HJT異質(zhì)結(jié)對比 PERC 和 TOPCon的優(yōu)勢

HJT優(yōu)勢對比

相較 PERC 和 TOPCon，HJT 電池具備七大明顯的優(yōu)勢，主要內(nèi)容如下：
(1)生產(chǎn)工藝流程短→更高良率和更低人工、運(yùn)維成本：HJT 的核心工藝流程僅有 4 步，即清洗制絨、非晶硅薄膜沉積、TCO 膜沉積、金屬電極化，相較 PERC 和 TOPCon 電池大幅簡化。較短的工藝流程有助于提升生產(chǎn)良品率，同時可降低人工、運(yùn)維等成本。
(2)采用低溫工藝→更小熱損傷：HJT 全程在 200℃以下的環(huán)境中制成，對比之下 PERC 擴(kuò) 磷環(huán)節(jié)溫度需高于 850℃，TOPCon 擴(kuò)硼環(huán)節(jié)溫度則在 1100℃以上。低溫工藝有助于減少 硅片制備過程中的熱損傷并節(jié)約燃料。
(3)雙面率高→更高發(fā)電量：HJT 電池為雙面對稱結(jié)構(gòu)，電池雙面率最高可達(dá) 90%；而 PERC 和 TOPCon 在制備過程中均需要對硅片進(jìn)行背面拋光，雙面率最高僅可達(dá)到 75%和 85%。更高的雙面率可以提升 HJT 背面發(fā)電量。
(4)溫度系數(shù)低→更高發(fā)電量：HJT 的溫度系數(shù)為-0.24％/℃，比 PERC( -0.35％/℃)和 (TOPCon -0.30％/℃ )更低，因此，HJT 在高溫環(huán)境下的能耗損失更少，發(fā)電量更高。
(5)衰減率低→更高發(fā)電量：HJT 的首次衰減為 1%、線性衰減為 0.25%，低于 PERC 和 TOPCon，這主要是由于 HJT 無 PID 和 LID 效應(yīng)，在 25 年的長生命周期內(nèi)，HJT 發(fā)電更高。
(6)更適合鈣鈦礦疊層→提效潛力更大：HJT 電池主要吸收紅外光，而鈣鈦礦電池對短波到 可見光波長的光波利用率較高，兩者疊層完成了吸收光譜的“兼收并蓄”，能夠打開理論轉(zhuǎn)換效率的天花板。
(7)更易實(shí)現(xiàn)薄片化→降本空間更大：HJT 的雙面對稱結(jié)構(gòu)，降低了硅片的機(jī)械應(yīng)力，提高 了制備過程的整片率；低溫工藝亦減少了硅片受熱發(fā)生翹曲的可能，更有利于薄片化的進(jìn)行。
TOPCon 技術(shù)工藝

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1、TOPCon技術(shù)：TOPCon采用背面氧化層+摻雜多晶硅的復(fù)合結(jié)構(gòu)，形成良好的鈍化接觸，全面提升電池的性能。

2、TOPCon工藝流程：

3、原位摻雜和非原位摻雜：兩種選擇對性能差異不大，但從摻雜之后的后續(xù)處理問題來看，目前原位摻雜是比較折中的選則，是最容易量產(chǎn)、最穩(wěn)定的選擇，可控性較好。

4、PE和LP：PE路線有先天性問題，體現(xiàn)不出TOPCon的優(yōu)勢。Poly沉積快，致密性很差， 用PE做的電池效率低。從量產(chǎn)角度看，LP已經(jīng)滿足需求，后續(xù)LP將是主流。

5、N型和P型技術(shù)路徑和難度對比：P型做TOPCon容易很多，但效率提升不太明顯，僅比P型PERC效率高0.5pct左右。這主要是載流子的問題，P型的載流子是空穴，躍遷相對比較難，而N型的載流子是電子，所以目前主流選擇N型。

6、TOPCon和IBC結(jié)合的可行性：N型硅片具有先天性優(yōu)勢，TOPCon技術(shù)是可以和HJT和IBC技術(shù)融合的，但是目前TOPCon尚且處于能做的階段，而不是技術(shù)很好的階段。

TOPCon與PERC對比
優(yōu)勢：

效率高：TOPCon目前量產(chǎn)效率最高的廠家效率高達(dá)24.8%，當(dāng)前主流的PERC是23.2%，TOPCon高1.6個百分點(diǎn)。預(yù)計到2023年下半年，TOPCon可以達(dá)到 26.8%，PERC的效率在23.5%左右，效率差能達(dá)到3.3個百分點(diǎn)。

衰減低：一方面，TOPCon電池沒有掉檔的情況，而PERC電池目前的測試效率經(jīng)一段時間后復(fù)測效率掉1～2個檔；另一方面，對于組件端，TOPCon發(fā)電功率不存在衰減，PERC首年有接近8%的功率衰減。?

