太阳能电池片行业基本情况
思瀚产业研究院    2022-12-20

太阳能电池片技术的发展对光伏设备技术提升和应用拓展有重要推动作用。

从太阳能电池片的生产技术来看，近几年可分为三个阶段：

第一个阶段是2015 年以前，光伏电池市场主要采取多晶 Al-BSF 技术，单晶 PERC 电池处于技术验证阶段，以试验产能为主，增长迅速但总量较小，随着单晶 PERC 电池成功量产，其商业化的可行性得到确认；

第二阶段是 2015-2017年，单晶 PERC电池投资吸引力凸显，国内厂商开始加码 PERC 电池生产，但从整个光伏电池市场来看，主要还是采取多晶 Al-BSF 技术，Al-BSF 技术电池因性能稳定，生产成本较低，此阶段仍占据着市场主要份额；

第三阶段是 2018 年至今，PERC电池产能实现爆发式增长，根据中国光伏行业协会的统计数据，2019 年至 2021年的新建量产产线以 PERC 电池产线为主，PERC 电池片在 2021 年的市场占比进一步提升至 91.2%。

太阳能电池片技术路线主要包括铝背场电池（Al-BSF）、PERC、TOPCon、异质结（HJT）、背接触（IBC）及钙钛矿等。P 型电池以 P 型硅片为原材料，技术路线包括传统的铝背场技术以及目前非常成熟的 PERC 技术；N 型电池以 N 型硅片为原材料，技术路线包括 TOPCon、HJT 等，近年来已有厂商陆续开始布局，属于下一代高效电池技术路线的潜在方向，而 IBC 和钙钛矿为未来技术，尚处于实验和验证阶段。

A、Al-BSF技术

Al-BSF 电池是指在晶硅太阳能电池 P-N 结制备完成后，通过在硅片的背光面沉积一层铝膜，制备 P+层，从而形成铝背场。其既可以减少少数载流子在背面复合的概率，同时也可以作为背面的金属电极，因此能够提升太阳能电池的转换效率。

B、PERC 技术

PERC 技术采用的是在现有 Al-BSF 工艺上增加背面介质钝化层然后用激光在背表面进行打孔或开槽露出硅基体。背面介质钝化层通过背面钝化工艺是在硅片背面沉积 Al2O3和 SiNX，Al2O3由于具备较高的负电荷密度，可以对 P型表面提供良好的钝化，SiNX 主要作用是保护背部钝化膜，并保证电池正面的光学性能。背面钝化可实现两点价值，一是显著降低背表面少数载流子的复合速度，从而提高少子的寿命，增加电池开路电压；二是在背表面形成良好的内反射机制，增加光吸收的几率，减少光损失。由于 PERC 电池具有结构简单、工艺流程短、设备成熟度高等优点，已经替代 Al-BSF电池并成为成熟电池工艺。

C、TOPCon 技术

TOPCon 是一种基于选择性载流子原理的隧穿氧化层钝化接触电池技术，与常规电池最大的不同在于，其在电池的背面采用了接触钝化技术，结构包括超薄二氧化硅隧穿层和掺杂多晶硅层（晶硅基底与掺杂多晶硅在背面形成异质结），二者共同形成了钝化接触结构，为电池的背面提供了优异的表面钝化。

TOPCon 电池制备过程较 PERC 电池要复杂，但我国光伏企业在 TOPCon 电池技术上已取得一定积累，很多量产工艺瓶颈和设备瓶颈也获得了突破，未来存在将 TOPCon 技术与 IBC 技术相融合升级为 TBC 电池的可能性。目前布局TOPCon 电池的国内厂商包括通威太阳能、隆基股份、泰州中来、晶科能源及晶澳太阳能等，公司供应 TOPCon 产线的设备已批量发货。

D、HJT技术

HJT 技术即异质结太阳能电池，电池片中同时存在晶体和非晶体级别的硅，非晶硅的存在能够更好地实现钝化。HJT 电池的制备工艺步骤简单，且工艺温度较低，可避免高温工艺对硅片的损伤，并有效降低排放，但是工艺难度大，且产线与传统电池技术不兼容，需要重新购置主要生产设备，产线投资规模较大。目前异质结电池市场渗透率相对较低，仅在部分企业中实现小规模量产。

E、IBC 技术

IBC 电池最大的特点是 P-N 结和金属接触都处于电池的背面，正面没有金属电极遮挡的影响，因此具有更高的短路电流，同时背面可以容许较宽的金属栅线来降低串联电阻从而提高填充因子，加上电池前表面场以及良好钝化作用带来的开路电压增益，使得这种正面无遮挡的电池就拥有了高转换效率。相比于 PERC、TOPCon 和 HJT，IBC 电池的工艺流程和设备要复杂很多，并且投资较高，国内尚未实现大规模量产。

F、钙钛矿

钙钛矿太阳能电池是以钙钛矿晶体为吸光材料的一种新型太阳能电池技术。与其它太阳能电池材料相比，有机无机杂化钙钛矿材料的吸光系数高、载流子传输距离长、缺陷容忍度高、带隙可调，非常适合制备高效太阳能电池。但由于电池本身受温度及湿度影响，化学键合作用弱，易形变，光致衰退明显，因此稳定性问题仍未解决，尚处于小规模试验阶段。