光伏電池有眾多不同的技術路線，按材質不同可分為晶硅電池和薄膜電池，近年來，晶硅電池成為行業(yè)主流趨勢而薄膜電池應用范圍逐步縮小。在晶硅電池里又有許多不同的技術路線，如Al-BSF（鋁背場電池）、PERC（發(fā)射極鈍化和背面接觸）技術、TOPCon（隧穿氧化層鈍化接觸）和HJT（具有本征非晶層的異質結）技術等。（注：異質結（HIT）是一種特殊的PN結，由非晶硅和晶體硅材料形成，是在晶體硅上沉積非晶硅薄膜，屬于N型電池中的一種。HIT（HeterojunctionwithIntrinsicThinfilm）電池最早由日本三洋公司于1990年成功開發(fā)，因HIT已被三洋注冊為商標，因此又被稱為HJT、HDT、或SHJ。）

        2018年，規(guī)?；a(chǎn)的多晶黑硅電池的平均轉換效率達到19.2%，使用PERC電池技術的單晶和多晶硅電池效率提升至21.8%和20.3%，較2017年分別提升0.5個百分點和0.3個百分點。目前PERC已經(jīng)取代AL-BSF成為主流，HJT未來前景廣闊。根據(jù)ITRPV預測，到2029年PERC技術占比將超過70%，HJT占比超過15%。

        從生產(chǎn)流程上來看，PERC工藝最為復雜，HJT環(huán)節(jié)最少。但PERC技術可以在原有BSF生產(chǎn)線的基礎上通過增加沉積設備和激光開槽設備來實現(xiàn)，然而由于HJT技術對清潔度要求更為苛刻，并且要進行多層鍍膜，因此從技術難度的角度來看，PERC技術較為容易實現(xiàn)。此外，由于PERC技術目前成熟度較高，單位產(chǎn)能的投資額相較于HJT技術也有明顯的優(yōu)勢。

        1、PERC技術

        從現(xiàn)有技術成熟度和轉換效率來看，PERC技術是性價比最高的技術路線，根據(jù)CPIA《中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖(2019年版)》數(shù)據(jù)，2019年PERC產(chǎn)線的平均投資成本已經(jīng)降至3.03億元/GW，同比下降27.86%，降幅遠超去年路線圖的預期。、

        不同技術路線生產(chǎn)流程對比

        PERC技術的性價比顯著，并且在當前效率基礎上還有向上空間，因此國內各電池廠紛紛大力投資擴大PERC產(chǎn)能。根據(jù)PVInfoLink數(shù)據(jù)，2019年單晶PERC電池產(chǎn)能將達到116GW，而據(jù)EnergyTrend統(tǒng)計，預計2019年前15家電池廠的PERC產(chǎn)能就將超過100GW，未來幾年全球PERC產(chǎn)能將持續(xù)高速增長。

        由于PERC需要在背面沉積氧化鋁鍍膜并增加激光開槽的流程，因此在擴產(chǎn)能過程中相關PECVD和激光設備企業(yè)將充分受益。

        PERC設備領域看捷佳偉創(chuàng)和邁為股份。其中PERC產(chǎn)線前道設備以捷佳偉創(chuàng)為行業(yè)龍頭；后道設備邁為股份是市場龍頭；激光SE、激光開槽設備以帝爾激光為行業(yè)龍頭。

        2、PERC+

        從目前的技術路線情況來看，PERC已經(jīng)成為P型電池的絕對主流技術，近年來，對PERC技術的改進提升也在持續(xù)進行，PERC+的時代已經(jīng)來臨。

        PERC+SE（選擇性發(fā)射極）技術，通過在金屬柵線與硅片接觸部位進行高濃度摻雜，在電極外進行低濃度摻雜，降低了接觸電阻并提高了少子壽命。通過在PERC產(chǎn)線上增加摻雜用激光設備便可實現(xiàn)0.3%的效率提升，性價比極高。

        PERT（鈍化發(fā)射極背表面全擴散）電池，是典型的雙面太陽能電池并且能夠兼容N型硅片，能在PERC產(chǎn)線基礎上提高較大效率。通過背面擴散形成背場，PERT電池能夠實現(xiàn)背面的效率增益。然而，與雙面P型PERC技術相比，PERT技術并沒有效率或成本上的優(yōu)勢，因此目前業(yè)內對于PERT的投資較少。

        TOPCon（隧道穿越氧化層背面接觸）技術，是在電池背面制備一層超薄的二氧化硅和一層高摻雜的多晶硅薄層，二者形成的鈍化層能夠很大程度上降低背面復合，從而提升N型電池的效率。TOPCon僅需在PERT的基礎上增加LPCVD（低壓化學氣相沉積）設備便可實現(xiàn)，性價比較高，預計未來將占有有一定量的市場。

        3、HJT技術

        PERC技術是目前市場上的主流。不過，因為HJT電池（異質結電池）光電轉換效率高、性能優(yōu)異、平價上網(wǎng)前景好，成為行業(yè)公認的未來電池技術終極解決方案，并一度被業(yè)內稱為是下一代商業(yè)光伏生產(chǎn)的候選技術。

        HJT屬于N型電池的一種，目前實驗室效率在26%以上，現(xiàn)有設施的量產(chǎn)效率已經(jīng)達到23%，未來效率繼續(xù)提升空間較大。由于HJT具有更好的溫度系數(shù)，在相同功率下HJT發(fā)電能力較多晶高10%以上，較現(xiàn)有p-PERC高5%-10%。此外，異質結電池的量產(chǎn)工序更短，工藝步驟少，成熟后有可能更大地降低電池不良率以及人工、運維等其他生產(chǎn)成本。

