TOPCon 电池产业格局全景解析

TOPCon电池产业格局全景解析光伏产业链的发展本质是技术驱动降本增效。电池片技术的选用与下游电池的性能以及成本有着极为紧密的联系，其中又以光电转换效率的相对提升对于终端的发电成本控制更为有效。随着P型电池接近理论效率极限，N型电池技术将成为未来发展的方向。光伏电池技术分类：资料来源：中国光伏技术发展报告P型电池传统单晶和多晶电池主要技术路线为铝背场技术（AL-BSF），目前主流的P型单晶电池技术为PERC电池技术，该技术制造工艺简单、成本低。2021-2030年各种电池技术平均转换效率变化趋势：

N型电池具有转换效率高、双面率高、温度系数低、载流子寿命更长等优点，在新技术电池技术路线主要包括PERT、TOPCon、IBC、HJT等。四种主流电池片技术特点：资料来源：CPIA、北极星电力光伏电池技术发展史可概括为：铝背场BSF电池（1代，2017年以前）→PERC电池（2代，2017年至今）→PERC+/TOPCon（2.5代）→HJT电池（3代）→HBC电池（4代，可能潜在方向）→钙钛矿叠层电池（5代，可能潜在方向）。光伏电池第一代技术是铝背场电池（BSF），PERC是基于BSF发展而来的第二代技术。PERC之后的技术演变分两种：一是在PERC的基础上进行持续的工艺改进，称之为PERC+技术，包括SE、TOPCon、PIBC以及其他形式的PERC+；二是对PERC工艺进行了颠覆的HJT技术，代表行业下一代技术的发展方向。光伏电池片技术迭代方向：来源：光伏材料与技术国家重点实验室、中泰证券不同电池技术格局特点，在转换效率、电池成本、工艺复杂性及与存量产线的兼容性等方面均有所不同。从产业趋势来看，TOPCON、IBC电池片技术预计会提前HJT电池片技术进入产业化。TOPCon电池结构示意图：01TOPCON电池行业概览

隧穿氧化层钝化接触（TOPCon）太阳能电池于2013年由德国Fraunhofer太阳能研究所首次提出。主流TOPCon电池采用N型硅片，其技术的核心在于在背面增加了一种由极薄的SiO2隧穿层和n+掺杂多晶硅层组成的钝化结构，这样可以借助电子隧穿效应达到选择性钝化接触的效果，同时也移除了铝背场。而由于衬底硅片掺杂类型的改变，AL2O3层也移至前表面。资料来源：正泰新能源、中科院物理所TOPCon电池可以看作是基于PERC电池的又一次技术升级。TOPCon电池的理论效率远超P型电池，目前量产/最高效率分别超24.5%/25%，且拥有低衰减、高双面率、低温度系数等优点，在终端电站的发电增益效果明显。TOPCon电池制造工艺与PERC有很高的兼容性。对比现有PERC产线，只需要新增硼发射极的制备、生长隧穿氧化层、沉积多晶硅并对其进行掺杂、扩散后的清洗等四道工序，与存量PERC产线具有较好的设备兼容性。对于PERC产线的升级，增加的设备投资额在5,000万元~7,000万元，而产线设备的兼容性是不少原业内电池厂选择TOPCon技术的一个重要原因。在面临大规模PERC产线设备资产折旧计提压力下，升级改造拉长设备使用周期，叠加SMBB技术和银浆国产化推进，在提效降本方面的优势更加明显，预计是未来2-3年具备性价比的路线选择。TOPCon相比PERC工艺流程增加2-3步，但可在PERC工艺技术上延伸。HJT与PERC工艺路线完全不同，无法延伸，只能新投产线。来源：《TOPCon电池的挑战和机遇》，王文静，中科院电工所02TOPCon电池行业市场格局

TOPCon电池效率与成本优势凸显，国内龙头布局明显加速。自晶科能源发布N型量产TOPCon组件产品，拉开龙头厂商推动TOPCon电池产业化的序幕。晶科能源在合肥建设的16GW电池工厂将以生产TOPCon电池为主，预计这批电池转换效率将达到25%，良率与量产PERC持平，且成本逼近PERC。由于经济性与性价比优势显著，天合光能、晶澳科技、通威股份、隆基绿能、一道新能、钧达股份、中来股份、协鑫集成、东方日升、正泰新能、上机数控、润阳股份等光伏新老玩家均已实现TOPCon布局。此外，聆达股份、沐邦高科、皇氏集团等新进入者强势切入。2022年TOPCon电池产能规模约100GW，目前整体产能规划超过800GW，到2023年底产能有望超过400GW。2023年以来，下游终端客户对N型组件招标份额持续提升，价格较PERC组件溢价保持在0.06-0.1元/w以上，正在实现迭代红利，2023年出货量有望达到100-150GW。目前，TOPCon领先企业电池量产效率约25%，2023年将通过提升浆料品质、激光SE硼掺杂、正面钝化等工艺提效至26%+，同时通过薄片化、激光转印或SMBB等工艺继续降本。当前TOPCon率先占据扩产高点，进入技术迭代红利兑现期。TOPCon电池扩产情况（不完全统计）：资料来源：公司公告，索比光伏网，北极星光伏、平安证券03TOPCon电池设备竞争格局

TOPCon电池产能的扩张预计也将带动设备和材料环节的升级以及出货量的增加。目前TOPCon电池最主流的工艺也是先量产的技术路线是LPCVD，而目前PECVD技术研发和产业化取得良好进展。LPCVD和PECVD都有望成为电池组件企业的选择，且PECVD的边际变化更为明显。TOPCon设备领域参与玩家众多，关键设备目前已经实现国产化，拉普拉斯、捷佳伟创、北方华创、48所均有相关设备生产。其中捷佳伟创能够交付TOPCon整线设备；海目星、帝尔激光、捷佳伟创、英诺激光等均有专注于激光设备在TOPCon技术路线上的应用；京山轻机、金辰股份等厂商则致力于核心环节镀膜设备研发。丝网印刷设备是晶硅电池片制造环节核心设备，TOPCon电池需要通过丝网印刷制备前后电极，国内相关厂商主要包括晶盛机电等；同时，N型技术迭代加速利好组件串焊机需求，主要厂商有奥特维等。资料来源：公司公告、浙商证券另外，随着TOPCon电池产业化推进和产能的扩张，将带动银浆需求的增长和品质要求的提升。在TOPCon的组件封装上目前主要采用POE胶膜，而POE胶膜不管是在销售价格上还是在毛利率上相较于普通的EVA胶膜都有所提升。以上两个环节主要厂商包括帝科股份、苏州固锝、赛伍技术、福斯特等。随着全