来源：乐晴智库精选

“降本增效、科技创新”推进光伏新技术迭代不断、使下游加速扩产。

光伏新技术的研究把握大方向上的确定性，重点聚焦于长期趋势确定，技术阶段主要是“0 到 1”和“1 到 N”。

新技术环节中，电池+组件设备有望成为技术迭代机会最多的环节，同时电池设备的核心零部件+HJT浆料国产替代有望成为下一个阶段的重要突破口。

本文梳理了光伏电池四大关键技术作为2024年重点跟踪方向。

光伏电池行业概览

光伏电池按原材料和制备技术可以分为P型和N型。

P型电池原材料为P型硅片（掺杂硼），主要包括Al-BSF（铝背场电池）和PERC（钝化发射极和背面电池）。

N型电池的原材料为N型硅片（掺杂磷），制备技术包括TOPCon（隧穿氧化层钝化接触）、HJT（本征非晶层异质结）等。

当前P型电池转换效率提升空间有限，N型电池为未来技术迭代方向。

2016年以前AI-BSF电池占据光伏行业绝对主流。2016年以来，PERC电池量产化进程加速，凭借着效率和成本的优势在短短五年时间便实现了对AI-BSF技术的全面替代。

当前N型电池多元绽放，N型技术中TOPCon预计将在24年起成为行业主流，BC在单面市场优势凸显将逐渐占据一席之地（双面市场随降本进程或打开天花板），HJT降本措施导入后盈利逐步提升，钙钛矿单结持续发展叠层或引领未来。

光伏电池发光原理及结构：

资料来源：儒兴科技、晶体硅太阳能电池正面银导电浆料的研究进展

01

TOPCon：2024年有望成为主流

TOPCon电池技术最早由德国Fraunhofer太阳能研究所于2014年提出。

TOPCon是一种基于选择性载流子原理的隧穿氧化层钝化接触太阳能电池技术，其电池结构为N型硅衬底电池，在电池背面制备一层超薄氧化硅，再沉积一层掺杂硅薄层，二者共同形成钝化接触结构，有效降低表面复合与金属接触复合。

相比于PERC电池，TOPCon电池效率更高，其理论极限效率高达28.7%，最接近晶体硅太阳电池理论极限效率（29.43%），同时兼具低衰减性能、高量产性价比等明显优势，近年来逐步被业内厂商采纳。

TOPCon电池本质上是通过在电池片中的晶体硅上沉积硅系薄膜，形成钝化结构，这种结构可以减少光电转换过程中载流子的复合，增加载流子的寿命，从而提升电池的转换效率，通过采用微纳米隧穿氧化层和载流子选择性微晶硅薄膜的叠层结构的叠层功能结构实现了钝化性能和导电性能的双向提升。

TOPCon电池结构：

资料来源：科日光伏

当前国内多家加码TOPCon布局。

TOPCon作为率先进行大规模量产的N型电池技术，产能增速迅猛，TOPCon大幅扩产，各厂商在建、待建产能规模庞大。

根据Infolink Consulting数据，2023年末TOPCon的名义产能超过600GW。

考虑到当前TOPCon电池技术持续迭代增效，叠加能源央国企在招标过程中对TOPCon需求的大幅提升，24年渗透率有望进一步大幅提升。

数据来源：PVInfoLink，各公司公告，东吴证券

随着TOPCon成为2024年主流电池技术路线，竞争更集中在效率及良率提升上。

2023年以来，应用到TOPCon量产线的革新技术包括LP双插（仅针对LPCVD路线）、激光SE、激光辅助烧结，此外通过多晶硅层优化、副栅细线化等技术的应用，进一步提升topcon电池效率同时降低银浆成本，未来包括0BB、双面poly、TBC、钙钛矿叠层等技术引入，有望提升TOPCon技术的效率天花板。

激光SE技术已相对成熟，晶科能源、钧达股份等领先电池厂已进入量产应用阶段，双面poly成为下一个提效关键。

TOPCon电池未来有望凭借效率优势和产能快速释放叠加硅料价格下行带来的成本下降复刻PERC电池发展路线，2024年PERC产能将加速退出，TOPCon时代全面到来。

值得注意的是，随着2024年TOPCon竞争加剧、下半年有可能面临过剩风险。

02

HJT电池：规划产能初步启动

HJT即本征薄膜异质结电池，具备对称双面电池结构，中间为N型晶体硅，正面依次沉积本征非晶硅薄膜与P型非晶硅薄膜，从而形成P-N结，背面依次沉积本征非晶硅薄膜与N型非晶硅薄膜，从而形成背表面场，在电池两侧沉积透明导电薄膜（TCO）进行导电，最后采用丝网印刷技术形成双面电极。

