日前，国家光伏、储能实证实验平台（大庆基地）也曾召开“上半年实证实验数据发布暨三期设计方案技术线上交流会”。根据会议，目前光伏行业正处于电池技术迭代的关键时期，N型技术中的TOPCon、异质结以及IBC是技术路线选择的主流技术类型。且从大庆基地组件实证数据发现，不同技术类型的组件产品中，TOPCon电池技术表现突出，具有多重优势。
1、电池技术分类
根据基底硅片不同可以分为P型电池和N型电池。P型电池就是在P型硅片（掺杂3价元素）制备n+/p结构的电池，P型电池使用磷扩散工艺，主要代表为早期的铝背场电池和目前主流的PERC电池，极限转换效率为24.5%。2015年之前，BSF电池占据90%市场，2016年PERC电池开始发力，到2020年PERC电池占比超过85%。P型电池工艺比较简单、成本低但是面临效率提升瓶颈。
N型电池结构优化，具备更高的效率潜力。N型电池使用硼扩散工艺，在N型硅片（掺杂5价元素）上制备p+/n结构，主要代表有TOPCon和HJT，与P型电池相比具有转换率高、温度系数低、双面率高以及载流子寿命高等优点。TOPCon和HJT的极限转换效率分别为28.7%和27.5%，远超目前主流PERC电池24.5%极限效率。
N型电池使用更为优质的硅片，增加SE工艺。一方面，N型电池相比P型电池对硅片的质量要求更高，要求更低的电阻率、更低的氧含量、更高的少子寿命。电阻率方面，阻值在1欧附近，效率会有极值；氧含量方面，TOPCon对硅片氧含量更加敏感，核心就是Topcon是高温工艺（如B扩散），氧容易沉淀，形成氧环即同心圆，对效率影响明显；此外TOPCon对N型硅片金属杂质、碳含量敏感，高温过程易诱发缺陷形成暗片。另一方面，N型电池还增加SE工艺，有效提升效率。SE工艺即选择性发射极技术，在电极接触区进行高浓度掺杂，在光吸收区低浓度掺杂，减少发射机附近接触电阻。
2、TOPCon电池市场现状
（1）新一代电池片主流技术
TOPCon即隧穿氧化层钝化接触电池（TunnelOxidePassivatedContact）：由德国Frauhofer太阳能研究所于2013年首次提出。主流TOPCon电池采用N型硅片，首先在电池背面制备一层1-2nm的超薄氧化层，随后在氧化层上沉积一层多晶硅层，之后经过退火结晶加强钝化效果。
原理：TOPCon电池核心结构由电池背面的超薄氧化硅层和重掺杂多晶硅层组成，二者共同形成钝化接触结构。超薄氧化层使多子电子隧穿进入多晶硅层的同时，可阻挡少子的空穴复合，进而使电子在多晶硅层横向传输被金属收集，极大降低了金属接触复合电流，提升了电池的开路电压和短路电流，从而提升了电池效率。
（2）有竞争力的电池技术方案
相较PERC：TOPCon在PERC的基础上更换为N型衬底，增加隧穿氧化层及多晶硅层，降低载流子复合，实现效率的显著提升，目前领先企业量产效率在24.7-25.1%，并在衰减率、双面率、温度系数方面也有明显优势。基于当前的成本、效率估算，TOPCon理论溢价在0.1-0.2元/W，并且随其降本提效及下游验证，溢价空间可能还会扩大。
1、TOPCon优势性能分析
（1）光电转换效率高，提效潜力大
PERC电池转换效率已接近理论极限，提效空间有限。当前PERC电池平均量产效率为23.2%，理论转换效率极限为24.5%，量产效率已逼近其效率的理论极限，导致PERC电池效率很难再有大幅度提升。
（2）TOPCon可基于PERC产线升级，投资成本低
TOPCon与PERC产线具有兼容性，可基于PERC产线进行改造升级。相比PERC增加或替换的主要设备为硼扩散、用于隧穿氧化层及多晶硅层制备的设备（LPCVD、PECVD），其余环节基本与PERC产线兼容，能有效降低设备投资成本。
（3）TOPCon电池参数性能优异，可提升全周期发电量
低衰减率：N型电池硅片基底掺磷，无硼-氧对形成复合中心对电子捕获的损失，几乎无光致衰减。TOPCon组件首年衰减率约1%（PERC约2%），首年后年均衰减率约0.4%（PERC约0.45%）。相较于传统PERC组件，N型组件功率质保可达30年，并保证30年后输出功率不低于原始输出功率的87.40%。
2、TOPCon盈利性分析
（1）TOPCon非硅与硅片成本同步下降，有望较快实现NP同本
将TOPCon成本拆分为两大块：硅片成本，TOPCon相对比PERC能够做到更薄，当前主流PERC电池片厚度在155-160微米之间，TOPCon已实现140微米量产，130微米有望快速导入量产中。非硅成本，TOPCon设备折旧成本较PERC高0.006元/瓦，银浆成本贵0.02-0.03元/瓦，加上能耗、人工、水电等，合计高PERC0.04-0.07元/W。随着薄片化进程以及非硅成本的持续下降，TOPCon有望较快实现与PERC同本，盈利能力已经显现。
