光伏行业深度研究报告：HJT商业化量产何时到来

光伏行业深度研究报告：HJT商业化量产何时到来？一、为什么HJT的转换效率较高？HJT电池利用晶体硅（

cSi

）和非晶体硅（α

Si

）薄膜制成，结合了晶硅太阳能电池

片和薄膜技术的双重优势，由于薄膜具备光吸收强、钝化性能优的特点，HJT电池转换效

率可达到

25%以上，HJT电池具备六大优势：1）高开路电压，转换效率高；2）功率衰

减低；3）温度系数低，输出功率稳定；4）结构对称，支持硅片薄片化和双面发电；5）

工艺流程短；6）可结合其他技术，具备转换效率升级空间。优势一：HJT开路电压高，转换效率高HJT电池具备较高的转换效率。HJT电池结构以

N型单晶硅(c-Si)为衬底光吸收区，经过

制绒清洗后，其正反面依次沉积本征非晶硅薄膜(i-a-Si:H)和掺杂的P型非晶硅(p-a-Si:H)，

与硅衬底形成

p-n异质结。双面沉积的透明导电氧化物薄膜(TCO)不仅可以减少收集电流

时的串联电阻，还能起到类似晶硅电池上氮化硅层的减反作用，从而形成较高的开路电压，

提高转换效率。HJT理论效率可达

27.5%，目前澳大利亚电镀技术初创公司

SunDrive联

合异质结设备龙头企业迈为股份，在全尺寸(M6

尺寸，274.5cm²)单晶

HJT电池上的最高

转换效率达到

25.54%。HJT电池实现高转化效率的核心在于氢化本征非晶硅薄膜。HJT电池高转换效率源于高开

路电压，HJT电池的开路电压（VOC）可以接近

750mV，而普通

PERC电池则普遍低于

700mV。HJT电池的高开路电压主要因为加入氢化本征非晶硅薄膜，薄膜具备优良的钝化

效果，光生载流子可以贯穿氢化非晶硅薄膜，因此不需要激光开膜或形成欧姆接触，可以

有效减少复合。优势二：HJT电池具备结构优势，功率衰减低光伏组件在投运一段时间后，最大输出功率会低于投运初始值，衰减率越低，组件发电效

率越高，发电量就越高。衰减类型分为

LID（光热衰减）和

PID（电位诱导衰减）。与

PERC相比，HJT在结构方面具备衰减率低的优势。HJT电池采用

N型硅片，不存在

LID衰减问题。LID指组件首次暴露在光照下后功率损

失的百分比，LID衰减机理为硼氧复合导致，即由

P型（掺硼）晶体硅片制作的组件，在

光照的作用下，硅片中的硼和氧产生复合体，从而降低了其少子寿命。由于

HJT电池衬

底通常为

N型单晶硅，而

N型单晶硅为磷掺杂，不存在

P型晶硅中的硼氧复合、硼铁复

合等，所以

HJT电池对于

LID效应是免疫的。HJT的

TCO薄膜可在结构上避免出现

PID衰减。PID衰减主要由于晶体硅光伏组件中的

电路与其接地金属边框之间的高电压导致。在高电压的作用下，组件电池的封装材料和组

件表面层的材料出现离子迁移现象，从而导致衰减。HJT电池的表面沉积有

TCO薄膜，

无绝缘层，TCO具有导电特性，电荷不会在表面产生极化现象，无电位诱导衰减

PID，从

结构上避免

PID现象的发生，而且市场和组件可靠性测试方面也没有发现过

PID效应。HJT衰减率明显低于

PERC。从首年衰减数据来看，根据隆基泰州实证电站测试的数据，

其单晶

PERC组件曝晒一年后正面功率平均衰减

0.55%，HJT组件仅衰减了

0.25%，为

PERC衰减率的一半。从长期使用的组件衰减率来看，目前常规的

PERC组件衰减方面，

一般一线企业承诺

10

年衰减

10%，25

年衰减

20%。据三洋公布的

HJT电池衰减：使用

13

年的组件功率只衰减了

2-3%，HJT衰减率大幅降低。优势三：低温度系数，输出功率稳定光伏电池温度系数是影响发电量的重要参数。温度系数是指电池的属性随着温度变化而变

化的比率，由于温度上升，电池电阻升高，开路电压下降，因此电池输出功率随着温度上

升而下降。温度系数越低的电池，越不易受升温的影响，输出功率更加稳定。HJT电池温度系数优于

PERC、TOPCon。目前常规

PERC电池温度系数一般为-0.45％

~-0.35%/℃，TOPCon电池温度系数一般为-0.29%~-0.28%/℃，而

HJT电池的功率温度

系数通常为-0.25~-0.2％/℃，优于

PERC及

TOPCon电池。HJT的低温度系数意味着在组件高温运行环境中，HJT电池具有相对较高的发电性能，从而实现了发电量增益，并且

降低了系统的度电成本。HJT温度系数低的主要原因是开路电压高以及串联电阻。开路电压随着温度的升高而降低，

HJT电池具有较高的开路电压，单片电压达到750mV以上，而PERC电池普遍低于700mV，

因此当温度下降时，HJT电池开路电压的影响程度相对较小。另一方面，HJT电池表现出

串联电阻对温度的依赖性，由于

HJT电池不同薄膜之间的界面处

Rs成分是一种阻挡层，

在高温下电阻会降低，串阻下降后，电池的转换效率会得到一定提升。HJT电池可大幅降低升温对电池功率的损失。根据坎德拉的测试数据，分别选取-0.24%/℃

温度系数的

HJT组件和温度系数为-0.35%/℃的

PERC组件，放到格尔木、银川、阿布扎

比等温差较大的地区进行试验，采用固定支架的情况下，HJT电池温度损失率较