HJT综合了晶体硅电池与薄膜电池的优势，具有转换效率高、工艺温度低、稳定性高、衰减率低、双面发电等显著优点。

HJT目前硅片厚度显著薄于PERC和TOPCon且有更大的硅片减薄潜力。

与TOPCon在不同版型下对比，HJT均拥有更高组件效率及功率瓦数，标准版型领先约10W优势。

HJT电池结构：

当前“去银化”为光伏行业长远发展的必经之路。

银浆占电池非硅成本的比例较高，而HJT电池的银浆占比更是明显高于TOPCon和PERC。

HJT技术降本主要关注三点：银包铜、铜电镀、OBB。

银包铜进展较快，当前银浆降本银包铜方案进入性能/寿命测试；电镀铜方案和设备的研发加速推进，有望成为终极方案。

由于异质结非晶硅薄膜工艺的特殊性，加工过程需要在250 度的温度下完成，无法通过高温烧结将银浆与电池发射极熔融连接形成欧姆接触，低温工艺下为保证低电阻接触就需要将银颗粒直径做得更小、银的用量也需要更多，银浆耗量提升以及低温银浆成本高昂直接影响异质结的金属化成本，金属化也是生产成本中与PERC 、TOPCon 相差最大的环节，因此重点关注金属化环节降本方案。

目前发展较快的降本方案为“银包铜+0BB ”，主流成熟的量产工艺已可实现银含量为50%-70%的银包铜粉体，远期量产目标将银含量降至30% 甚至更低。

目前银包铜浆料研发主要由国外主导，国内跟进，部分头部光伏银浆企业均布局银包铜浆料项目，基本已经通过下游客户验证。主要布局厂商包括苏州固锝、帝科股份、聚和材料、博迁新材等。其中，苏州固锝HJT银包铜低温浆料银含量达40%-50%，性能与纯银相当，业内首家实现批量供货。

而铜电镀效率高，无寿命风险，随着设备和工艺成熟，替代银包铜，成为最终方案，其核心工艺是图形化和电镀工艺，该环节代表厂商包括东威科技、海源复材、图形化设备（碁微装、苏大维格、天准科技）、整线设备（迈为股份、东威科技）、金属化设备（罗博特科）等。

日本三洋公司在1990年研发了HJT电池，2010年核心专利过期后，多家公司开始专注于HJT技术的研发和产业化。

HJT国内主要推进厂商包括华晟、金刚光伏、东方日升、琏升科技、润海、光势能、晶澳科技、爱康、梅耶博格、隆基绿涌、明阳智能等。

部分企业HJT电池现有及规划产能（MW)：

HJT电池生产工艺流程包括清洗制绒、非晶硅沉淀、TCO制备、丝网印刷、测试分选等环节。

降本增效仍然是异质结电池实现产业化推进的重点话题。从提效角度来说，双面微晶、铜电镀、钙钛矿叠层方案是较为明确的提效路径。

金属化降本环节中，设备稳定性不足的痛点尚未解决，相关设备厂商的技术推进将利好异质结产业化。

HJT主要设备技术路线和代表厂商：

此外，BC与钙钛矿技术路线突破迅速。

03

BC电池：性能优异，产业化可期

BC电池是当前各类背接触结构晶硅太阳能电的泛称 ， 主要包括IBC、HBC、TBC、HPBC等。

BC作为一种平台型技术，可与PERC、TOPCon、HJT等主流电池技术结合，获得更高的转换效率。

BC技术路线以电池正面无栅线特点为核心，通过电池内部结构工艺的调整，大幅提升电池的光线吸收和光电转换能力，有效增加组件输出功率，提高发电增益。

BC结构由于正面无遮挡，天然具备效率优势。具体转化效率来看，BC电池的理论转换效率极限为29.1%，略微高于TOPCon的28.7%。

根据TaiyangNews 2023年11月最新发布的全球组件效率排名，搭载BC电池技术的组件在效率端优势显著，其中爱旭股份的ABC白洞、隆基绿能的HI-MO 6分列第 一 、 二 ，Maxeon的Maxeon 6、国电投的ANDROMEDA 3.0位列第四、五，前五名中BC电池组件占据四席。

BC电池结构图：

BC电池工艺复杂、良率低成本高，量产难度大，静待行业扩产。

目前ABC量产良率仅93%，HPBC仅95%，良率低成本高，大规模扩产受到一定限制。而TBC量产工艺与TOPCon结合度高，量产可行性更大。

在单面市场BC存在效率+美观优势，有望率先放量；双面市场随效率提升+双面率优化+成本降低，或进一步打开天花板。

隆基绿能与爱旭股份作为BC方向的龙头率先布局，两家公司分别于2022年11月和2022年6月发布了HPBC与ABC的电池，其余领先企业有技术储备但仍在观望。

隆基绿能目前已投建年产30GW的HPBC电池产能，预计24Q1全面达产，未来的新增产能也将聚焦于BC电池技术。

爱旭股份的ABC项目，珠海6.5GW项目已经完成产能建设，单月排产已经达到约400MW的规模，另外义乌基地15GW ABC电池组件产能正在建设中，建成后公司BC电池组件总产能将达到25GW。