（2）2022、2023单瓦盈利逐季好转，后续盈利能力有望持续
TOPCon产能单瓦溢价较为可观。效率提升带来的配套设施成本下降，衰减率下降带来的总发电量提升，更高的双面率以及更低的温度系数等带来的发电增益。随着电池片环节盈利能力的持续向好以及新技术溢价的延续，2023年上半年TOPCon优质产能经济性有望进一步凸显。
（3）各大技术路线对比，TOPCon性价比高
氧化层钝接结构制备为TOPCon在PERC的基础上增加的主要工序，也是TOPCon的核心工序，工艺路线大致分为三种：
1、产业链概述及分析
（1）上游：
电池片上游主要包括原材料硅片和核心辅材银浆。从光伏电池片产业链上游来看，电池片主要原材料为硅片，主要辅材为银浆、铝浆和化学试剂，主要动力为电力。
硅片：硅片是电池片主要原材料，在硅料价格持续上涨的背景下，硅片环节凭借其良好的价格传导能力且相对稳定的竞争格局，维持较好盈利能力；银浆：银浆为电池片结构中的核心电极材料，目前光伏银浆需求随着光伏行业的发展持续增长，但受制于高技术门槛，海外厂商市场份额较大，尚有较大的国产替代空间。从电池片成本构成来看，根据Solarzoom数据，硅片占电池片成本最高，约为74-75%；银浆是除硅片外电池片成本占比第二高的材料，约占电池片总成本的8%，占电池片非硅成本的33%，主要能源电力约占总成本的5%。
（2）中游：
电池片是光伏发电的核心部件，其技术路线和工艺水平直接影响光伏组件的发电效率和使用寿命。光伏电池片位于光伏产业链中游，是通过将单/多晶硅片加工处理得到的可以将太阳的光能转化为电能的半导体薄片。
从电池片的必要性来看，光伏发电的原理来自于半导体的光电效应，通过光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差，是由光子（光波）转化为电子、光能量转化为电能量后形成电压和电流的过程。上游环节生产出来的硅片无法导电，经过加工处理得到的电池片决定了光伏组件的发电能力。
从电池片的重要性来看，发电效率和使用寿命是光伏组件价值的核心参数：一方面，电池片的转换效率是其受光照时的最大输出功率和入射光功率的比值，是直接影响光伏组件乃至整个光伏发电系统发电效率的核心因素。转换效率更高的电池片有着更高的输出功率，用其封装形成的光伏组件的整体功率也会更高。另一方面，电池片生产工艺的缺陷往往会导致单体电池片的内阻不均匀从而极易产生热斑现象，热斑效应是指单体电池片被小的物体遮盖，导致其所产生的电流变小，成为负载，轻则烧毁电池片，严重的会引起整片电池组件的燃烧，对组件使用寿命危害非常大。从这个维度来看，电池片的生产工艺水平直接影响光伏组件的使用寿命。
（3）下游：
电池片下游为光伏组件制造商。从光伏电池片产业链下游来看，电池片主要与光伏玻璃、其他封装材料（背板、EVA胶膜等）共同封装形成太阳能电池组件，组件再与逆变器、支架等共同构成光伏电站发电系统。从电池片占组件成本比重来看，根据华经产业研究院，2021年电池片占组件成本比重为50.1%，同比-6.7pct，主要系硅料硅片、组件端的双重压力和供需关系影响导致电池片价格承压下行，但电池片仍为光伏组件成本的最核心组成部分，也是光伏组件降本的主要途径。
2、迎合技术升级，产业链上下游的相应调整
（1）上游硅料、硅片
N型电池对硅料纯度要求更高，一般而言多晶用料纯度在达到电子级标准，对于硅料企业的工艺要求进一步提升；N型、P型硅片掺杂元素分别为磷和硼，拉晶过程要求热场、坩埚等辅材杂质含量更低，此外N型厚度较P型更薄，目前领先的产业化水平在130μm，还有进一步的减薄空间，对硅片工艺也有一定的差异化要求。
（2）电池设备
TOPCon电池基本由PERC电池的基础架构升级而来，除衬底由P型变为N型外，主要差别在于硼扩与钝化层的制备：其一，由于硼扩散的速度较慢，因此硼扩设备数量增加；其二，背面钝化接触结构有变化，由隧穿氧化层与掺杂多晶硅构成。其中隧穿氧化层生长及多晶硅层沉积是TOPCon工艺的难点。
（3）下游组件及辅材
组件：TOPCon通常配合SMBB（12BB、16BB等）减少银浆用量、遮光面积及电流收集串联电阻，同时硅片更薄，此时要求串焊机、自动化设备等做相应调整（若不改变主栅线数目则无需调整）。
