一、 三种电池技术潜力对比

现在为止有3种技术路线，PERC电池是占90%及以上的最主流的技术路线，TOPCon和HJT都在上升期。

最高理论效率：

PERC电池是24.5%；

TOPCon分成两种，一个是单面（只有背表面做多晶硅钝化）27.1%，双面TOPCon（前表面也做多晶硅）28.7%；

HJT双面28.5%。

最高实验室效率：

PERC是24%；

TOPCon是26%，是德国4厘米的小面积实验室记录，大面积来看晶科商业化最高效率是25.4%；

HJT是隆基M6商业化达到26.3%。

产线名义效率（为产线自己宣传报告，可能有些因素未考虑在内）：

PERC是23%；TOPCon是24.5%；HJT是24.5%。

根据市场上组件功率来推测，有时候说测试效率很高，但是做成组件功率不是很高。一种可能就是CTM低，还有效率虚高。

我们如果从CTM=100%反推电池效率，拿M6电池72片来看，不同尺寸硅片不太一样，PERC是22.8%，TOPCon是23.71%，HJT是24.06%，其实真正反映真实从组件端观察的效率。

产线良率：TOPCon是98.5%，现在各个企业播报的差别比较大，从90-95%之间都有宣布；HJT大概98%。

工序数量：PERC是11道工序；TOPCon是12道工序；HJT是7道工序，常规是5道工序，如果做得好，加上前清洗和吸杂就是7道。

薄片适用性：

PERC是160-180μm，大尺寸硅片182/210还是170-180μm。小尺寸能做到160μm；

TOPCon和PERC很相似，160-180μm；

HJT大规模应用150μm，做到130μm没什么问题，往120μm也有企业宣布但是挑战性比较大，但是未来机械手改进后会适应。

硅片尺寸：都是全尺寸，只是根据市场端需求。TOPCon做到210很困难，因为高温制程太多。

兼容性：TOPCon和PERC兼容性是主要部分兼容，就是加了两三台设备。HJT基本不兼容。

设备投资：PERC是1.8亿/GW，TOPCon是2.5亿/GW，HJT是3.5亿/GW。

组件价格：市面上PERC按100%，TOPCon有5%的溢价，HJT有10%溢价。

技术拓展性：

现阶段双面PERC，TOPCon能产业化的是单面，我们按照严格CTM100，主要是23.7%-24%之间；

双面非晶HJT大规模量产的是24.3%，反推等效效率24%左右。下一阶段HJT2.0可以到25%，3.0到25.5%。

TOPCon有些企业宣称今年24.5%，明年25%，后年25.5%，从技术来讲，提高效率不是在产线上积累效率就能提高，而是必须有技术设计才有提高。

TOPCon想再提高，如果只是在背表面钝化难度是比较大的，有可能双面钝化，双面钝化前表面也做要做厚，是不可能的，因为吸光太严重了，有一种设想是前表面做的很薄，导电性很差后用ITO，金属浆料不烧进去，可以进一步做双面钝化，所谓POLO电池在海外并不成功，由荷兰还是德国的研究所做的，最高效率只有22.5%。

另外一种可能是背面做完钝化后，正表面做局部钝化，不做全表面钝化的原因是多晶硅做的很厚会有比较大的损失，光的吸收损失很大，在有光没电极的地方要去掉，有电极不受光照的地方可以做，要局部的多晶硅钝化膜，难度很大，到目前为止在任何实验室和中试线还没有这种电池被做出来。

这只是设计，模型样品没有出来，所以做出来是什么状态没法验证。现在只有HJT技术发展的提效路径最明确。

我要提醒一个点是，从隆基2021年发表结果看，双面TOPCon都用多晶钝化是28.7%，如果只有背表面钝化，另外表面是P+电极，只有27.1%。单面理论极限效率比28.7%低。

为什么隆基发表的效率比德国的高，因为隆基新发表的是基于他自己25.1%的新钝化膜机制所导致的接触电阻下降，提升理论效率。

现在关注HJT技术路线，HJT三个技术路线，这个是全非晶，24.3%，已经大规模量产。

单面微晶（前表面微晶二氧化硅）25%，都中试了。

产业化实施是100%全是HJT2.0，华晟初步结果是效率能提升到25.5%-25.6%，还有提升空间，因为还在刚开始调试。

今年产业预期很明显，年底HJT效率是25%，而且通威等企业都在原有的生产线上改造成HJT2.0。

HJT3.0就是背表面做纳米晶硅，难度更大但是完全可以在实验室实施，华晟在做这方面工作，在试验线上导入HJT，背表面微晶硅。

2021年HJT提效非常明显，迈为、华晟、隆基等企业9次打破世界纪录，所以这么大量打破世界纪录表现技术相对成熟。

TOPCon在2021年也不错，不仅是像德国4cm小片不断创造纪录，在国内的大面积商用硅片上也不断创新，中来和晶科也打破了大面积尺寸的效率世界纪录，达到25.4%。