PERC低

0.6%~2.8%，采用跟踪支架的情况下，HJT电池温度损失率较

PERC低

0.8%~3%，

HJT输出功率更为稳定。优势四：HJT电池结构对称，支持硅片薄片化和双面发电HJT电池结构对称，双面率高。HJT电池是在单晶硅片的两面分别沉积本征层、掺杂层和

TCO以及双面印刷电极，HJT电池具有双面对称性，正反面受光照后都能发电，可以做

成双面组件。PERC电池的双面率(背面效率与正面效率比值)一般为

60%-70%，并且由于

背面特殊的钝化开槽设计使得其双面率难以进一步提高，而

HJT高度对称结构使其双面

率能够达到

90%-96%，其年平均发电量比单面电池片组件高出约

10%。HJT的对称结构和低温工艺有利于硅片薄片化应用。HJT电池片的对称结构减少了电池

制作中的机械应力和热应力，HJT整个工艺通常不超过

200℃，硅片本身受热损伤和热形

变影响小，可以使用更薄的硅片，因此更适合薄片化发展，日本三洋早年的

HJT电池厚

度可达

98μm。根据

solarzoom的数据显示，以

120-130μm的

HJT电池与

170μm的

PERC电池对比，薄片化的

HJT电池转换效率的损失不足

0.1%，而且碎片率的上升也不到

2%。

却带来了单瓦硅耗的减少，大幅降低了硅成本。优势五：工艺流程短，利于产业化HJT电池生产工艺流程较短。HJT电池生产过程的核心即为各层薄膜的沉积，不涉及扩散、

注入等工艺，整体而言其工艺流程较短，主工艺仅有

4

步，即清洗制绒、非晶硅薄膜沉积、

TCO镀膜、丝网印刷

4

个工艺环节。而

BSF电池需要

6

道工艺、PERC需要

8

道工艺、

TOPCON需要

10

多道工艺，HJT是目前光伏电池中工艺流程较短的技术路线，较短的工

艺流程降低了工艺控制的复杂程度和产业化的难度，可以同时提高电池片良率和生产效率，

目前已实现

HJT量产的产线产品良率可稳定在

98%以上。HJT电池生产主工艺分为以下

4

步：①

清洗制绒：对硅片进行清洗并形成绒面以陷光，采用

RAC工艺或臭氧清洗，清洗制

绒设备约占设备总投资的

10%。②

非晶硅薄膜沉积：非晶硅薄膜沉积是形成

HJT结构的关键，采用

PECVD设备完成，

约占设备总投资的

50%。③

TCO镀膜：双面沉积透明导电氧化物薄膜，具备良好的透光性和导电性，降低了表面

光反射损失，同时弥补非晶硅薄膜导电性差的特点，收集载流子并运输到电极上。工

艺上采用

RPD或

PVD设备，约占设备投资额的

25%。④

丝网印刷：金属极化，与

P-N结两端形成紧密的欧姆接触，约占设备总投资额的

15%。优势六：可结合钙钛矿、IBC提升转换效率，HJT技术生命周期长HJT电池具备转换效率提升空间。HJT电池转换效率已位居晶硅电池前列，但仍有进一步

的提效空间，可通过提高开路电压、短路电流、填充因子三方面着手提效。HJT作为底层

平台技术，可搭载

IBC和钙钛矿等其他工艺进一步提升转换效率，转换效率最高已提升至

30%+，具备较强的延展空间。HJT+IBC=HBC，转换效率可提升至

26%+。IBC是将正负电极移到电池片背面，特点为

P-N结在背面呈叉指状间隔排列，而正面无栅线遮挡，因此避免了遮光电流损失。HBC在

IBC基础上在电池背面插入非晶硅钝化层和透明导电膜层，具有更好的钝化效果。2017

年日本

Kaneka公司

HBC电池实验室效率可达

26.63%。HJT是最适合叠钙钛矿的电池，HJT+钙钛矿叠层工艺可将电池转换效率提升至

30%+。

HJT晶体硅主要吸收太阳的红外光，而钙钛矿可有效利用紫外和蓝绿光，叠层技术用低温

沉积工艺（PVD/CVD方式）实现短波长吸收（钙钛矿）和长波长吸收（HJT）的结合，

从而拓宽太阳电池对太阳光谱的能量吸收范围，大幅提高转换效率。2020

年

OxfordPV光伏钙钛矿晶硅叠层电池在

1.12

平方厘米的面积上达到了

29.52％的实验室转换效率，后

续甚至有望进一步提升至

30%以上。二、目前HJT的产能和量产情况如何？HJT发展历程：经历47年，21年逐步量产HJT发展至今已有

47

年时间，伴随着技术的迭代、转换效率的提升，HJT发展可分为三

个阶段：1974-1996

年，HJT研发阶段。1974

年

WalterFuhs提出非晶硅与晶硅结合的

HJT结构，

并于

1983

年研制出

HJT电池，但转换效率仅

12.3%。1991

年日本三洋首次在硅异质结

结构的太阳能电池中应用本征非晶硅薄膜，实现了异质结界面钝化作用，其转换效率高达

18.1%，日本三洋申请了专利。1997-2014

年，HJT工艺发展阶段。1997

年日本三洋生产

HJT光伏组件，此后

HJT电

池的转换效率不断提高，2003

年三洋

HJT太阳能电池的实验室效率达到了

21.3%。2013

年，松下（收购三洋）研制了厚度仅有

98μm的

HJT电池，效率达

24.7%。2014

年，

松下采用

IBC技术，将

HJT电池的转换效率提升到

25.6%。德国光伏设备公司

