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）

行业报告下载 2022年11月29日 07:56 管理员

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。