2021年确实在TOPCon电池技术上有很大进步。主要电流现在提升的很明显，但是我们说TOPCon有个问题，如果只做单面，是德国人在报道上做的设计，但N型硅片的其实就这两个，国内都是TOPCon开始产业化了，但是POLO二次方背结技术，就是N型双面TOPCon，理论效率比较高但是做起来的工艺难度很大，只是设想，并没有实验室结果。

如果产线上这个做出来效率会进一步提升，难度很大，还会进一步增加成本。

PERC到2019年1月份从隆基在当时打破新世界纪录24.06%，后面4年没有创造新世界纪录，说明这种电池处于瓶颈，理论效率只有24.5%，实际上效率24点几%已经在实验室做很多功夫了，现在产线也就23%左右，说明PERC电池已经没有太多上升空间了。

二、 三种电池的技术难点

技术难点：

PERC工序10/11步，比如两次激光，一次扩磷，双面镀膜；

TOPCon加镀二氧化硅和多晶硅工艺，前面还要扩硼，但是没有激光开口，还有湿法；

HJT其实原来只是从清洗，双面镀微晶硅或者非晶硅，然后做ITO，再丝印烧结。以前很简单，只有4步，但是现在硅片还需要吸杂，以前都是低温过程，如果硅片不好，杂质多会影响效率，要清洗和吸杂（跟扩磷差不多），所以就变成8步。

TOPCon其实有很多企业也不太说，第一大难点是扩硼，第二大是LPCVD，单面镀背面绕镀比较严重，良率不高。

双面扩了之后这个问题基本解决，但是LPCVD还有很多问题，管壁上镀很快，150nm的东西做10炉1.5um，很快镀在管壁上，管壁要经常清洗，但是低压过程的LPCVD要层压，需要厚的石英管，同时也要清洗，这个问题比较大。

现在用双套管，外面层压，里面承接镀的那层膜，经常拿出去清洗，虽然这样比较好，但是又费了一些手续，所谓开机率会受影响，因为需要维护。

实际扩硼本身很难的一件事情。工艺步骤比较长，导致良率损失比较大，还有一些可能的潜在的造成良率和产线波动问题，扩散烧穿和银浆烧穿多晶硅膜造成钝化破坏，还有高温过程导致硅片损伤；

HJT难点一个是PECVD保持净化，要求接近半导体工艺，比TOPCon扩散之前纯度要求严格，还有HJT2.0和3.0之后，因为氢稀释率加大以后需要加快沉积速率，要导入高频，会导致均匀性下降。

另外还有成本问题，如何让银浆用量下降，电池稳定性又进一步提升。

成本难点：

TOPCon也有痛点，一个是良率比较低，另外就是CTM。良率低增加成本，CTM比较低/和实际组件功率有明显差。

效率提升难度也比较大，未来上升空间没有太多，因为设备维护频率比较高；

HJT在成本难点是浆料耗量比较大，一个是量如何降低，还有价格如何降低，此外CTM也比较低。微晶制备要求也是，影响成本和技术。

工艺过程：

很多人让我列成本分拆，其实我认为分拆成本意义不是很大，你看降本要看逻辑，也就是降本靠什么逻辑。

比较这三个工艺过程，比如比较这三个有多少高温。

PERC有3个高温过程，一个扩磷850℃，两个镀膜400-450℃，烧结800℃。

TOPCon高温过程有扩硼1100-1300℃，扩磷850℃，LPCVD700-800℃，两个镀膜450℃，烧结800℃，高温过程很多，热负荷很高，能耗和成本也很高。

光从材料和设备投资方面看不出来，但是其实从电费来看，最起码比PERC高。HJT如果不吸杂，其实就是200℃，PE200℃，烧结200℃，PVD170℃。所以它是非常低温的，低温时间也不长，因为镀膜时间非常短，经常镀2nm、3nm、10nm这样的薄度。

但是浸出时间比较长，浸出一个载板从头到尾8min。一个载板的量比一个管式PECVD少，管式PECVD扩散是2400℃或者1200℃，而一个载板12*12=144走得快但是量也少。

这是有一定可比性的，总之温度是比较低。但是如果做快速磷吸杂，工艺可以达到1000℃，但是持续时间短，只有1min，整个热负荷远低于TOPCon。

我们再看湿法过程：PERC是3次，TOPCon5次，HJT原来没有吸杂就只有一次制绒，只有一台设备，很简单。

如果有吸杂，在吸杂之前要洗/去损伤，后面有个制绒，湿法过程非常短。

真空过程PERC有扩磷和两次PECVD，也都是真空的，但真空度要求比较低，杆泵就够。

TOPCon真空度就比较高，扩磷、扩硼、LPCVD和PECVD各2次，真空度要求不高，5次真空杆泵就够。

HJT有两次，一次是PECVD，一次是PVD，PVD要求真空度比较高，用的是分子泵，所以这个在真空的要求上会比较费能量。

整个工艺过程就看现在的成本和未来降本过程来看，会由于工艺简单所导致的各种能耗和损耗低很多。

原标题：PERC、TOPCon、HJT：三种技术性能、成本、工艺对比！