P型向左，N型向右
Published:
2023-11-13 16:56
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光伏的列车驶到丁字路口，是该向左，还是向右？
向左，探索惯性；向右，打破惯性。
向左还是向右？
经历了数百年探索，20世纪末，光伏技术逐渐兴起，市场不断扩大。政策的支持与技术的进步使得光伏电池生产成本逐步下降，效率逐渐提升，光伏发电逐渐成为更多人的选择。时至今日，光伏已成为全球能源供应的重要组成部分。IEA预计2024年全球光伏新增装机将增至310GW。电池技术已从10年前多晶硅与单晶硅之争，升级到P型与N型的共赢，除了传统的硅，钙钛矿、石墨烯等一系列更具发展潜力的电池技术正在市场化发展中不断完善。
2021年是电池技术变革的拐点之年，光伏行业唯一的主旋律就是降本增效，N型电池由于转换效率高，开始逐步登上舞台，被人们所接纳。
P型硅衬底太阳能电池：在P型半导体材料上扩散磷从而形成 N+/P型结构，扩散工艺简单，成本较低，目前占据电池片主流市场，但最高转换效率具有瓶颈；
N型硅衬底太阳能电池：在N型半导体材料上注入硼从而形成 P+/N 型结构，作为高效率电池代表具备高少子寿命与无光致衰减特性，但制造成本较高。
一般来说，在导电型半导体上制作相反导电型半导体的方式一般有高温热扩散、离子注入和外延生长三种，后两者因为成本较高、工艺较复杂等原因，一般用于电子工业领域。
以P型硅片为衬底制作电池的发射极时，业内一般是在前表面进行磷扩散，所需的反应温度不用太高、时间较短，硅片也相对不容易发生曲翘、碎片、氧沉淀的问题，有利于电池良率的提高。
相比之下，N型硅片需要对表面进行硼扩散，在推结时所需的温度更高，至少 900℃以上，且时间更长，还可能形成难以刻蚀的富硼层，控制难度大。从中环股份此前公开报价来看，目前同样厚度和尺寸的 N 型硅片价格会比P型硅片高 6-8%左右。
P型向左，仍是主导
PERC电池的工艺流程相对简单且设备成熟，近两年来，标配一些提效工艺，如激光SE、碱抛、光注入/电注入等。PERC技术以背面钝化层的沉积和激光开槽为主，后续在此基础上进行工艺改进优化时增加正面SE激光和光注入/电注入退火等工艺。
P型仍是目前市场上主流的技术，并且已经经历了多年的发展和改进。它们在产量、效率和成本方面都具备竞争优势，且已经建立了稳定的供应链和市场份额。其制备工艺和性能特点已经相对成熟，并且在不同的应用场景下经受了时间的考验。
PERC电池的理论极限效率为24.5%，目前业内电池量产效率已经普遍超过23%，实验室记录也已经较长时间未再有突破，业界多数企业已转向新型电池技术。虽然N型电池表现出强大的潜力，但并不意味着会完全取代P型电池。
N型向右，极速狂飙
行业里普遍认为2022年是“N型技术元年”，N型电池进入商业化进程，全球N型产品总产量超过10GW。而N型电池又主要包括TOPCon、HJT、IBC，尤其是TOPCon和HJT，得到了主流厂商的认可，它们相比P型电池的量产效率有明显提升，供应链也相对成熟，降本路线清晰，更容易实现产业化。
是TOPCon还是HJT，亦或是IBC？市场上众说纷纭。
近年来，TOPCon由于其高转换效率、低衰减性能、高量产性价比等明显优势，逐步被行业企业采纳。其理论极限效率为28.7%，是最接近晶体硅太阳电池理论极限效率（29.43%）的技术，远高于PERC（24.5%），具有非常大的研发潜力。2023年作为TOPCon技术爆发的一年，市占率有望占比超过25%。
HJT优势可概况工艺流程短、转换效率高、无LID与PID，低衰减、温度系数低，发电量高、双面率高，JT正反面结构对称,而且TCO薄膜是透光的,天然就是双面电池,HJT的双面率能达到90%以上，双面PERC的双面率仅为75%+。据solarzoom测算，考虑10%-20%的背面辐照及电池片双面率的差异,HJT电池单瓦发电量高出双面PERC电池约2%-4%。
与TOPCon和HJT的钝化思路不同，IBC是将电池正面的电极栅线全部转移到电池背面，PN 结和金属接触都处于电池背部，呈叉指状方式排列，减少正面栅线对阳光的遮挡，结合金字塔绒面结构和减反层组成的陷光结构，能够最大限度地利用入射光。
P型仍是目前市场上主流的技术，已在不同的应用场景下经受了时间的考验。N型量产效率有明显提升，供应链相对成熟，降本路线清晰，更容易实现产业化，目前要突破的最大难关便是成本。N-P价差决定着N型对P型替代的进展速度，向左P型仍是主导，向右N型急速“狂飙”，P型瓶颈能否打破？N型会带来怎样的惊喜？我们拭目以待。
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