辅材：需要根据TOPCon电池特征做适配，主要涉及胶膜、逆变器、接线盒等。TOPCon电池正面为Al2Ox及SiNx，相较PERC受PID影响更明显，同时考虑其双面率优势，也更适合做双玻结构，POE/EPE胶膜更加适配。TOPCon更高效率体现为更大的输出电流，可能也要求逆变器、接线盒等电气部件做小幅度的优化。
1、TOPCon产业化进程大大提速
（1）TOPCon成本效益先行，产业化进度处于上升周期
根据统计，已建TOPCon产能超过41.6GW，总待建超过219.5GW，进入了快速放量时期，这主要得益于TOPCon设备的快速降本以及电池本身的效率优势。目前以晶科为首，从2022H1就开启10GW级别以上大规模扩产，根据2022年中报介绍通威目前也由中试进入TOPCon扩产期，预计将于2022年底建成投产8.5GWTOPCon电池产线。总体来看，由于TOPCon成本效益方面的综合优势，TOPCon进一步放量，处于产业化上升周期。
（2）TOPCon量产效率提升明显，2022年产业化发展提速
（3）龙头企业已具备规模量产能力，2022年有望实现TOPCon产业化
2、重点企业：
2）N型产业化日趋成熟，产线布局领先
基于182mm尺寸电池片，相比早款组件产品各项性能指标均有提升，量产效率达24.6%，组件效率最高可达22.3%，全生命周期发电量提升3%。主要优势体现在几个方面：一来晶科N型TOPCon组件优化双面率至85%，较PERC组件有15%的提升，使得双面增益在原有的基础上有2%提升；二来组件温度系数优化至-0.30%/℃，相较于PERC平均提升0.75%，在高温地区带来更多发电量；此外TigerNeo的LD和LeTID风险降低，首年衰减低于1%，30年后输出功率不低于初始功率87.4%。
4）N型组件功率优势明显，增加产品市场竞争力
从晶科组件产品介绍数据看出，同样版型的组件，N型TigerNeo系列组件的输出功率有明显提升。如182-72版型的N型组件，电压和电流都高于P型组件，单片输出功率高出15W。横向对比不同规格的组件发电功率优势，182-72N型组件相较于PERC的210-60P的600W组件而言，有4.37%的功率提升。而随着电池转换效率的优势进一步提升，组件端功率优势将进一步显现。TOPCon组件不仅在系统BOS成本下降方面优势突出，还可借助超高发电效率，实现生命周期内的发电量优势。
1）积极扩产TOPCon产能，产业化速度行业前列
2）N型TOPCon持续扩产，组件发电增益优势显著
1）光伏电池片设备龙头，受益新型高效电池产能扩张
公司主营光伏制绒设备、扩散炉、抛光设备、淀积炉、自动化设备、丝印设备等六大系列，在PERC电池设备产品市占率超50%。向TOPCon设备、HJT设备领域拓展，打开成长空间。
2）订单端：公司设备性能获光伏头部客户认可
3）量产端：PE-Poly整线设备技术方案已实现“三合一”制备
1）中标光伏激光设备大单，新领域突破性进展。
2）在手订单充足，定增计划扩大产能。
1、行业持续扩产，预计2023-2025年迎来高峰期
当前行业TOPCon扩产规划超300GW，预计2022年投产超80GW。截至2022年Q3，行业已有近40GWN型TOPCon电池实现投产，目前晶科、天合、中来、晶澳、通威、钧达、一道、润阳、上机等厂商均有不同规模的投入计划，预计2022年TOPCon电池扩产有望超过80GW，2023-2025年迎来高峰期、年均扩产规模有望超200GW。
2、TOPCon产业进程加速，未来龙头设备厂商将充分受益
从TOPCon电池成本构成中来看，硅片、银浆及折旧成本分别占比63%、16%及4%，目前TOPCon的成本要高于PERC电池，但电池技术方案并未完全定型，未来工艺流程有望进一步简化，并且随着设备技术成熟提升良率，银浆用量和替代带来成本降低，TOPCon电池成本和市场竞争力将具备明显优势。根据ITRPV预测数据，到2025年，TOPCon产能占比将进一步提升至30%。2019年开始新扩建的PERC产线都有兼容TOPCon升级空间，随着TOPCon产业化加速，新增产能和存量设备更新打开市场空间，龙头设备厂商将明显受益。
3、光伏银浆行业集中度提升，头部效应加剧
4、得益于产能扩张，POE胶膜渗透率有望进一步提升
TOPCon电池的组件封装上主要采用POE胶膜（包括共挤型胶膜），这主要是得益于POE胶膜更好的水汽阻隔性和抗PID特点。TOPCon组件产能的扩张也将增加对于POE胶膜的需求。在双玻组件渗透率提升的情况下，POE胶膜的占比超过30%，而叠加N型产能扩张后，预计POE胶膜的渗透率有望进一步提高，届时POE胶膜不管是在销售价格上还是在毛利率上，相较于普通的EVA胶膜都将有所增加，从而带动有工艺优势的企业收入和毛利率的提升。