短期内TOPcon及P-IBC共同发展，长期HJT技术有望形成统一路线。

1 发展历史：你追我赶，各项电池技术纷纷实现从实验室到产业化

电池技术的发展必然要经历实验室阶段，小试阶段，中试阶段才能最终达到 产业化阶段。TOPcon 和 HJT 是目前行业内两种以 N 型硅片为基底的主流技术， 两者相比各有优劣势，经过多年的研发，均已进入量产转化阶段。其中 Topcon 由于与现有的 PERC 电池产线具有良好的兼容性，技术工艺上相对更加成熟稳定， 已经具备性价比优势。

HJT 作为一种与现有产线不兼容的全新电池结构，效率起 点高，未来提升空间大，但当前还面临成本压力问题。

P-IBC 技术是 P 型高效技 术的延续，它结合了 PERC 电池，TOPcon 电池和 IBC 电池的结构优点，将 P 型 电池的效率潜力发挥到最大，成本优势突出，目前也已具备量产性价比。

TOPCon 电池：全称隧穿氧化层钝化接触电池（Tunnel Oxide Passivating Contacts），是一种使用超薄隧穿氧化层和掺杂多晶硅层作为钝化层结构的太阳 电池，同时兼具良好的接触性能，可以极大地提升太阳能电池的效率。

发展历史：2013 年德国 Fraunhofer 研究所在 N 型 PERT 结构基础上，首次提 出 TOPCon 结构；2017 年 Fraunhofer 研究所在实验室 TOPcon 电池上取得 25.8% 的效率记录；2019 年，天合光能在面积为 244.62 平方厘米的 n 型衬底上制备出 正面最高效率为 24.58%的实验室电池，并获德国哈梅林太阳能研究所（ISFH） 下属的检测实验室认证，同年，天合光能 i-TOPCon 双面电池大规模量产正面平 均转换效率突破 23%。2021 年，晶科能源 TOPcon 电池在权威第三方测试认证机 构日本 JET 检测实验室标定全面积电池最高转化效率达到 25.4%，成为商业化全 面积电池效率记录的保持者，为后续的 N 型 TOPCon 电池的扩产奠定基础。

HJT 电池：传统晶体硅太阳电池的 p-n 结都是由导电类型相反的同一种材料 ——晶体硅组成的，属于同质结电池。而异质结(heterojunction，HJT)就是指由两种不同的半导体材料组成的结。其工作基本原理与普通太阳能电池相同，都是 利用 PN 结的原理产生光生电流，不同的是 HJT 电池的发射级是一层非常薄的非 晶硅层，然而由于非晶硅本身的特性以及晶格失配产生的缺陷，使得产生的载流 子在接触表面附近很容易复合，因此要在晶体硅和非晶硅之间添加一层本征非晶 硅薄层来减小载流子的复合。

发展历史：从上世纪 80 年代，实验室就开始研究晶体硅和非晶硅叠加的电 池，1990 年最先由日本的三洋公司提出异质结的基本结构，2015 年三洋的 HJT 专利保护结束，专利壁垒消除，国内外电池企业开始大力发展和推广 HJT 量产化 技术，2015-2020 年间，国内光伏企业快速发展，国产电池制造装备崛起，光伏量产技术研发的中心由欧洲转移至中国，早期的技术积累叠加光伏设备成本大幅 降低，为异质结的量产化发展铺平道路，汉能，中智，通威，阿特斯，迈为，东 方日升，华晟，隆基等成为国内 HJT领先企业。

2021年 6月初，隆基绿能公布其 量产 HJT 转化效率达到 25.26%；10 月，隆基再次刷新 HJT 电池效率记录，实验室效率达到 26.3%，是异质结电池的一大突破。2022 年隆基在全尺寸(M6 尺寸， 面积 274.3cm)单晶硅片上，创造了转换效率为 25.47%的大尺寸 P 型光伏电池效 率世界纪录，进一步验证了低成本异质结量产技术的可行性。

IBC 电池发展历史：IBC 电池早最是由 Lammert 和 Schwartz 在 1975 年提出 的背面指交叉式电池结构。美国的 Sunpower 公司是 IBC 电池的领军者和开拓者， 2014 年其量产平均效率就达到 23.62%，2015 年实验室效率达到 25.2%；2018 年 天合研发的大面积 IBC 电池转换效率达到 25.04%；2019 年 5 月中来公司宣布已 经可以实现 IBC 电池的批量生产，年产能约 150MW,量产转换效率 22.8%，最高效率 23.4%。2020 年 5 月国电投黄河水电 200MW N 型 IBC 产线建设完成，量产平均转换效率达到 23.6%。IBC 电池与其他新电池技术相叠加，可以获得更高的 转换效率，2017 年 3 月，日本 Kaneka 公司通过将 HJT 和 IBC 电池技术叠加，得 到 HBC 电池，效率达到 26.7%，目前这项效率记录已经保持 5 年之久。

2 电池结构：新型电池结构决定电池效率

光伏电池的结构是影响电池效率的关键因素，PN 结是光伏发电的核心，基 底上下不同的膜层，根据原理的不同，均起到了提升发电效率的作用。光伏电 池中常用的膜层包括氮化硅膜，氧化铝膜，二氧化硅膜，非晶硅膜，透明导电膜 等。PERC，TOPcon，HJT，P-IBC 等电池技术通过使用不同的膜层来达到提效 目的。

氮化硅膜：减反作用和钝化作用。减反射膜原理在于利用光在不同界面处的 反射进行干涉相消。当膜层的光学厚度为某一波长的 1/4 时，则利用光波 180°的 相位差可以进行叠加相消，氮化硅的折射率为 1.9，是最佳的电池减反膜材料。此外，氮化硅膜在制备的过程中可引入大量的氢原子，经退火后起到良好的氢钝 化作用。

氧化铝膜：钝化作用。硅片在生长时硅原子的周期性被打乱而产生悬空键， 容易形成复合中心，从而降低电池效率。氧化铝具有较高的固定负电荷密度，可 以大幅减少少数载流子到达表层，另一方面也扮演着氢原子存储的作用，在热处 理时可提供充足的氢原子，通过饱和悬空键来弱化界面电子态。

二氧化硅 掺杂多晶硅：隧穿作用和钝化作用。二氧化硅隧穿膜最佳厚度在 1.2nm,其作用在于使多数载流子（电子）通过隧穿效应穿过氧化层，但少数载流 子（空穴）被阻挡，从而进一步降低了载流子复合效应。掺杂多晶硅层一方面起到保护二氧化硅层的作用，另一方面会增加电子或空穴在氧化硅中的隧穿概率， 因此，多晶硅层的掺杂浓度越高，太阳能电池的开路电压和效率就越高。