Roth&Rau

（后被梅耶博格收购）以及法国国家太阳能研究所（CEA/INES）也投入

HJT电池的研发。2015-至今，国产商业化阶段。2015

年后，松下对于

HJT电池的专利已经过期，技术壁垒消除，国产厂商纷纷布局

HJT。2017

年，晋能试生产

HJT电池，2018

年实际产能已

经达到

50MW，2019

年

3

月，晋能

HJT电池量产平均效率突破

23.79%；通威、爱康等

厂商宣布

GW级量产线计划，HJT电池规模化应用在即。HJT产能：量产产能有望快速增长2020

年全球

HJT在产产能已超

5GW，国产厂商产能占比超

30%。根据

PVInfoLink统计，2020

年全球

HJT在产产能已超过

5GW，包括松下在日本和马来西亚合计

1GW的产

能、REC新加坡

600MW产能、国内钧石

600MW产能、晋能

120MW产能、通威合肥

（250MW）、成都（150MW）、华晟

500MW在产产能等。目前在产的中试线产能

4GW左右，全球在产的量产线合计产能约为

1.5GW，在产

HJT产能中国产电池企业产能占比约

50%。GW级投资规划频出，2021

年

HJT新投资产能有望达

10~15GW。目前华晟新能源、钧

石能源、山煤国际、通威股份、爱康科技、东方日升、明阳智能、金刚玻璃等企业均已宣

布投资新建

GW级的

HJT相关项目，据公开资料显示，目前市场上规划

HJT电池片技术

的产能有近

40GW+。2020

年

10

月，通威完成

1GW的

HJT电池招标，标志着

HJT电池

开启

GW级建设时代，根据目前的扩建项目情况统计，我们预计

21

年将新增

10GW的

HJT招标产能。HJT转换效率：量产线最高转换效率已突破25%国内中试线转换效率突破

25%+，半年时间转换效率提升近

1pct。中试线方面，HJT电

池于

2020Q3

开始在国内多条中试线上实现约

24.0-24.3%的平均转换效率（晋能、通威

合肥、通威成都），阿特斯

21

年

3

月末电池效率达

23.9%，备受市场关注的合肥通威线的

最新电池效率稳定在

24%左右。21

年

6

月

1

日隆基

HJT电池转换效率已达

25.26%。国内量产线最高转换效率已达

25%+，量产转换效率快速提升。量产线方面，21

年

3

月

18

日安徽华晟

500MWHJT电池量产项目正式流片，首周试产

HJT电池片平均转换效率

达到

23.8%，最高效率达到

24.39%。随着不到

3

个月的产能爬坡，6

月

8

日华晟量产平

均效率已达

24.71%，单片最高效率达

25.06%。21

年

5

月

30

日，经德国哈梅林太阳能

研究所认证，迈为

HJT量产电池转换效率达

25.05%。三、如何提高现有HJT产线的转换效率？非晶硅镀膜工艺优化：提升钝化效果HJT电池可获得较高的转换效率，非晶硅薄膜的钝化效果是关键，提升钝化效果的关键是

降低杂质影响，目前可通过改变镀膜顺序和预处理工艺来减少杂质。改变

PECVD镀膜顺序，减少本征层硼污染，转换效率有望提升

0.15%。目前生产

HJT镀膜一般先完成一面镀膜，再翻面完成另一面镀膜，即

ip+in或

in+ip的顺序，该工艺的缺

点在于

p型掺杂层镀膜完成后，硼残留在腔体及托盘表面，硼污染会影响本征层的钝化效

果，降低转换效率。目前，PECVD设备采用两次翻面即

i-in-p镀膜，可有效减少硼污染。

迈为新一代

PECVD设备已开始使用该技术，由

2台CVD变为

3

台

CVD，并增加一次翻

片，使得电池转换效率提升

0.15%。硅片预处理工艺，减少硅片杂质提升转换效率。可通过氢氟酸或氢等离子体对硅片进行预

处理，减少硅片表面的重金属杂质，从而提升少子寿命、提高电池片效率，优化界面钝化

效果。HJT电池膜层优化：非晶微晶相结合提升非晶硅薄膜的晶化率可有效提升转换效率。HJT电池的转换效率与非晶硅薄膜的晶化

率、电导率和吸收率相关，如果把非晶硅的晶化率提高，电导率会大幅提高，而自吸收则

下降，可以减少

ITO横向电导的压力，实现更好的钝化效果。非晶微晶相结合可提升

HJT转换效率。纳米晶硅/微晶硅是由晶粒和非晶组成的一种混和

材料，其晶化率更高，具有良好的长波响应特性，可与非晶硅组成叠层结构，提高太阳光

谱响应范围，减小寄生吸收、增加横向导电性、减小带隙失配、减小对低温银浆温度的限

制，提升电池转换效率。非晶微晶相结合技术目前还处于实验室阶段，规模化应用仍需时日。微晶硅沉积使用

PECVD、HWCVD或

VHF-PECVD技术，目前由于微晶硅生长速率较慢，且存在纵向不

均匀，在界面处易生成非晶孵化层，影响电池性能，一般使用

VHF-PECVD制备微晶硅，

但该技术目前规模化生产的薄膜均匀性较差，纳米晶硅/微晶硅作为未来

HJT的发展方向，大规模应用仍需解决技术工艺问题。电池材料优化：靶材、银浆材料优化，提升转换效率靶材的选择决定了薄膜的光电特性，进而影响电池转换效率。目前TCO镀膜主要采用PVD或

