光伏电池N型产业化进度研究报告：TOPCon抢跑领衔N型放量（29页）

整面钝化技术引领第三代 N 型电池-TOPCon 与 HJT。2015 年前后，PERC 电池通 过在背面沉积氧化铝以及双面沉积氮化硅获得优异的界面钝化效果，成功从传统的 铝背场电池中接过了光伏电池的接力棒。到了第三代，隧穿氧化层电池， TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact)，是 2013 年在第 28 届欧洲 PVSEC 光伏大 会上由德国 Fraunhofer 太阳能研究所首次提出，首先在背面制备一层 1-2nm 的隧穿 氧化层，然后再沉积一层掺杂多晶硅共同形成钝化接触结构，给硅片背面提供了良 好的界面钝化；本征薄膜异质结电池，HJT(Heterojunction with Intrinsic Thin-film)， 具备对称双面电池结构，中间为 N 型硅，在正面沉积本征非晶硅薄膜和 P 型非晶硅 薄膜形成 PN 结，背面沉积本征非晶硅薄膜和 N 型非晶硅薄膜，由于非晶硅导电性 较差，最后在两侧沉积透明导电薄膜 TCO 进行导电, 凭借优异的钝化技术，N 型电 池的转换效率显著提升。叠层电池不断刷新极限效率。由于不同区间光的波长不同，不同材料对光的吸收能 力不同，可以通过机械堆叠的方式使用多种材料增加光电转换效率。目前主要研究 方向为钙钛矿和砷化镓等直接带隙半导体材料，相比硅、锗等间接带隙半导体材料 具备更高的光吸收能力，但是大面积成膜仍存在困难，目前主流厂商处于百兆瓦级 到 GW 级生产，仍未大规模放量，设备仍然需进一步产业化提高成熟度。 剑指未来，N 型/钙钛矿叠层电池值得期待。

N 型除了本身具备的效率高、温度低以 及载流子优势，还可以与钙钛矿等直接带隙半导体材料制作叠层电池例如 HBC 和 TBC 电池。2022 年 6 月晶科、北京大学与澳洲国立大学合作制备了单片钙钛矿 /TOPCon 叠层器件，以 TOPCon 结构晶硅电池作为底部电池，钙钛矿薄膜作为顶部 电池，转换效率达到了 27.6%；HJT 电池结构与叠层电池相容性更好，杭萧钢构子 公司合特光电 2022 年底将投产首条异质结/钙钛矿叠层电池中试线，目标效率为 28%。上述叠层电池通过制备两个 PN 结的为双结叠层电池，未来通过新工艺调节 半导体材料带隙和界面钝化，可达 30%以上转化效率。PERC 组件尺寸标准化，功率提升放缓。单晶 PERC 电池自 2016 年的转换效率 20.8%， 组件功率 350w，在叠加了半片技术后功率提升至 375w；叠加多主栅技术以及大尺 寸硅片的导入目前转换效率已经来到了 23.8%，功率 550w 较 2021 年提升速度明显 放缓。根据 CPIA 的 2021 年《中国光伏产业发展路线图》，2021 年 PERC 电池占有 率达到了 91.2%。但目前天合光能 P-PERC 电池的实验室效率已经达到 24.5%，达 到了 ISFH 基于载流子选择性理论给出的 PERC 极限效率 24.5%，其增效空间不断 压缩，新技术释放需求迫切。