TOPCon：PERC延续者精进不休.docx

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1、周专题:PERC延续者,精进不休41.1. TOPCon:转换效率提升潜力巨大41.2. TOPCon兼容PERC优势显著，多技术并进 51.3. TOPCon的未来：良率，成本与时间的赛跑91.4. 投资建议&风险提示92. 电新行业动态跟踪102.1. 12月份全国新增光伏装机3.25GW 102.2. 隆基四月硅片价格全面上涨0.1-0.12元103. 行情回顾114. 新能源行业及公司动态144.1. 产业景气度跟踪144.2. 重点公司公告174.2.1. 中来股份：全资子公司签订单晶硅片采购框架合同 174.2.2. 华光环能：连续签署两项设备销售合同174.2.3. 爱康科技：苏

2、州爱康光电向浙江爱康光电增资175. 电网及工控行业及公司动态185.1. 产业景气度跟踪185.2. 重点公司公告185.2.1. 华自科技：向不特定对象发行可转换公司债券6.7亿元185.2.2. 日丰股份：公开发行可转换公司债券3.8亿元195.2.3. 大连电瓷：国家电网项目预中标合计1.69亿元195.2.4. 平高电气：国家电网项目预中标合计14.58亿元196. 重点公司盈利预测19图14:图15:图16:图17:图18:图19:图20:图21:图22:图23:图24:图25:图26:图27:图28:图29:逆变器出口金额及增速1618 181819I表目录图1: TOPCon电

3、池结构4图2: TOPCon电池提效路线5图 3 IC 电池规模化生产的效率演进图4:TOPCon三条主要工业化路线8图6:本周板块涨跌幅11图7:本周电新子板块涨跌幅 11图8:板块周涨幅前十股票12图9:板块周跌幅前十股票12图10:电新板块市盈率变化 12图12:风电设备板块市盈率变化 12图13:光伏设备板块市盈率变化12储能设备板块市盈率变化 13工控自动化板块市盈率变化13电网及自动化板块市盈率变化13高压设备板块市盈率变化13近期硅料价格比较15近期硅片价格比较15近期电池片价格比较15近期组件价格比较15变器月 价变（单 16各地区逆变器累计出口金额（亿元）16各地区太阳能电池

4、累计出口金额（亿元）太阳能电池出口金额及增速PMI变化工业增加值变化电网基本建设投资完成额（亿元）图30:电源基本建设投资完成额（亿元）表1:主要企业TOPCon电池的系效率及工艺表2:主要电池企业2020年和2021年产能预测 6表3: PERC与TOPCon工艺路线对比7表4:不同类型电池技术比较表 5 改造为 1TO 的王要设备替换表6: LPCVD两种工艺路径的主要特点8表7: LPCVD和PECVD路线优劣势对比88.良面临的表9:光伏产业链本周价格变化14表10:重点公司盈利预测1.周专题：PERC延续者，精进不休在PERC后周期，HJT、TOPCon崛起的专题中，我们对PERC、

5、TOPCon以及HJT三项电池技术进行了对比，主要着眼于工艺、技术难点以及设备配套。此文,我们主要聚焦于TOPCon技术，主要讨论三个问题：1 . TOPCon的技术特点及优势；2 .主要工艺路线及PERC改造方式；3 .未来成本下降及转换效率提升的路径。1.1. TOPCon:转换效率提升潜力巨大TOPCon是Thin Oxide Passivated Contact （隧穿氧化层钝化接触）的缩写，该类电池属于钝化接触型电池。PERC电池由于金属电极与硅衬底直接接触，产生大量的少子复合中心，对效率产生负面影响。因此，有学者在电池设计方案中提出用薄膜将金属与硅衬底隔离的方案，经过多年的探索，目

6、前TOPCon结构已基本稳定。如下图TOPCon电池结构所示，在金属电极接触区域，制备一层超薄隧穿氧化层和高掺杂的多晶硅薄膜，形成钝化接触结构，超薄氧化层可以使多子电子隧穿进入多晶硅层同时阻挡少子空穴复合，进而电子在多晶硅层横向传输被金属收集，从而极大地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。现TOPCon的典型结构主要有以下特征：1）正表面织构化；2）正表面钝化膜采用AlOx/SNx复合膜；3）前表面电极可以采用5主栅、12主栅、无主栅；4）背表面抛光；5）背表面采用2nm的Si02钝化膜；6）SiO2钝化膜外侧沉积一层n+多晶硅；7）多晶硅采用SiNx钝化；8）背电极采用银