RPD技术，PVD主要采用

ITO和

SCOT靶材，目前

ITO靶材已较为成熟，ITO的锡

含量越低，电池转换效率越高，97/3

和

99/1

低锡含量溅射靶材所制备的异质结电池的转

换效率要优于普通成分比为

90/10

的

ITO靶材。RPD主要采用

IWO和

ICO靶材，新型

ICO靶材载子迁移率可达

50-150cm2

/Vs，高于

IWO的

40-80cm2

/Vs，有望大大优化薄膜

性能，未来靶材材料的创新有望进一步带动电池转换效率的提升。HJT低温银浆电阻率较高。目前

PERC电池采用的高温银浆是

1-3um的球形银粉，该种

银粉在烧结过程中部分熔融形成电阻低的银电极，目前晶硅电池电阻率水平是在

2-3*10-6

Ωcm。而

HJT电池工艺中的电极成型温度达不到可使球形银粉部分熔融烧结的要求，所

以电阻较高，目前

HJT低温银浆电阻率达到

5-6*10-6Ωcm，是高温银浆的

1.5-2

倍，这

是

HJT电池串联电阻高的主要原因之一。低温银浆材料优化，可降低电阻率提升电池效率。目前，一方面通过对不同尺寸、不同形

貌银粉的复配，使银粉在银浆中达到最优的密堆积状态，减少电极固化后的内部孔洞密度。

另一方面并通过提升银含量，提升电极固化过程的体积收缩率，增加电极固化后银颗粒之

间的接触点及接触有效性，HJT银浆电阻率有望降低至

3-4*10-6Ωcm，电阻降低可有效

提升

HJT电池效率。组件结构优化：无主栅设计提升转换效率无主栅技术具备提升光照面积并降低电阻的优势。光伏栅线的责任在于传导电流，从电阻

率的角度分析，栅线越细则导电横截面积越小，电阻损失越大，而栅线越粗会遮挡部分太

阳光进入电池，因此主栅和副栅设计的核心是在遮光和导电之间取得平衡。无主栅技术保留正面传统的丝网印刷，制作底层细栅线，然后通过不同方法将多条垂直于细栅的栅线覆

盖在细栅之上，形成交叉的网格结构，以金属线代替传统焊带，汇集电流的同时实现电池

互联，从而减少阳光遮挡，降低电阻。无主栅技术可提升

0.3%的电池转换效率。梅耶博格的

SWCT技术将内嵌铜线的聚合物薄

膜覆盖在

HJT电池正面，在组件层压过程中，依靠层压机的压力和温度使铜线和丝网印

刷的细栅线直接结合在一起，铜线代替了银主栅，节省了材料成本。预计

SWCT可将组

件封装后的电池片转换效率提升

0.3%，耗银量最高可减少

83%。转换效率提升路径清晰：预计2025年HJT量产平均转换效率达26%+预计

2025

年

HJT量产平均转换效率达

26%+，HJT+钙钛矿中试线效率可达

28%。按照

目前

HJT电池厂对

HJT技术升级的规划，预计

21

年通过改变

PECVD镀膜顺序、吸杂工

艺等方式，HJT量产稳态效率可达

24.7%+；22

年可通过银浆、靶材的材料优化将

HJT平价量产效率提升到

25%；23

年可通过非晶微晶相结合，将量产平均转换效率提升到

25.5%；24

年通过无主栅等技术将

HJT电池量产效率提升到

26%；25

年通过

HJT叠层

钙钛矿中试线效率达

28%，HJT量产线效率有望达

26%+。四、如何看待HJT和TOPCon两种技术路线？电池转换效率：TOPCon理论效率高，HJT中试和量产线效率更优TOPCon电池通过背面钝化提升发电效率。TOPCon即隧穿氧化层钝化接触电池，前表