        由于PERC無法升級到HJT，電池廠將開啟新一輪的資本開支周期，設備價格預計從5億先降到4億，未來有潛力降到3.5億，對應2020-2025年設備產(chǎn)值10、30、90、240、304、350億元。

        HJT電池的工藝技術難度雖然較高，但流程較為簡潔，大體上分為四步。第一步，與常規(guī)電池相似，通過刻蝕去除硅片表面的損傷層，然后進行制絨處理；第二步，在硅片兩側沉積本征非晶硅薄膜，然后在硅片兩側沉積極性相反的摻雜非晶硅薄膜；第三步，在兩側鍍上透明氧化物導電薄膜；第四步，進行絲網(wǎng)印刷。

        異質結電池工藝流程

        在整個生產(chǎn)流程中，絲網(wǎng)印刷與傳統(tǒng)技術路線的差別并不大，而前面三步的差異較大，技術上也有較大的難度。

        ①制絨清洗

        由于HJT電池的工藝要求較高，因此制絨清洗流程也較為嚴苛。目前業(yè)內主流的兩種清洗流程為RCA清洗和臭氧清洗。RCA清洗金屬雜質含量較低，但引入氨水會增加表面粗糙程度并且成本較高；臭氧清洗能夠獲得較為平滑的表面，且成本也較低，但襯底表面會殘留較多金屬雜質。

        ②非晶硅沉積

        對于非晶硅膜層的沉積，技術上主要分為HWCVD（Cat-CVD）（熱絲化學氣相沉積）和PECVD（等離子體增強化學氣相沉積），其中PECVD又分為動態(tài)和靜態(tài)兩種技術路線。目前來看，主流的技術主要集中在PECVD，只有少數(shù)廠商生產(chǎn)HWCVD設備，如日本的愛發(fā)科。

        在動態(tài)和靜態(tài)PECVD的對比上，由于動態(tài)PECVD的工藝時間減少了70%，因此動態(tài)PECVD在成本控制上要優(yōu)于靜態(tài)PECVD。此外，因為等離子體處于持續(xù)工作狀態(tài)，較為穩(wěn)定，所以動態(tài)PECVD的薄膜質量也要優(yōu)于靜態(tài)PECVD。

        ③TCO（透明導電氧化膜）鍍膜

        HJT電池的TCO薄膜沉積主要有兩種方法，RPD（反應等離子體）和PVD（物理氣相沉積）。RDP工藝相較于PVD對硅襯底轟擊較小，鍍膜質量和效率均較高，然而由于其核心配件和靶材IWO（氧化銦摻鎢）被日本住友重工壟斷，因此RPD的成本較PVD要高出許多。

        從目前的情況來看，PVD路線的成本優(yōu)勢使得其市場份額要高于RPD路線。但是，捷佳偉創(chuàng)已經(jīng)獲得了住友在中國的獨家授權，隨著RPD國產(chǎn)化推進以及靶材的替代，RPD的優(yōu)勢將逐步凸顯，未來更看好RPD和PVD一體的設備前景。

        ④絲網(wǎng)印刷

        HJT的絲網(wǎng)印刷環(huán)節(jié)與傳統(tǒng)工藝差別并不大，均采用普通的鋼絲復合網(wǎng)，只是在細柵線條數(shù)上會有一定差異。

        ⑤與PERC相比，HJT經(jīng)濟性仍不足

        由于目前異質結產(chǎn)線多采用進口設備，異質結單位產(chǎn)能投資額仍然處于較高水平，目前主要處于中試線階段。根據(jù)某代表性企業(yè)公告，目前純進口設備的異質結產(chǎn)線單GW投資額約為10億元，遠高于2.5億元/GW左右的PERC產(chǎn)線設備投資額，而單晶PERC電池目前效率最高已經(jīng)突破23%，僅低于異質結1%左右，用4倍的投資額換取1%的效率提升尚不具備經(jīng)濟性。

        異質結技術的進一步普及仍需要設備價格的大幅下降。根據(jù)東方日升的數(shù)據(jù)，PECVD占所有設備投資額比例最高，達到40%-50%，因此未來PECVD的降本任務將是HJT技術推廣普及的關鍵。

        東方日升2.5GW異質結電池設備投資額為10億元/GW

        不過，值得期待的是，HJT生產(chǎn)成本有望在數(shù)年內降低一半。截止2018年底，HJT電池生產(chǎn)成本約為1.22元/W，其中硅片成本0.575元/W、非硅成本0.647元/W，成本較高。未來，通過硅片薄片化、降低銀漿用量或推動其國產(chǎn)化、提高單機生產(chǎn)設備產(chǎn)能等方式，HJT成本有望顯著下降；業(yè)內有部分參與者樂觀的判斷，未來3-5年之內其生產(chǎn)成本有望降低一半，屆時其綜合優(yōu)勢會更明顯。

        HJT生產(chǎn)線核心設備實現(xiàn)國產(chǎn)化近在眼前。HJT的4大工藝步驟“制絨清洗、非晶硅薄膜沉積、TCO制備、電極制備”，對應的設備分別為清洗制絨設備、CVD設備（PECVD為主、HWCVD較少）、PVD/RPD設備、絲網(wǎng)印刷設備。國產(chǎn)大通量低成本PECVD的突破將成為HJT產(chǎn)業(yè)化的發(fā)令槍。

        過去投入較大的裝備企業(yè)有鈞石能源、梅耶博格，另外邁為股份、捷佳偉創(chuàng)、江蘇中智、德國新格拉斯等也在加大投入，HJT裝備的半導體know-how、低溫等特殊工藝要求更高，相關技術與工藝的擴散較p-PERC應該會更慢一些。