此外，钧达股份预计2024年推出BC产品。相关布局厂商还包括通威股份、普乐科技、晶科能源、天合光能、晶澳科技、东方日升、金阳新能源、金石能源等。

数据来源：海涵财经、隆基绿能、东吴证券

04

钙钛矿：下一代电池方向

钙钛矿电池因电池的光电转换层采用钙钛矿结构材料而得名，其中钙钛矿层发挥核心作用。

钙钛矿太阳能电池是利用钙钛矿结构材料作为吸光材料的太阳能电池，属于第三代薄膜电池的代表，包括单结钙钛矿电池和钙钛矿叠层电池两种类型，具有高能量转化效率、价格低、重量轻、柔性大等特性，目前处于产业化落地初期。

钙钛矿吸光性很强，更容易释放电子。把钙钛矿涂在玻璃或者柔性材料上，只需要0.1-0.5um，就能吸收大部分阳光。而晶硅要想达到同样的效果，至少需要110-150um。

当前晶硅电池效率已经逐步接近理论效率极限29.4%，而钙钛矿单结电池的肖克利-奎伊瑟（S-Q）理论效率极限为33.7%，全钙钛矿叠层电池理论效率可达44%，目前晶硅-钙钛矿叠层电池实验室效率已达33.9%（隆基数据）。

2023年11月3日，据美国国家可再生能源实验室（NREL）最新认证报告显示，隆基绿能自主研发的晶硅-钙钛矿叠层电池效率达到33.9%，这是目前全球晶硅-钙钛矿叠层电池效率的最高纪录。2023年12月，协鑫光电实现36.9cm×55.5cm叠层组件26.34%的转换效率。

钙钛矿生产环节短，投资降本显著。晶硅太阳能电池生产需经过多个环节流转，硅料、硅片、电池、组件四个环节各自有不同厂家，整个生产过程耗时至少3天。钙钛矿电池可以做到在一间工厂内完成全部生产过程，从原料到组件45分钟就可以走完全部流程。

单结钙钛矿仍有渗透空间，叠层钙钛矿或引领下一代技术。

叠层电池将不同带隙宽度的电池组合，对太阳光谱进行分段利用，宽带隙电池吸收短波段太阳光，窄带隙电池吸收长波段太阳光，双结叠层电池理论极限转换效率可以达到45%左右。

晶硅电池具备成熟工艺，具有1.12eV带隙宽度，与钙钛矿叠层时通常作为底电池，而全钙钛矿叠层电池中通常将宽带隙钙钛矿作为顶电池，窄带隙钙钛矿作为底电池。

鉴于钙钛矿生产成本低、光电转换效率高、柔性高等显著优势，多个头部企业已经完成中试线投产，实现钙钛矿0到1突破，并向GW级钙钛矿产线进军。

目前国内已有极电光能、纤纳光能、协鑫光电等多家厂商布局钙钛矿赛道，产业化前景良好。

2023年4月，极电光能宣布吉瓦级产线开工，预计2024年底前搭建完成。

2023年12月，协鑫光电在苏州举行全球首个吉瓦级大规格（2.4米*1.2米）钙钛矿生产基地奠基仪式，进入吉瓦级商业运营新时代。

2023年行业巨头京东方、比亚迪、第一光伏、丰田汽车、中国核电等也纷纷布局钙钛矿电池。

部分头部厂商产能布局：

钙钛矿电池组件生产设备方面，共需要镀膜、激光、涂布、封装四种设备，其中镀膜设备价值量最高。

从目前钙钛矿电池企业产业化情况看，各家公司根据各自材料体系选择不同的钙钛矿薄膜制备路线，狭缝涂布和真空蒸镀为主流的路线。

已有订单的钙钛矿设备企业：包括整线设备厂商（捷佳伟创、京山轻机等）、主流电池片环节渗透率提升的激光设备厂商（大族激光、迈为股份、帝尔激光、杰普特、德龙激光等）、蒸镀设备厂商（京山轻机，子公司晟成与头部钙钛矿企业协鑫绑定较深、奥来德）、涂布设备曼恩斯特；上游原材料包括：TCO玻璃-金晶科技、耀皮玻璃；靶材-隆华科技等。

作为光伏技术变革新方向，钙钛矿的产业化进程不断推进。