光伏技术迭代前线：揭秘HJT、BC与钙钛矿电池的未来战场

1. TOPCon电池步入推广红利期，多路线并存加速差异化竞争

在过去的几十年里，晶硅电池一直是光伏市场的主导技术，因其成熟的生产工艺、较高的能效比和相对较长的使用寿命而受到青睐。晶硅电池主要包括单晶硅和多晶硅两种类型，其中单晶硅电池以其更高的效率和稳定性占据了技术高地。

2023年，光伏全产业链各环节围绕N型电池技术开启了新一轮的产能扩张周期。而TOPCon技术路线由于性价比优秀、生产技术成熟等原因，率先实现大规模量产，步入推广红利期。据统计，TOPCon电池组件在目前的招标中已经占据七成的份额，将逐步取代P型的PERC组件。

与此同时，新兴的光伏技术，如异质结（HJT）、背接触（BC）和钙钛矿太阳能电池，也正在快速发展。HJT电池通过在传统硅电池的基础上增加非晶硅层来提高效率，而BC电池通过将所有的电极布置在电池的背面来减少正面的遮挡，从而提高光电转换效率。钙钛矿太阳能电池则因其低成本和高效率的潜力成为研究的热点，尽管其稳定性和环境影响仍然是需要克服的挑战。据统计，截至2023年底，TOPCon/HJT/BC电池的名义产能将达到684/51/58GW，而钙钛矿电池2023年的规划产能为5.5GW。

除钙钛矿电池外，新型电池的光电转换效率均高于传统PERC电池。其中，BC电池当前量产效率最高，可达26.5%，并且理论效率最高，提升空间较大。

2. HJT电池受产线不兼容制约，规模化进程相对缓慢

核心原理：

HJT电池的核心原理在于它采用了异质结构，即在传统的晶体硅（c-Si）基础上，两侧分别镀上一层n型和p型的非晶硅（a-Si:H）。这种结构的关键在于非晶硅层能有效地钝化晶体硅表面的缺陷，减少电子-空穴复合，提高电池的开路电压和填充因子，从而实现高效率的光电转换。非晶硅层的引入不仅提高了电池的性能，也允许在较低的温度下进行电池的生产，有助于保护硅片不受高温损伤，但同时也带来了更高的制造成本和技术难度。

主要特征：

（1）光电转换效率较高：据隆基在2023年5月最新的理论更新，基于纳米晶化工艺的HJT理论极限效率可达29.2%，高于基于双面Poly路线TOPCon的28.7%；

（2）高温环境下更稳定：HJT电池的温度系数要优于PERC电池和TOPCon电池，目前常规PERC电池温度系数为-0.45%~-0.3%/℃，TOPCon电池温度系数一般为-0.29%~-0.28%/℃，HJT电池温度系数为-0.25%~-0.2%/℃。在高温的环境下，HJT电池的发电量更大，拥有更好的发电性能；

（3）流程工艺较少：HJT电池工艺主要包括4个环节：制绒、非晶硅沉积、TCO沉积、丝网印刷，远少于PERC（10个）和TOPCON （12-13个）的工艺流程，降本空间大，产品良率高。

（4）产线与原P型电池不兼容：产线不兼容是当前HJT电池市占率远不如TOPCon的核心原因，不能像TOPCon电池一样由PERC产线直接转化；

（5）银浆成本较高：据Solarzoom测算，截至23年9月，HJT非硅成本已达到0.22元/W，高于PERC电池片约0.09 元/W，硅成本低于PERC约0.025元/W，单瓦综合成本仅高0.07元/W。低温银浆是非硅成本中的大头，约占35%。

当前情况：

去银化是HJT降本的重要突破口，包括使用银包铜等新型复合材料或使用电镀铜代替低温银浆。24年1月末，东方日升宣布成功降低异质结伏曦组件纯银用量，达到了每瓦小于7mg的领先水平，显著优于PERC(约7.82mg/w)和TOPCona(约10.24mg/w)。

HJT生产成本较高的痛点还在于产线与原PERC电池不兼容，设备的性能要求远高于TOPCon电池，投资额较大，产生的折旧费用导致HJT电池生产成本较高。

此外，作为N型电池的两大竞争对手，HJT电池与TOPCon电池的差异化并不明显，存在一定程度上的同质化竞争，且需要额外的投资和尚在探索的降本路径，种种原因导致HJT电池目前的名义产能远低于TOPCon电池，且低于BC电池。

