已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)化，拉普拉斯、捷佳偉創(chuàng)、北方華創(chuàng)、48所均有相關(guān)設(shè)備生產(chǎn)。其中捷佳偉創(chuàng)能夠交付TOPCon整線設(shè)備；海目星、帝爾激光、捷佳偉創(chuàng)、英諾激光等均有專注于激光設(shè)備在TOPCon技術(shù)路線上的應(yīng)用；京山輕機、金辰股份等廠商則致力于核心環(huán)節(jié)鍍膜設(shè)備研發(fā)。絲網(wǎng)印刷設(shè)備是晶硅電池片制造環(huán)節(jié)核心設(shè)備，TOPCon電池需要通過絲網(wǎng)印刷制備前后電極，國內(nèi)相關(guān)廠商主要包括晶盛機電等；同時，N型技術(shù)迭代加速利好組件串焊機需求，主要廠商有奧特維等。資料來源：公司公告、浙商證券另外，隨著TOPCon電池產(chǎn)業(yè)化推進和產(chǎn)能的擴張，將帶動銀漿需求的增長和品質(zhì)要求的提升。在TOPCon的組件封裝上目前主要采用POE膠膜，而POE膠膜不管是在銷售價格上還是在毛利率上相較于普通的EVA膠膜都有所提升。以上兩個環(huán)節(jié)主要廠商包括帝科股份、蘇州固锝、賽伍技術(shù)、福斯特等。隨著全