光伏电池基础知识

光伏电池行业属于光伏产业链的中游，由硅片通过清洗、制绒等步骤加工制成。光伏电池板在光照下产生电压和电流，进而实现光伏发电，本质上类似于低端的半导体制造。

根据原材料和电池制备技术的不同，光伏电池可分为P型电池和N型电池。P型硅片是在硅料中掺杂硼元素制成；N型硅片是在硅材料中掺杂磷元素制成。P型电池制备技术有传统的AL-BSF（铝背场）和PERC技术。N型电池制备技术较多，包括PERT/PERL、TOPCon、IBC和HJT（异质结）等。

我国光伏电池的发展伊始要追溯到20世纪50年代，1958年我国研制出了首块硅单晶，1998年开始算真正意义上关注太阳能发电，当年拟建了一套3MW多晶硅电池及应用系统示范项目。2001年无锡尚德建立10MW太阳能电池生产线获得成功，算是我国在太阳能电池领域正式拉开帷幕。随后经过6年的发展，2007年我国成为了生产太阳能电池最多的国家。

(资料图片仅供参考)

2015年是光伏电池技术变革的元年。2015年前BSF电池是主流，占总市场的90%。2015年PERC完成商业化验证，电池量产效率首次超过BSF瓶颈20%，正式进入扩产阶段。随后的两年，随着PERC技术进步、效率的提升，以及非硅成本下降，PERC电池的经济效益得到了体现。2018年PERC电池市场份额达到了33%，随后产能爆发式增长，到2020年市场份额已提升到了87%，基本已完胜BSF电池，但PERC电池的效率极限在24.5%，目前PERC电池的转换效率已经接近极限了，故为了降本增效，电池企业必须再次谋求技术突破。

2021年是电池技术变革的拐点之年，光伏行业唯一的主旋律就是降本增效，N型电池由于转换效率高，开始逐步登上舞台，被人们所接纳。根据ISFH的数据，PERC、HJT、TOPCon电池的理论极限效率分别为24.5%、27.5%、28.7%。

整体而言，2017年前铝背场BSF电池占主流，2017年至今PERC电池已接近完全替代了铝背场电池。但由于目前PERC电池已逼近理论极限效率24.5%，提升空间有限。2021年后N型电池开始快速发展，其中以TOPCon和HJT两条路线为主导，两者现阶段处于大规模商业化的前期阶段。未来潜在技术路线还包括HBC和钙钛矿叠层电池，这两者相当于与HJT结合后的升级，故转换效率能实现再次飞跃。

电池的种类还是蛮多的。

由于工艺成熟，制作简单，目前基于P型硅片的PERC电池是绝对的主力，占到90%以上。但PERC电池目前已经达到了转换效率的极限，没有什么向上的空间了，而TOPcon技术是基于N型硅片的，理论上限更高（需要说明，在光伏发电效率中1%的提升已经非常巨大了），而且TOPcon电池工艺与PERC的工艺比较相似，只需要在原来的产线上稍作改进就可以，因此TOPcon技术非常容易被接受而且发展顺利，现在的成本已经做到可以打平PERC电池了。

相比之下，同为N型硅片的电池技术，HJT在工艺上是完全不同的一条路线，他有着更高的理论转化效率，也正因此，HJT被认为是终极技术路线，而TOPcon只是过度技术，尽管现在HJT的成本还是比较高，设备也比较贵，但它有清晰的降本路线，并在按照预期进展中。

上面这些都捋清楚了，那市场上发生的很多事就自然理解了，比如

1、上图中可以看出TOPcon电池突然爆发，主要是从原先的PERC产线可以迅速改装，非常有优势，晶科能源、钧达股份、中来股份是主要推手。

2、尽管目前认为TOPcon只是一种过度技术，但未来两年会大量取代PERC电池，进入爆发期，即便看到2030年也都还是在增长的。

3、HJT的主要推手有隆基、通威、东方日升、金刚玻璃，在降本方面进展也算顺利，尤其是前一段时间金刚玻璃、华晟、迈为接连公布的HJT性能超预期，降本也超预期。

4、尽管市场主流观点认为HJT是终极路线，但未来很长一段时间HJT、TOPcon、PERC以及其他多种电池技术都是共存的，HJT要看降本速度是否能更加超预期，能否尽早铺开产能，HJT可能和TOPcon形成一定的跷跷板效应。

5、设备方面TOPcon设备代表捷佳伟创估值远低于HJT设备的迈为股份，一方面TOPcon很多是在原有产线上改造的，而且TOPcon设备的价值量本身就比HJT的价值量低很多，再加上TOPcon毕竟是过度技术，增速只会越来越慢。

6、最后说一下IBC。IBC中文叫交叉指式背接触电池，关键就在于“背接触”三个字。一般来说光伏电池肯定是一面正极一面负极，而IBC在设计时让正负极不相接触地排布在背面，这就意味着正面没有栅线遮挡，入射光效率更高，当然设计难度也更高。

关键词： 转换效率 太阳能电池 金刚玻璃