面与

N-PERC电池没有本质区别，主要区别在于采用超薄二氧化硅(SiO2)隧道层和掺杂非

晶硅钝化背面，二者共同形成了钝化接触结构，可以使多子电子隧穿进入多晶硅层同时阻

挡少子空穴的复合，进而电子在多晶硅层横向传输被金属收集，从而极大地降低了金属接

触复合电流，提升了电池的开路电压和短路电流，从而提升电池的转换效率。双面钝化TOPCON电池理论效率极限高，单面钝化TOPCON电池理论效率与HJT接近。

根据

ISFH的测算，PERC、HJT、TOPCon电池的理论极限效率分别为

24.5%、27.5%、

28.7%。TOPCon电池理论效率高于

HJT，但是

28.7%的理论效率需要实现双面多晶硅钝

化，正表面多晶硅钝化吸光严重，电池生产难度非常大，双面多晶硅钝化

TOPCon电池

实验室效率仅

22.5%。目前常用的背表面钝化技术

TOPCon电池理论效率极限为

27.1%，

与

HJT理论效率差异不大。HJT中试线和量产线效率更优。目前

PERC、HJT、TOPCon电池中试线最高效率纪录依次为

24.09%(隆基)、25.18%(通威)、25.07%(隆基)，量产效率最高纪录分别为

23.05%（隆

基）、25.06%（华晟）、23.85%（中来）。目前

PERC电池量产效率已越来越接近理论极

限，HJT中试线和量产线效率优于

PERC和

TOPCon。生产工艺：HJT工艺简单，TOPCon有待工艺改进提升良率生产工艺方面，TOPCon电池工艺最难最复杂，PERC次之，HJT工艺最简单。PERC、

HJT、TOPCon电池生产分别需要

10/6/13

步。相较于

PERC，TOPCon多了

3

道工序，

包括硼扩、非晶硅沉积、镀氧化层膜，该三大工艺均存在较多技术挑战，因此目前

TOPCon电池良率约为

90%以下，低于

PERC98~99%的良率。HJT由于工艺仅

6

步，电池良率

约

98~99%，随着工艺的改进，HJT和

TOPCon的生产良率有望持续提升。TOPCon电池良率提升主要需要解决硼扩散难题，以及

LPCVD多晶硅薄膜制备难题。硼扩散面临的问题：①

硼在硅中的浓度难以把握，浓度低不易得到高浓度发射区，浓度高会导致硼原子不激

活，难于制备选择性发射层。②

扩散对管材要求高，硼扩散过程容易出现黏舟、黏管、腐蚀管壁的情况。③

扩散温度高，温度达

950

度，扩散时间较长。LPCVD多晶硅薄膜制备面临的问题：①

热壁沉积问题，在沉积非晶硅膜的同时在管壁上也沉积同样厚度的膜层，经常要清洗

管道，降低了生产效率。②

原位掺杂较难。有死层、会降低沉积温度。因此一般需要沉积本征非晶硅，再进行磷

扩散。③

存在绕镀，导致良率下降，需要后续使用湿法清洗正面绕镀。④

后扩散过程中，杂质原子会透过

SiO2

层进入单晶硅区域，导致钝化失效。成本：TOPCon电池非硅成本低，HJT降本路线清晰目前

TOPCon电池成本低于

HJT约

0.13

元/W。以

166

的电池为例，假设

Topcon银耗

150mg，HJT240mg，PERC、TOPCon、HJT非硅成本约为

0.2/0.29/0.42

元/W，TOPCon和

HJT非硅成本较

PERC高

45%/110%。TOPCon电池中非硅成本占比

38%，其中银浆、

设备折旧、辅材和其他在总成本占比分别为

16%/4%/9%/9%。HJT电池中非硅成本占比

47%，其中银浆、设备折旧、辅材和其他在总成本占比分别为

25%/5%/6%/11%。HJT与

TOPCON相比成本差距主要体现在银浆上，银浆、设备折旧、辅材和其他

HJT分别高于

TOPCON电池

0.1/0.02/0.01/0.01

元/W。HJT银浆降本路线更为清晰。银耗是导致

HJT和

TOPCon电池成本差异的核心，20

年底

HJT银耗约

240mg，而

TOPCon银耗约

150mg。通过多主栅技术以及新款副栅材料的应

用，可将

HJT银耗降至

160mg，达到与

TOPCON银耗差不多的水平。此外，HJT可通

过银包铜技术，将银耗降至

106mg。由于银包铜是低温工艺，无法在

TOPCON电池应用，目前

TOPCON电池正在研发电镀铜工艺，由于铜容易氧化，过程涉及湿化学，拉力较难

控制，因此电镀铜工艺较难，目前还处于实验室阶段。TOPCon可在

PERC产线上改造升级，设备投资额低。由于

TOPCon和

PERC工艺相似，

因此在

PERC产线上新增非晶硅沉积的

LPCVD/PECVD设备以及镀膜设备，可将

PERC产线升级至

TOPCon。目前

PERC设备投资在

1.2-1.5

亿元/GW，TOPCon投资约

2-2.5

亿元/GW，将

PERC改造为

TOPCon仅需

0.8

亿元/GW，可大幅降低电池设备投资成本，

拥有

PERC电池产能的企业投资意愿更强。而

HJT是低温工艺，因此需要重新新建产线，

投资额在4-4.5亿元/GW。但目前HJT设备折旧上与TOPCon相比成本差异仅0.02元/W，

未来通过设备零部件国产化，以及

HJT规模的上量，设备投资额有望降至

4

亿元以内，

进一步降低设备折旧成本差异，拉动投资意愿。五、HJT产业链配套情况如何？硅料：退火吸杂工艺有望解决硅料纯度瓶颈N型硅片对硅料纯度要求高，因此

N型硅片成本高于

P型。N型硅片对于多晶硅原料以

及部分辅材的纯度要求更高，同时因为磷在硅中的分凝系数仅为

0.35，在以其为掺杂剂的

N型单晶拉制过程中，杂质分布的均匀性较难控制，因此

N型硅片较

P型硅片溢价约

8%。退火吸杂技术将降低

N型硅片对硅料纯度的要求，有望降低

N型硅片成本。目前迈为等

企业已研发出退火吸杂设备，在硅片生产过程中采用退火吸杂的工艺，减少硅片表面的重