長波響應(yīng)好：PERC只是對短波響應(yīng)好，TOPCon不管是長波還是短波響應(yīng)都很好。TOPCon不受天氣影響，發(fā)電量持續(xù)保障，而PERC發(fā)電量受天氣影響嚴(yán)重。

劣勢：

固定投資高：TOPCon設(shè)備投資2億元/GW，而PERC是1.2億元/GW。

工藝復(fù)雜：TOPCon工藝是12步，而PERC是11步，TOPCon新增三道工序，刪掉了兩道工 序，調(diào)整了一道工序，但它新增的幾道工序都是比較復(fù)雜難以控制的。

非硅成本高：目前來看TOPCon非硅成本是0.26-0.27元/W，PERC是在0.2元/W 左右，TOPCon比PERC高30%，預(yù)期最終兩者成本均有所降低后TOPCon成本比PERC高20%。

TOPCon與HJT對比

優(yōu)勢：

技術(shù)成熟，兼容性好：TOPCon的技術(shù)相對成熟，兼容性好，12道工序中有8道工序和PERC完全一樣，新增的三道工序里面，設(shè)計的操作、工藝窗口、參數(shù)設(shè)置等與原有的PERC近似度非常高。

車間投資低：TOPCon設(shè)備投資2億元/GW，而HJT目前來看要做到3～3.5億元/GW。

量產(chǎn)性好：TOPCon的操作員工和工藝設(shè)備都可以直接從PERC原有車間無縫銜接，不需要做額外培訓(xùn)和技能升級。

效率高：目前TOPCon比HJT效率高0.4pct，預(yù)計到2023年效率差可能還會拉大。

非硅成本低：TOPCon是0.26-0.27元，而HJT目前是0.33元。

電池?zé)o衰減：TOPCon不管是電池端還是組件都沒有衰減，但是HJT因為使用低溫凝膠，效率逐漸衰減。

劣勢：

工藝流程長：TOPCon有12步，而HJT只有5步（清洗制絨、摻雜晶體硅、導(dǎo)電膜、絲網(wǎng)印刷、測試分選）。工序流程越長，意味著設(shè)備對應(yīng)的人員、工藝復(fù)雜度等增加很多。?

車間占用面積大：工藝流程長造成需要的設(shè)備多，土地占用面積大，同時整個工程車間的設(shè)備動力成本等也會相應(yīng)增加。

硅片厚度降低幅度?。?/span>PERC的硅片厚度在170～175μm之間（如果減薄太多，鋁背廠的應(yīng)力將導(dǎo)致硅片強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)），TOPCon目前主流能做到150～155μm（要面臨硼擴(kuò)的超高溫和劇烈升降溫的考驗，后續(xù)應(yīng)該不會減薄太多），HJT目前主流的實(shí)驗室批量在110～120μm之間，有極個別的廠家能做到90μm左右。TOPCon省了約20μm左右的厚度，而HJT省60μm左右。

硅片尺寸受限：TOPCon尺寸目前主流是182，210目前來看阻力較大，主要的阻力來自于電池板和組件端的面積。而HJT受工藝的限制小，可以優(yōu)先上210尺寸。

HJT量產(chǎn)化遇到的問題：

低溫銀漿：250度的超級低溫導(dǎo)致銀漿的金屬化非常差，帶來很多的衍生問題，最大的一點(diǎn)在于組件的焊接拉力完全不達(dá)標(biāo)。

TCO膜：TCO膜特別容易老化，老化后性能下降很嚴(yán)重。PERC和TOPCon電池組件壽命一般 是15～20年，而HJT技術(shù)在實(shí)驗室惡劣條件下，TCO膜的壽命是3～5年。?

PVD&RPD設(shè)備：設(shè)備來源于半導(dǎo)體，要精準(zhǔn)控制，但是它連續(xù)作業(yè)能力不高。

來源：美能光伏、全球光伏、天天光伏? 根據(jù)以上綜合整理
END

原文始發(fā)于微信公眾號（光伏產(chǎn)業(yè)通）：HJT異質(zhì)結(jié)對比 PERC 和 TOPCon的優(yōu)勢

作者 li, meiyong

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