群雄逐鹿：超高功率浪潮下的新秩序与新格局
PERC已迫近理论效率的极限，光伏行业挖掘它的最后价值同时，也将目光瞄准了下一代技术。2020年，N型技术逐步落地量产，两年间突飞猛进，准备接棒未来。
与此同时，钙钛矿也迅速爆发崛起，有企业希望通过单结钙钛矿做到效率天花板，颠覆产业，也有晶硅企业研究如何与晶硅技术做叠层，作出40%以上的终极电池。
本文对相关技术做了盘点和未来的预测。需要指出的是，企业选择某项技术，决定因素往往不是技术本身有多么大的优势，而是在当下最适合自身的技术;而选择本身，往往也反映了企业的风格和企业家本人的性格。
简单归纳一下：大厂求稳，挑战者求新，领跑企业寻求门槛。
TOPCon
助大厂平稳接棒
由于能够兼容PERC生产线，TOPCon获得了晶科、天合、晶澳等一线大厂的青睐，一道、中来等企业较早布局TOPCon，也迎来收获期。据索比咨询统计，目前TOPCon算上在建的全部产能约有178.8GW。
TOPCon被认为是业内主流电池企业最稳健的N型方案
●一方面技术确定性与成熟度更高
●另一方面可以更好的与现有PERC产线兼容，相关研发与生产人才储备更充足。
投资TOPCon技术，至少将在2年内具备技术和量产优势，同时即使HJT或者IBC等技术成熟并具备度电成本优势，产能爬坡还需要2-3年，这样TOPCon至少有五年时间回收投资成本，其中2-3年有较高利润率。同时TOPCon技术也在不断进步，仍然存在技术的进一步延展性。
TOPCon的唯一风险来自：HJT异质结技术和IBC(ABC、HBC)等技术快速成熟且产能超速爬坡。但从目前来看，异质结与IBC技术门槛仍然非常高，所以掌握起来颇为不易，产能爬升速度可能不会太快，这就进一步延长了TOPCon技术的寿命。
HJT异质结
任重道远，生态决胜
相比TOPCon，HJT技术的优点有：薄片化、低温工艺、工作温度低、弱光发电性能好、双面率高(>95%)，同时组件寿命可达35-40年，全生命周期发电量最优，是有效降低光伏度电碳足迹的最佳技术。据索比咨询统计，目前HJT算上在建的全部产能约有162.7GW。
图1 表：HJT电池优势
但同样的，HJT技术也存在痛点：
●产线与 PERC 不兼容，增配非晶硅与导电膜沉积设备，增加靶材需求。
●需要双面银浆，且对印刷精度要求更高。
●硅片、辅材、设备需要针对性开发以及提效降本。
索比咨询认为，由于HJT是一个全新的技术路线，因此在产业生态上落后于更加成熟的TOPCon，这也是HJT企业所亟需解决的问题。上表可以看出，通威、隆基并没有“All in”HJT，设备龙头也只有迈为在全力推动。所以HJT要解决的，不只是从理论技术上与TOPCon“打打杀杀”，更要建立生态，做好产业协同的“人情世故”。
HJT工艺“少即是多”的极简特性，注定了它是一个与大尺寸技术一样更需要产业生态的技术。投资异质结的企业多为创新型企业，或者光伏行业的后进入者，更加考验生态搭建能力。
但也正因如此，异质结技术的进步空间巨大。根据平安证券的统计，目前HJT技术发展方向如下：图2
HJT技术带动了一大批设备、辅材企业的技术进步，目前N型硅片、胶膜、浆料、靶材等各环节都有着长足的进步，仅此一项就已功不可没。而且从产业技术趋势上看，HJT各种特性更符合技术发展规律，只是崛起仍要时间。
HJT的风险在于：
●龙头由于旧有产能和避险情绪，短期内放弃HJT路线，延缓HJT生态建设。
●非晶硅晶向排列无序导致工艺原理较难突破，目前迈为等企业已经研究微晶化提效方案。
●银替代等关键技术是否会遇到阶段性瓶颈。
