光伏行业TOPCON电池专题报道

1、TOPCon电池——新一代电池的主流技术

TOPCon电池是隧道氧化物钝化接触电池。主流TOPCon电池采用N型硅片。首先在电池片背面制备1-2nm的超薄氧化层，然后在氧化层上沉积多晶硅层，再进行退火和晶化以增强钝化效果。

 

TOPCon电池原理：

TOPCon电池的核心结构是由超薄氧化硅层和电池背面的重掺杂多晶硅层组成，它们共同构成了钝化接触结构。超薄氧化层允许许多电子隧道进入多晶硅层，同时阻挡少数电子的复合。然后电子在多晶硅层中横向传输并被金属收集。大大降低了金属接触复合电流，提高了电池的开路电压和短路电流，从而提高了电池效率。

2、TOPCon电池的核心优势

TOPCon电池具有转换效率高、兼容现有PERC产线、电池参数性能优异等优点。目前PERC面临效率提升瓶颈，HJT投资回报周期/成本降低仍需时间优化。TOPCon电池是目前最具发展空间的光伏电池技术之一。

优势一：光电转换效率高，效率提升潜力大。提高 TOPCon 电池效率的潜力巨大。目前TOPCon电池量产效率在24.5%-25%左右，最高实验室效率达到26.1%。TOPCon电池效率提升路径清晰。与28.7%的理论极限效率相比，TOPCon电池的量产效率还有很大的优化空间，效率提升路径更加清晰。

 

优势二： TOPCon电池可基于PERC产线升级，单GW设备投资低于异质结。TOPCon兼容PERC产线，可基于PERC产线进行升级。

优势三：拓普康电池参数表现优异，可提高全循环发电量。双面率高：TOPCon电池双面率可达80%+，PERC双面率70%左右。衰减率低：N型电池硅基体掺磷，无硼氧对形成复合中心电子俘获损失，几乎无光致衰减。TOPCon组件第一年的衰减率约为1%（PERC约为2%），第一年后年均衰减率约为0.4%（PERC约为0.45%）。

3、TOPCon电池溢价开始出现

溢价端：主要由BOS成本摊薄和低衰减带来的发电量增加形成。根据PVInfolink的报价，目前TOPCon电池的价格约为1.41-1.45元/W，高于传统PERC电池，相对于成本的上涨已经开始划算。

• BOS成本摊薄带来的溢价约为0.03元/W；
• 低衰减率带来的发电量增加所产生的溢价。

成本端：主要包括硅成本和非硅成本。目前TOPCon电池成本较PERC高约0.06元/W，主要是银浆消耗和设备折旧。为进一步降低TOPCon电池成本，主要从硅片减薄、银浆消耗、设备折旧、效率提升四个方面入手：

● 硅片：向大尺寸、薄片方向发展。目前用于PERC和TOPCon电池的硅片厚度约为150-155μm，进一步减薄可以降低硅片的成本。

 

● 银浆：与PERC相似，TOPCon电池采用高温银浆，但单片用量在120mg左右，高于PERC，低于HJT。未来，随着多主栅技术的成熟，背面银铝浆、电镀铜等材料的替代，银浆成本将进一步下降。

● 设备折旧：目前TOPCon电池单GW设备投资约180-2.3亿元人民币。未来随着设备效率的提升和核心零部件的国产化，设备价格有望下降，因此设备投资带来的折旧额仍有下降空间。

● 提高转换效率：目前主流的TOPCon电池效率在24.5-25%之间，未来还有很大的提升空间。效率提升路径包括：金属栅线宽优化、金属复合材料改进、尾光吸收优化、钝化优化、金属接触优化、硅片质量等。

4、TOPCon电池设备——多种技术并存

TOPCon电池的制备工艺包括清洗织构、正面扩散硼、去除BSG和背面刻蚀、氧化层钝化触点制备、正面氧化铝沉积、正面和背面氮化硅沉积、丝网印刷、烧结和测试分选。从技术路径来看，LPCVD方式是目前量产的主流工艺，预计未来PECVD路线有望成为新方向。

其中，氧化层钝化结构的制备是TOPCon电池在PERC基础上增加的主要工艺，也是TOPCon电池的核心工艺。工艺路线大致分为三种：

• LPCVD 本征 + 磷膨胀
• PECVD原位掺杂
• PVD原位掺杂

 

总体而言，LPCVD工艺路线成熟度最高，是目前全球光伏电池企业TOPCon电池制备的主流工艺。未来，随着PECVD技术的不断完善和工艺稳定性的不断提高，PECVD由于成本较低，有望逐渐成为主流。LPCVD最早、最成熟，膜质好，产能高，但绕镀问题较严重，石英管等耗材成本较高。

PECVD绕线电镀问题轻微，耗材成本低，无需使用石英管。但目前成膜均匀性不稳定，成膜密度不高。有望受益于技术迭代，成为未来的主流技术。PVD不存在绕镀问题，但设备投资高，成膜质量不稳定，工艺路线有待进一步成熟。

五、TOPCon电池竞争格局

与传统PERC工艺相比，TOPCon电池核心增加了硼扩散，隧道层和p-Poly层的制备，其余基本延续了PERC产线的基本配置。核心增量设备包括扩散炉、激光SE设备、LPCVD/PECVD设备。与PERC相比，TOPCon电池设备的技术壁垒更高，成本优化空间更大。只有装备最好的企业才能最终获胜，行业可能成为几家寡头的竞争格局。

 

• PERC常见的传统设备：包括湿法设备、大部分干法设备、后端金属化设备、自动化设备。
• 制备隧道层和p-Poly层的CVD设备：目前市场产能主要为LPCVD设备，拉普拉斯在LPCVD领域拥有绝对领先的市场份额。2022年下半年开始，TOPCon电池市场拓展开始逐步看到管状三合一PECVD路径的订单。
• 激光SE设备：利用激光的高温将BSG层中的硼源扩散到硅片上形成重掺杂区，公司加速布局。