3. 爱旭、隆基领衔xBC电池，高端市场存在溢价空间，24年有望突破成本限制

核心原理：

xBC电池的核心原理在于通过将所有电子接触点移至电池的背面，从而避免了正面电极遮挡光线的问题。这种设计通常在背面采用交错的正负电极布局，即所谓的"背面交错接触"（Interdigitated Back Contact, IBC），能够有效减少电池内部电阻、增大受光面积，从而提高电池的光电转换效率。

主要特征：

（1）BC技术本身是一种平台型技术，该技术并非对于传统工艺结构（如PN结或钝化结构）的突破。它主要起修饰作用，能与不同类型的电池如PERC、TOPCon和HJT结合，分别形成PBC、TBC和HBC电池；

（2）BC技术通过将正面的栅线以特定结构转移到背面，增大了正面受光面积，实现了正面效率的提升（约0.5-0.75%）；

（3）BC技术理论上以牺牲双面使用效率为代价（低于50%），但23年底爱旭股份已发布双面率70%、适用于集中式电站的BC组件最新产品；

（4）BC电池是目前唯一一种正面没有栅线的太阳能电池，非常适用于美观性要求高的场景，如户用、商用以及海外市场等等；

（5）生产流程长、部分工艺难导致设备投资额大以及良率低是BC电池的行业痛点，使它更多地被视为高端市场的特别选择，存在一定溢价空间，但目前市场份额较小。

前沿应用：

爱旭股份和隆基绿能是着力布局BC电池的两家龙头厂商。根据TaiyangNews的组件效率排行，爱旭股份的ABC电池组件凭借24.0%的转换效率已经连续霸榜1年，隆基绿能的HPBC电池组件凭借23.2%的转换效率紧随其后。TaiyangNews是业内认可度较高的第三方平台，仅收录组件厂商自主研发、且已量产出货的产品，参考性较高。

BC组件的良率是被诟病的主要因素。据公司口径，爱旭ABC组件良率在98%-98.5%之间，隆基HPBC组件良率在95%，而TOPCon组件的良率为99%以上。此外，23年下半年有消息显示，实际BC产品的良率不到90%。

由于拥有较长的产线和较低的良率，导致BC组件的生产成本较高。据了解，BC电池成本高出TOPCon电池0.1元/瓦以上，而BC组件的成本约为TOPCon组件成本的两倍。

23年8月，爱旭股份发布半年报称，公司ABC组件已实现部分销售，平均单瓦不含税收入约2.20元。换算可得爱旭股份ABC组件的含税价格约为2.486元/瓦，而23年上半年单面单玻TOPCon组件的平均价格约为1.7元/瓦，差价约为0.8元/瓦。

长远来看，爱旭股份发布的N型ABC组件拥有更低的功率衰减，25年的功率为90.6%、30年的功率为88.85%，远高于常规PERC单玻组件，更适用于更换存在困难的高端市场分布式场景。

2023年隆基绿能半年度业绩说明会上，董事长钟宝申公开表示：“未来5-6年，BC类电池将会是主流”。同时，爱旭股份23年中报表示：“公司力争2024年6月ABC电池及组件成本和TOPCon打平”。成本问题是BC组件的核心痛点，成本限制突破意味着BC组件将强势进军全球的光伏市场，特别是分布式光伏市场。未来半年内可关注爱旭股份23年报和24年中报的信息，及时了解BC组件的最新动态。

4. 钙钛矿叠层电池提升未来光电转换效率天花板，产业化探索加速

核心原理：

使用钙钛矿结构的材料作为光吸收层，这种材料能够高效地吸收太阳光并将其转换为电能。钙钛矿材料具有宽的吸收光谱、高的载流子迁移率和可调的带隙，这使得钙钛矿电池能够实现较高的光电转换效率。此外，钙钛矿电池可以通过低成本的溶液加工方法制造，为降低生产成本提供了可能。

主要特征：

（1）物理性能较好：不同于传统晶硅电池，钙钛矿电池拥有薄膜电池的一系列物理优点，质量轻、厚度薄、可弯曲、透明性好等等；

（2）理论效率极限更高：单结钙钛矿电池理论转化率为31-33％，多结钙钛矿电池理论转化率可达50%以上，而晶硅太阳能电池理论转化率仅为29.4%；

（3）量产成本更低：钙钛矿电池产业链明显缩短，由原材料到组件仅需45分钟，而晶硅电池需要分别经过硅料—硅片—电池—组件四大流程，完成至少需要三天；同时，钙钛矿相对于硅料，地球储量更丰富且制备过程能耗更低；预计远期钙钛矿电池的成本将在0.4-0.5元/瓦，是传统晶硅电池的一；