金属杂质，从而提升少子寿命、提高电池片效率的均值并减小其方差，采用退火吸杂技术

只需增加扩散炉，成本增加不到

0.01

元/W，但可使用生产

P型硅片所用的杂质含量较高

的硅料，可大幅降低

N型硅片成本，有望实现

N型硅片和

P型硅片同价。硅片：薄片化有望加速HJT渗透目前现有硅片产能均可生产

N型硅片。PERC电池用的是

P型硅片，即在硅片中掺入硼

的硅片，而

HJT电池用的是

N型硅片，是指硅片中掺入磷。目前隆基、中环、晶科、晶

澳、上机数控等硅片企业的现有产能均可生产

N型硅片。20

年

12

月，高景太阳能的

50GW光伏大硅片项目明确技术路线为

N型。由于

20

年

PERC电池为主流，因此

N型硅片产

量约为

5%，随着

HJT和

TOPCon电池技术的日益成熟，N型硅片产量有望快速增长。硅片薄片化发展已成为趋势，HJT优势明显。HJT电池由于其对称结构较

PERC更适合

薄片化硅片，而硅片薄片化可大幅降低硅料用量，降低硅成本。根据中环股份的测算，硅

片厚度从

175μm减薄至

160μm，可以覆盖多晶硅料

8

元/KG的价格涨幅，减轻硅料的

成本压力。目前光伏硅片主流厚度从

180μm转向

175μm，21

年

2

月中环股份表示愿意

配合下游客户逐步推动

170μm、165μm和

160μm厚度单晶硅片的应用，硅片薄片化

将加速

HJT电池的渗透。组件：半片渗透率提升，促进HJT电池发展半片组件渗透率快速提升。半片电池组件与传统组件相比，由于减少了内部电路内耗，封

装效率提高，且组件工作温度降低，提高了组件的可靠性和安全性。2020

年半片组件渗

透率快速提升，半片组件渗透率达

71%，同比提升

50pct。HJT电池多为半片，半片组件渗透率提升有望促进

HJT电池发展。目前国产的

HJT电池

多为半片电池，阿特斯

250MW产线已采用

182

半片，通威合肥

250MW中试线采用

210半片，半片

HJT电池可使用更薄的硅片来实现降本目的，并且半片电池可降低切损，降

低隐裂，提升电池可靠性，理论上

HJT若采用半片工艺，硅片厚度可低至

120μm，可大

幅降低硅耗。目前半片组件渗透率快速提升，有望促进

HJT电池的快速发展。六、如何来降低HJT的成本？降低HJT电池非硅成本是关键HJT非硅成本占比高于

PERC。HJT电池的成本主要由硅片、浆料、靶材、设备折旧和其

他构成，成本占比分别为53%/25%/6%/5%/11%。目前HJT非硅成本占比约47%，而PERC电池非硅成本占比约

43%，主要是

HJT低温银浆、靶材、设备等非硅成本较高。HJT电池成本较

PERC每瓦高

0.18

元，94%的成本增加在非硅成本上。假设

PERC和

HJT电池转换效率分别为

22.7%/24%，产品良率分别为

98.9%/98.5%，单片银耗分别为

90/120mg。由于

N型硅片较

P型硅片溢价

8%，预计

HJT单瓦硅片成本为

0.48

元，较

PERC高

2.1%。由于低温银浆较高温银浆溢价

30%，且

HJT银耗更高，HJT单瓦银浆成

本约为

0.23

元，较

PERC高

130%。由于

HJT设备单位

GW需要

4.5

亿元投资，而单位

GW的PERC设备投资约1.7亿元，因此HJT设备单瓦折旧约0.05元，较PERC高150%。

此外，HJT靶材成本每瓦约

0.05

元，而

PERC无靶材成本。由于

HJT生产工序少，制造

费用等预计每瓦较

PERC低

0.03

元。综合以上，HJT电池生产成本约为

0.9

元/W，与

PERC0.72

元/W的成本相比高出

0.18

元/W，高出的成本中硅片、银浆、靶材、设备折

旧成本增加的占比分别为

6%/72%/28%/17%。未来

HJT降本主要依靠硅耗减少、银浆降

本、靶材国产化、设备降本来实现。银浆降本：银包铜技术有望大幅降本，栅线工艺优化降低银耗目前

HJT电池银耗约为

PERC的

2

倍多。PERC的银浆通过高温烧结固化，银粉熔融在

一起，容易形成导电通路。而

HJT是低温工艺，低温银浆的导电性能弱于高温银浆，因

此需要提高银的含量来提高导电性。以

166

电池片为例，单片

HJT电池银浆耗量超过

200mg，而

PERC电池银耗约为

90mg。银包铜技术可大幅降低银耗，单瓦成本降低

0.12

元。银包铜是在铜的表面包裹银粉，低

温加工工艺使得铜作为导电材料，从而降低银的使用量。一般低温银浆中银含量约

92%，

8%为有机物玻璃粉等，而银包铜中银、铜、有机物的含量分别为

41%/51%/8%，使得银

含量占比降低近一半。以

166

电池片为例，银包铜技术可使

HJT电池银耗降至

106mg，

达到与

PERC接近的银耗水平。而银包铜技术需采用低温工艺，对于

PERC、TOPCON的高温工艺不适用，可快速降低

HJT的银耗差距。考虑到低温银浆相比高温银浆

30%的

溢价，在其他条件不变的情况下，若银耗相同，HJT的电池的单瓦成本将由

0.9

元降至

0.78

元，较

PERC成本高

8%。银包铜技术有望得到量产验证。目前京都

KE公司可实现银包铜量产，华晟将于

21

年

6

月采用银含量

62%的银包铜浆料进行试验，若试验通过，HJT电池单位银耗与

PERC电

池单位银耗之间的差距将从

2020

年的

100%左右急剧缩小到

20%以内。若华晟通过银包

铜试验，21Q4

将采用银包铜技术进行量产，HJT银耗仍有进一步下降空间，贴近甚至低

于

PERC银耗量，真正开启

HJT技术的低成本量产时代。高精串焊技术可降低银耗，单瓦成本降低

0.08

元。目前主栅银耗约为

20mg，细栅银耗约

110mg，通过高精度串焊减少主栅

pad点大小，使得主栅变细、变短，副栅变少，减少细