7、栅线，主栅同正面。图1: TOPCon电池结构掺硼发射极电极氧化铝/氮化硅n型硅片扩散超薄氧化硅（1.22.5nm）磷掺杂多晶硅数据来源：宁波材料所,TOPCon转化效率上限高，发展空间大。ISFH在2019年SiliconPV的报告会上基于载流子选择性的概念从理论上对不同结构太阳能电池的理论效率极限做了细致分析，结论是钝化接触电池(例如TOPCon电池)具有更加高的效率极限(28.2%28.7%),高于HIT的27.5%极限效率，同时也远远高于PERC电池(24.5%),最接近晶体硅太阳能电池理论极限效率(29.43%)。在近两年的推广中，TOPCon不断刷新量产效率，2021年晶科TOPC

8、on电池效率达24.9%。除了在效率端拥有更大的空间，在产业化上，TOPCon更大的吸引力在于，可基于现有PERC产线升级改造实现。图2: TOPCon电池提效路线26Efficiency (%)24 04% PERC celBuik resist.Emitter resistBSF resist.Front&Rear contact resist.External series resist.External shunt resistSynergistic improvementSimula t ion of all resist.Busbar&fingers shadingFront su

9、rface reflectionParasitic absorptionSynergistic improvementSimulation of aM opticsIntrinsic bulkSRH&fixed lifetime recomb.Emitter recomb.Front contact recomb.BSF recomb.Rear contact recomb.Synergistic improvementSimulation of all recomb23数据来源：公开资料,表1:主要企业TOPCon电池的系效率及工艺Company / InstituteTOPCon tech

10、nologyVocmVJscmA/cm2FF%rj%Cell areacm2时间Jinko SokirLPCVD712.841.783.8424.9235.82021Jinko SolarLPCVD9*9*924.79267.72020Trina SolarLPCVD71740.684.524.58244.62019Jinko SolarLPCVD72440.782.424.22442019Trina SolarLPCVD71740.68223.62442019Meyer BurgerPECVD69641.38123.28244.32019Joly woodLPCVD70139.98323.2

11、246.22019FraunhoferPECVD69140.483.222.5244.52019数据来源：IMEC,1.2. TOPCon兼容PERC优势显著，多技术并进PREC转换效率瓶颈显现，庞大产能存隐忧。PERC电池效率极限在24.5%,市场对PERC电池的效率挖掘逐步进入瓶颈期，2019年隆基已可将PERC电池效率提升至24.06%,市场对PERC也显现出“效率焦虑”，因此近年对新技术的探讨也是越来越火热，并已有电池企业将停止PERC产能新建，转而加速新电池技术布局。面对被新技术颠覆的可能性，PERC的优势在于不断降低成本显示出性价比进行防守，但效率端的短板将成为制约PERC走得更远

12、的最大障碍。2020年10家头部电池企业的PERC产能便已143GW,未来随着新电池技术的崛起，如PERC在效率和成本端均被颠覆，该些庞大的电池设备资产均存在转为沉没成本的风险。而在未来的几项高效电池技术HJT、IBC和TOPCon中，TOPCon与现有PERC电池产线兼容，可实现从现有PERC技术升级为TOPCon,具备巨大发展潜力。图3: PERC电池规模化生产的效率演进数据来源：公开资料,表2:主要电池企业2020年和2021年产能预测2021E2020A一体化组件企业专业电池厂隆基3040晶科1130晶澳1830天合光能1026+阿特斯9.620东方日升727合计85.6147通威30

13、42爱旭30+40泗阳2035中宇716合计57133142.6280合计（GW）数据来源：公开资料,PERC改造TOPCon成本低，约6000-8000万 元/GW左右。对比PERC与TOPCon的工艺，两种众多环节相似，因此在设备端也可存在共用。根据我们调研了解到，目前PERC单GW设备投资在121.5亿元左右，TOPCon投资约2-2.5亿元左右，而HJT投资额在4-4.5亿元左右，但单GW PERC改造为TOPCon金额约6000-8000万元左右，主要新增设备为非晶硅沉积的LPCVD/PECVD设备以及镀膜设备，可实现对PERC的低成本升级至TOPCon,具体改造方案如下图所示。表3: PERC与TOPCon工艺路线对比主要步骤PERCTOPCon （本征+璘扩）清洗制绒清洗制绒制绒扩磷硼扩散刻蚀刻蚀隧穿氧化+非晶硅制结磷扩氧化退火退火湿法刻蚀减反射膜钝化A12Ox镀膜背面钝化层正面SiNx激光开槽背面SiNx印刷电极及分选丝网印刷和烧结丝网印刷和烧结光注入