（4）使用寿命较短：不足的是，钙钛矿电池稳定性较低，寿命较短；目前钙钛矿电池的持续光照实验最长达到 10000h，按每天受光照6小时计算，仅供使用4.5年，与晶硅电池的25年寿命相比明显不足；

（5）当前转换效率较低：23年11月，协鑫光电宣布推出的1×2平方米钙钛矿单结组件效率达到18.04%，极电光能1.2x0.6平方米商用尺寸钙钛矿组件全面积效率达到18.2%；23年12月，协鑫光电再次发布在369mm×555mm尺寸的钙钛矿组件，效率达到26.34%；相较于传统晶硅电池组件25%以上的转换效率，当前钙钛矿电池组件在尺寸和转换效率尚未达到商业化起点。

发展方向：

钙钛矿-晶硅叠层电池是以晶硅电池为底电池，在此基础上沉积钙钛矿作为顶电池，是业界认为未来产业化发展的重要方向。当前钙钛矿-HJT叠层电池的最高认证效率为31.3%，钙钛矿-TOPCon为28.2%。HJT电池由于自身非晶硅层的存在，与钙钛矿适配度更高且本身性能更好。

辅材方面，钙钛矿通常采用POE胶膜而非EVA胶膜封装。主要原因在于钙钛矿较为敏感，EVA胶膜的水汽透过率较高且会分解产生醋酸，需要更高性能稳定的POE胶膜。而薄膜电池的光伏玻璃需要承担载体、透光、导电三大功能，目前满足要求的TCO玻璃的核心技术世界上只有少数光伏玻璃企业掌握，其中包括国内的金晶科技和耀皮玻璃。不同于传统晶硅电池，TCO玻璃的成本在整个薄膜电池组件中占据接近三成（若加上背板则占据五成以上），TCO光伏玻璃企业拥有较强的议价权。

当前情况：

产能方面，协鑫、极电、纤纳三条GW级产线均已开工，24-25年有望陆续投产落地。23年4月，极电光能全球首条1GW钙钛矿光伏生产线开工，预计2024年竣工；纤纳光电产线建设已启动，一期1GW将在2024年下半年建成；23年12月，协鑫光电全球首个GW级大规格的商用钙钛矿叠层组件项目开工，分两期建设2GW产能，一期24年10月设备搬入，25年年中产线跑通。

过去一年，钙钛矿产业化尚处于从0到1的阶段。核心痛点非常突出，分别是实际转换效率、组件尺寸和更换周期。2024年能否顺利完成过渡，仍需要实践层面的长期数据支撑。良好的电站实证数据依靠钙钛矿材料的稳定性、大面积组件的转换效率、制造端总成本、钙钛矿整线量产能力、钙钛矿电池更换周期等因素的共同推动，有待后续追踪。

5. 小结

TOPCon、HJT、BC、钙钛矿电池虽然在当前时期受到较大关注，但由于它们各自所处的发展阶段不同、定位性质不同，并不能将它们进行同台比较。

各自来看，PERC、TOPCon、HJT都是从改善钝化工艺减少电学损失角度出发提高电池极限转换效率，是竞争性的替代关系。目前TOPCon和HJT电池取代传统PERC电池已经是大势所趋，而HJT由于差异化不明显但需要额外的投资和降本过程，在当前市场占据份额较小。预计在24-25年，TOPCon电池将成为光伏市场的核心主流，HJT电池仍将占据10%左右的市场份额。

BC电池通过增加光照面积减少光学损失角度出发提高电池极限转换效率，和其他电池之间不存在替代关系。目前由爱旭股份领衔已经进入了实际交付使用阶段，其核心竞争力在于高效性和美观性，差异化明显，受到海外高端分布式市场的青睐。后期可重点关注爱旭股份23年年报及24年中报，及时跟进爱旭股份ABC产品的降本动态。

钙钛矿电池则尚处于量产前夜，并未接受大规模的实际应用考验，预计在24年内不会出现较大变动。然而，钙钛矿叠层电池效率激增，为未来光伏发展提供了重要方向，钙钛矿+HJT电池成为当前光伏组件最高效的解决方案。另一方面来看，钙钛矿叠层电池或许才是HJT电池的先决条件，才能******程度发挥HJT电池的效率优势。

总之，“降本”和“增效”是太阳能光伏电池技术的永恒主题。TOPCon电池作为折中且“无缝衔接”的全新一代，在23年下半年N/P转换的过程中走向顶峰。今后，光伏组件的技术迭代依然存在，我们将始终对新型光伏组件保持关注。

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