栅及主栅银耗，银耗有望从

180mg/片降至

120mg/片，电池单瓦成本有望降低

0.08

元。

目前高精串焊技术已在华晟量产线上进行使用，预计

21

年

6

月底前会有

4

台高精串焊设

备进行量产试用。无主栅技术可降低银耗，每瓦成本降低

0.11

元。得益于

HJT电池表面导电的特性，取消金属栅线电极，直接贴合低温合金包覆的铜丝到

TCO上，形成欧姆接触，可制造无主栅

电池，无主栅后银浆耗量有望从

180mg降至

100mg，每瓦成本降低

0.11

元。低温银浆有望实现进口替代，大幅降低银浆价格。高温银浆市场已逐步实现进口替代，国

产厂商于

2017

年对高温银浆进行进口替代，到

2020

年国产品牌帝科股份、苏州固锝、

匡宇科技、常州聚合高温银浆市占率约

40%+，海外供应商日本

KE、杜邦、汉高、贺利

氏由于成本劣势，正逐步被国产品牌替代。目前低温银浆由于对原料要求高，90%的低温

银浆由日本KE供应，未来随着国产HJT投资规模的扩大，低温银浆也有望实现进口替代，常州聚和、苏州晶银已经实现低温银浆小批量生产，浙江凯盈进入产品测试阶段。目前进

口银浆价格约

6500-6800

元/kg，国内低温银浆价格约为

5000-5500

元/kg，随着国产化量

产，低温银浆价格有望降至

5000

元/kg以下，与高温银浆平价。靶材降本：国产化有望大幅降低靶材成本靶材是

TCO薄膜生产的核心材料。TCO薄膜生产主要采用

ITO、SCOT、IWO、ICO四

种靶材，溅射是制造

TCO薄膜的主要工艺，利用离子源产生的离子，在真空中经过加速

聚集，形成高速离子束流，轰击固体表面，离子和固体表面的原子发生动能交换，使固体

表面的原子离开固体并沉积在基底表面，被轰击的固体称为溅射靶材。TCO薄膜沉积主

要采用

PVD和

RPD两种技术，PVD技术以

ITO、SCOT作为靶材，RPD以

IWO、ICO作为靶材。靶材的生产制造具有一定的技术壁垒。由于靶材的质量直接影响

TCO薄膜的一致性和均

匀性，因此靶材的纯度、致密度和均匀性等要求较高，靶材的金属纯度要求达到

99.995%

以上，靶材的致密度对

TCO薄膜的电学和光学性能有显著影响，靶材的成分、晶粒度直

接影响薄膜的一致性和均匀性，因此靶材的材料和制造工艺具有一定的技术壁垒。大尺寸高纯靶材市场被日韩企业占据。高纯溅射靶材上游的高纯金属市场主要被日韩企业

垄断，目前高纯溅射靶材的主要供应商为日本三井、东曹、日立、三星、康宁，国内企业

在大尺寸高纯靶材的生产能力与外资相比仍有差距，日韩企业可做出长

3000

毫米、宽

1200

毫米的靶材，但国产靶材的长度不超过

1000

毫米。ITO、IWO靶材已逐步实现国产化，国产化有望将电池的靶材成本降低

57%。目前国内先

导、映日等企业

ITO靶材已较为成熟，先导通过收购优美科国际公司，其靶材生产的纯度、

密度大幅提升，长度可达

4000

毫米，目前

SCOT靶材正在研发，IWO壹纳光电已实现国

产。以

IWO靶材为例，在同样是

4-4.5g/cm³的密度下，进口靶材价格为

3200

元/kg，对

应电池靶材成本

0.6-0.7

元/片，国产靶材价格约

2000

元/kg，对应电池靶材成本

0.2-0.3

元/片，采用国产靶材电池单片成本可降低

57%。设备降本：国产化+提升效率，设备投资额有望不断下降HJT设备国产化可大幅降低成本。2017-2018

年

HJT设备主要由梅耶博格、YAC、AMAT、

日本住友等外资品牌提供，设备成本约

10-20

亿/GW；2019

年迈为、钧石、捷佳伟创等

开始进行进口替代，设备成本降至

5-10

亿/GW；2020

年

6

月欧洲老牌光伏设备龙头梅耶

博格退出

HJT的竞争，国内设备商加码研发，迈为和钧石具备了

HJT整线设备供应能力，

20

年

HJT设备成本降至

5

亿/GW左右，随着量产产能的投放，以及设备国产化率的提升，

预计

21

年

HJT设备成本有望降至

4

亿/GW。非晶硅沉积和

TCO制备设备降本是关键。HJT生产包括清洗制绒、非晶硅沉积、TCO制

备、丝网印刷和光注入退火，以上五个环节设备成本占比分别

10%/50%/20%/15%/5%，

非晶硅沉积和

TCO制备的设备占到整个设备成本的

70%，是降本的关键。非晶硅沉积设备降本主要依靠设备国产化和提升生产效率。目前非晶硅沉积主要采用

PECVD设备，有量产供应能力的

PECVD设备商有梅耶博格（自用）、应用材料、迈为股

份、理想万里晖。目前PECVD进口设备的价格约4.8亿/GW，国产设备的价格仅2亿/GW，价格为进口设备一半。国产设备成本低主要是生产效率较高，2018

年梅耶博格

PECVD生产效率是2400片/小时，整线年产能只有110MW，导致整线设备投资额高达10亿/GW。

2019

年迈为给通威提供的设备将

PECVD生产效率提升至

6000

片/小时，整线年产能达

250MW，整线成本降至

6

亿/GW。PECVD生产效率的提升可大幅降低设备成本，目前迈

为

PECVD设备生产效率可达

8000

片/小时，年产能提升至

400MW，整线成本降至

4

亿

/GW左右。TCO设备有望通过国产化进一步降本。TCO膜的生产采用

PVD和

RPD技术，PVD工艺

较为成熟，主要进口设备供应商包括冯阿登纳、梅耶博格、新格拉斯，国产厂商包括迈为、

钧石能源、捷佳伟创、捷造光电等。冯阿登纳和新格拉斯

PVD设备效率可达

8000/6000

片/小时，迈为

PVD设备效率也达到了

8000

片/小时，未来有望提升至

10000

片/小时，

可进一步降低成本。RPD方面，国内捷佳伟创已获得住友公司

RPD授权，每小时生产效

