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极度“内卷”的光伏行业，最为悲壮非“电池”莫属。电池片环节，不仅受到上游的价格打压、下游的需求制约，还有技术迭代的持续压力。
内卷加速与技术迭代的不断推演，共同铺就了中国光伏电池的崛起之路。
本文给大家讲述光伏电池的发展进化史，内容上主要涵盖以下内容：
光伏电池的技术演变史
未来潜在的技术迭代
当前竞争格局与各大玩家产能
光伏电池的技术演变史
光伏产业可以分别为硅料、硅片、电池、组件和光伏系统等环节，其中硅料与硅片环节为产业上游，电池片与光伏组件为行业中游，下游为发电系统。
作为光伏产业第一的大国，我国是如何做到降本增效的？
光伏发电成本约等于光伏电站成本，其中电池片是这其中的关键器件，决定发电效率和成本，所以，想要降本增效，切入点就是电池片，不断的将电池片研发升级。
它的升级方向大概分为两种：一是可以吸收更多的太阳光，二是尽可能的将光能转换为电能。
光伏电池从技术路线上主要分为晶硅电池和薄膜电池，当前市场晶硅电池占据绝对主流。
晶硅电池以衬底材料进行分类，可以分成P型电池和N型电池。P型电池指的是以P型硅片为衬底的电池片，N型电池指N型硅片为衬底的电池片。
P型硅片制作工艺简单，成本较低，而N型硅片通常寿命较大，电池效率可以做得更高，但是工艺更加复杂。
这主要是因为：N型硅片掺磷元素，磷与硅相溶性差，容易分布不均，而P型硅片掺硼元素，硼与硅分凝系数相当，分散均匀度容易控制，成本也就更低。所以，目前，光伏行业主流产品是P型硅片，对应的P型电池也就更多。
P型电池
典型的P型电池包括BSF电池、PERC电池、PERC+电池等。
这些分类里，它们出现的时间不同，市场对他们的评价也不同。
早期的光伏发电技术是以BSF电池为主，随后PERC电池技术开始取代BSF技术，之后，PERC电池技术经过优化形成了PERC+技术。
BSF电池
BSF电池在晶硅光伏电池PN结制造完成后，通过在硅片的背光面沉积一层铝膜，制备P+层，从而形成铝背场。
铝作为背电场有诸多好处，如减小表面符合率和增加对长波的吸收等，但铝背场电池的光电转换效率也有一定的局限性。
从工序上来讲，BSF电池的制备要经过清洗制绒、扩散制结、刻蚀去磷硅玻璃、PECVD、丝网印刷、烧结、测试分选等环节。
BSF电池的工序为光伏电池片制备的一般工序，之后再升级，都是以该工序为基础。
PERC电池
PERC电池是在传统BSF电池的基础上，增加了背面钝化以及激光开工两道工艺，而性能就实现了明显提升。
对应应用核心设备包括清洗机、制绒机、扩散炉、激光消融机、刻蚀机、PECVD、丝网印刷设备、烧结炉、测试分选机等。如果增加背面抛光工艺，则还需要槽式清洗机。
N型电池
虽然目前PERC电池占据主流，但是N型电池的光电转换效率更高，即使技术难度大，但为了降本增效，企业们也在加快研发。
N型电池包括IBC电池、HJT电池、HBC电池、TOPcon电池。
其中TOPcon和HJT是主要的技术路线，已经开始扩产。而IBC、HBC还在处于实验和验证阶段，被成为“未来技术”。
TOPcon电池
TOPCon电池结构对电池表面可以实现完美钝化。其使用一层超薄的氧化层，还掺杂了薄膜硅，都是提高效率的操作。最终，其转换效率理论极限可以达到26.6%。
与PERC电池相比，TOPCon工艺增加了硼扩散与接触钝化层沉积两个环节。
一大环节是LPCVD氧化及沉积i型多晶硅，这下面又分为两小类，一种是全扩散工艺，另一种是磷工艺。
另一个大环节是PECVD氧化和沉积P型多晶硅，这种方式的工艺流程更简短，有望大幅降低成本，也是技术的发展方向。
HJT电池
HJT电池也叫做异质结电池，是一种混合型太阳能电池，也是一种双面电池。
相比于PERC电池和TOPCon电池，HJT的工艺流程大大缩短，更有助于缩短生产时间，提高生产效率。