率由梅耶博格的

3000

片提升到每小时

5500

片，随着国产设备的降本增效，TCO设备有

望持续降本。硅片降本：HJT相比PERC更适合硅片薄片化，可大幅降低硅成本PERC电池薄片化面临压力。硅片薄片化可降低硅成本，硅片每减薄

20μm，对应组件成

本降低约

5-6

分/W。目前

PERC电池厚度一般在

170-180μm，由于

PERC电池是非对称

结构，若降到

160μm以下容易发生硅片碎片，PERC电池也容易发生弯曲，导致转换效

率的降低，甚至短路现象，理论上

PERC电池厚度不能低于

110μm。HJT电池结构对称，适合硅片薄片化发展。HJT电池片的对称结构减少了电池制作中的机

械应力，因此硅片的碎片率更低；由于

HJT是低温工艺，生产工艺在

200°C以下，硅片

在低温下也不容易发生翘曲，薄片化电池的良品率更高。此外，HJT电池在硅片变薄的

情况下，开路电压上升，短路电流下降，电池的效率能够基本维持不变，HJT更适合薄片

化硅片。HJT正不断探索薄片化进程。日本三洋早年的

HJT电池厚度仅

98μm，实验室转换效率可

达到

24.7%。目前理想万里晖

PECVD产品可使硅片厚度降低到

130-150μm，相比

170μm的普通电池片，薄片化电池不仅转换效率的损失不足

0.1%，而且碎片率的上升也不到

2%，

HJT产业将在未来几年进一步探索

120-130μm的薄片化进程。硅片薄片化可降低电池硅耗。按照

PERC电池

175μm厚度计算，166/182/210

出片量分

别为

62/51/38

片。若

HJT电池厚度降至

160μm，166/182/210

出片量将分别增加至

68/56/42

片，硅耗较

175μm的

PERC电池降低

8.57%，若

HJT电池厚度降至

150μm，

166/182/210

出片量将分别增加至

72/60/44

片，硅耗较

175μm的

PERC电池降低

14%效率提升：带来各环节的成本摊薄电池转换效率的提升可摊薄光伏全生命周期成本。由于

HJT电池发电效率比

PERC高

1.0%-1.5%，因此

HJT组件功率可以比

PERC更大，大功率组件一方面具有价格溢价，

另一方面可以带来电站建设成本的摊薄。考虑到全生命周期的成本摊薄，HJT电池修正成

本优势=HJT电池生产成本差异+组件非硅成本差异+BOS成本差异+发电量溢价。HJT较

PERC具备全生命周期成本优势。以

3.5

元/W的光伏系统为例，假设

HJT转换效

率高于

PERC1.3pct，HJT比

PERC全生命周期每瓦发电量将多出

7%，HJT电池会带来

0.26

元/W的含税销售溢价，虽然

HJT电池成本较

PERC高

0.18

元/W，但发电量的增加，

HJT技术可以带来组件

BOS成本下降

0.015

元/W，组件非硅成本下降

0.025

元/W，综合

以上，HJT较

PERC有

0.12

元/W的修正成本优势。七、HJT规模化量产时代何时到来？硅成本：2021实现硅片N、P同价，2022年N型硅片成本有望低于P型2021

年

HJT电池硅成本可实现

NP同价，2022

年

N型硅片成本有望低于

P型。按照

M6

175μmP型硅片不含税价格

3.59

元/片，由于

N型硅片硅料纯度要求高，因此

N型硅

片价格一般较

P型高

7%。P型硅片价格约

3.84

元/片，硅片每减薄

5μm，单片价格下降

约

5

分。当

HJT电池厚度达

150μm时，HJT硅片价格达

3.59

元/片，可实现

P、N硅片

同价。目前华晟量产线生产的硅片为

150μm，并计划生产

130μm的硅片，130μm的

N型硅片成本将低于

P型

5%，2022

年

N型硅片成本有望低于

P型。未来

HJT硅成本降本空间大。①吸杂降本：增加不到

0.01

元/W工序成本，可降低

N型

硅料纯度要求，缩减

N、P硅片价差，提高电池转换效率

0.2%。②半片化：目前迈为的

HJT设备生产的电池片均为半片，210

半片电池可兼容硅片薄片到

100-120μm，可进一

步降低硅成本；③边皮料利用：从圆棒到方棒的加工过程中，增加四个半圆中的硅材料利

用，收料率可大幅提升

8%+。此外，目前硅料价格快速上涨，HJT薄片化优势更加凸显，

有望加速

HJT薄片化进程。非硅成本：2022年HJT非硅成本有望与PERC持平2021

年

12BB成熟应用，HJT和

PERC电池的非硅成本差异较

2020

年降低一半。2020

年

HJT非硅成本约

0.42

元/W，PERC电池非硅成本约

0.2

元/W，HJT非硅成本高于

PERC电池

110%。2021

年通过

12BB栅线的应用，银耗可由

240mg/片降至

190mg/片，通过

应用新款

KE132

副栅浆料，加上图形优化，银耗可进一步降低至

160mg/片，按照

1

万元

的进口浆料价格计算，预计银浆成本降低

0.11

元/W，HJT非硅成本有望降至

0.31

元/W，

非硅成本高于

PERC电池

59%。目前华晟量产线已成功导入

12BB，M6

硅片银耗已降至

160mg，预计到

21

年底

HJT和

PERC电池的非硅成本差异将较

2020

年降低一半。2022

年银包铜和浆料、靶材国产化，HJT非硅成本有望与

PERC持平。银包铜浆料的导

入可将银耗由

160mg/片降至

106mg/片，银浆成本有望降低

0.072

元/W，随着

HJT规模

化量产，以及国产浆料替代进口，浆料价格有望由

1

万元/kg降至

0.7

万元/kg，银浆成本

有望降低至

0.11

元/W，基本与

PERC持平。此外，靶材国产化、加上新材料应用