它的制备工艺大概包括清洗制绒、非晶硅沉积、TCO膜制备和丝网印刷。其中的非晶硅沉积和TCO膜制备是两大关键环节，并且均有两种制备方式。
非晶硅沉积采用的方法是PECVD或CAT-CVD，后者相比于前者成膜质量高，对硅片钝化效果好，但其均匀性较差且维护成本较高。
TCO膜制备所用的方法是PVD或RPD。后者的技术的装备产能低，售价高，目前专利在日本住友手中，有专利保护。相对来说，前者PVD更有希望成为主流工艺。
光伏电池的未来技术
IBC电池
IBC电池也叫交指式背接触电池，是高效大面积太阳能电池之一，也是一种典型的N型电池。
这里背接触电池包括MWT、EWT和IBC电池，MWT和EWT电池的转换效率受到一定限制，IBC电池的理论转化效率更高。
IBC电池的正面无金属栅线，背面的各组件是呈叉指状，这种结构可以增加发电面积，提升发电效率。
IBC电池还可以与HJT电池技术融合，也就是HJBC、HBC电池技术，二者效率分别达到了25.1%和25.6%。
钙钛矿太阳能电池
随着TOPCon、HJT、IBC等技术逐步成熟，逼近其光电转换效率理论极限，业界又开始寻找新一代太阳能技术。
如果说上述说的均是晶硅电池，那按照另一个标准划分，还有薄膜电池。
钙钛矿太阳能电池就是其中一种，它是利用钙钛矿型金属卤化物半导体作为吸光层材料，吸收光子，产生电子对，驱动电池。
早期，钙钛矿指一种金属矿物。现在，钙钛矿泛指具有和钛酸钙相同或类似晶体结构的离子晶体。作为光电转换材料，其具有以下优势：
一是光电转换效率很高，过去十几年，钙钛矿电池效率从3%提升到28%，甚至有实验室可以实现31.3%的转换，增速远高于硅基电池的发展速度，13年时间走完了硅基电池40年的发展历程。
二是材料制造成本低，合成方法简单。
三是它可以实现自由调控吸光带隙，从而增大光能的利用效率，甚至，叠层电池的极限效率有望突破40%。
但目前大规模制备钙钛矿层技术还不成熟，材料的稳定性也不足，如果要进一步走向产业化，还需要针对器件性能和稳定性开展更为深入的研究。
当前技术格局与各大玩家产能
从当前的市场竞争格局看，因工艺与P型时代主流的Perc技术一脉相承，TOPcon技术已顺理成章呈现短期高确定性。而以HJT为代表的颠覆性技术，性能上具有众多优势，但产线、工艺与Perc时代互不相通，对主流电池片厂商而言，大规模投产暂不经济。作为平台级技术，HJT与下一代钙钛矿电池技术融合形成叠层电池更加顺畅。
目前 HJT 与 TOPCon 技术在电池片制造端已进入实战对垒阶段，二者孰优孰劣，市场声音莫衷一是。整体看，TOPcon技术短期优势明显，HJT胜在未来潜力更大。
不同的技术路径对不同设备的需求构成有区别，技术迭代就会影响厂商的设备需求，从而也影响到厂商的业绩。
简而言之，迭代使得技术不断进步，产品不断降本增效，但相应的厂商也同时会面临很多风险。
说到厂商，之前的光伏设备市场规模较小，具体到每个细分领域也就十几亿到几十亿的规模，对行业外厂商的吸引力并不大。但随着设备规模的逐步扩大，吸引更多的设备厂商进入，行业竞争也加剧了。
从历史发展进程看，我国的光伏电池产业就是在迭代中发展壮大的。
2021年我国光伏累计装机量为 306.56GW，同比增长21%，连续7年全球第一。光伏组件产量为 182GW，连续15 年全球第一。由此可见，我国光伏产业规模处于全球绝对的领先地位。
如果按照产能计算，2021年整年，我国行业的竞争格局由通威股份、隆基股份、爱旭股份、天合光能、晶澳科技、晶科能源、润阳股份等形成。
最近，各板块的半年报也在陆续出炉，这里我给大家盘点了这几家公司上半年的业绩情况，有个别还没出来数据，但公布的公司表现都还不错，扭亏、翻倍的都有。
业绩翻倍的通威股份，它的TOPCon 即将量产，有望为明年电池片业务贡献超额利润。
扭亏的爱旭股份，其ABC电池也即将进入量产，增厚业务。
来源：萝卜君 Datayes投研