此外，HJT技术虽然所全新的，但仍然以装备、材料为主，因此步入成熟期后会逐步过渡，先发企业获得红利切一大块蛋糕但不存在颠覆行业的情况。
IBC
少数人的真理
IBC/ABC/HBC系交叉背接触电池，正面没有电极，正负金属栅线分布在电池背面，通过金字塔绒面结构和减反射层陷光，最大限度利用正面入射光，理论效率可达29.1%，高于TOPCon的28.7%和28.5%，是晶硅组件技术中效率上限最高的。同时IBC组件表面美观，更适用于BIPV项目，可享受更高溢价。
另外，ABC与HJT的电池生产工艺对大尺寸也更加友好，能够带来成本进一步下降。
IBC主要有四种工艺路线：
●一是以SunPower为代表的经典IBC工艺。
●二是以德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)为代表的POLO-IBC工艺。
●三是以Kaneka为代表的HBC工艺，爱旭股份的ABC技术路线，是自主研发的第四条工艺路线。
IBC工艺较为复杂且成本较高，重点工序有离子注入、掩膜、开槽、蚀刻以及PN区制备，关键工艺在于在电池背面形成交叉排列的P+区和N+区，并在上面形成金属化接触。同时，IBC技术由美国Sunpower公司开创，仍然在专利保护期。
这两点原因让IBC技术曲高和寡，很多人好奇为何IBC没有成为主流技术。主要是因为工艺难度极大，需要较多半导体工艺，同时“多次丝网印刷”、“精确对准工艺”、“离子注入”、“激光刻蚀”等技术，或设备昂贵，或工艺复杂，良率不高。目前仅有爱旭、中环(MAXEON)、隆基、黄河水电几家在做。
但需要注意的是，这四家也是业内电池工艺最领先的头部企业。即使是业内公认电池技术最精且全力“All in”ABC电池的爱旭，良率目前也只有95%左右，所以这是一个前景光明但路上布满荆棘的路。
也有业内人士因良率唱衰IBC技术，但实际上，良率是工程性的问题，总会不断爬坡改进，因此IBC技术的进一步成熟只是时间问题。
同时IBC技术由于过高的门槛，即使上述四家企业真正把技术做到完全成熟，短期内也不会改变市场格局，IBC厂家会依靠高门槛、高性能擭取更高的超额利润。
所以，我们预计晶体硅的未来中期格局应该是三种技术并存的情况，TOPCon充分利用PERC“遗产”后逐步交棒HJT，IBC暂时仍然是一种小众技术，优点是一旦成熟，获益丰厚，但同时也与现在的HJT一样，更加看重生态的建立。
钙钛矿
天选之子的天花板有多高
钙钛矿近年来一直非常热门，全球多家研究机构和高校都在寻求钙钛矿的突破。除了看好新能源这个赛道之外，钙钛矿的研发热潮背后有其五大优势：
钙钛矿的效率“天花板”更高
晶硅电池理论上的效率极限是29.4% ，现实条件可实现的工程极限效率是27.1%;量产电池方面，根据中国光伏行业协会(CPIA)预测，到2030年，常规PERC晶硅电池效率24.1%，HJT电池效率26%，TOPCon电池效率25.6%，IBC电池效率26.2%，逼近工程极限，而钙钛矿单结电池理论极限33%。同时，钙钛矿电池的结构特性使其对杂质和缺陷的容忍度非常高，因此实际生产更容易逼近理论极限。
钙钛矿的成本更低
钙钛矿太阳电池材料用量小、制程短、对材料纯度的要求低、生产过程能耗低、产业链短，是一种“天然的低成本”的光伏技术，钙钛矿组件的单瓦成本可以做到6毛钱以下。
技术发展速度快
极电光能联合创始人、总裁于振瑞指出，晶硅技术经历了近70年的发展效率才达到26.7%、经过了40多年实验室研发才开始进入大规模产业化。而钙钛矿自2009年诞生，只用了12年就步入产业化时代，且效率屡创新高，已经达到25.7%，逼近晶硅电池的最高效率。当前关于钙钛矿太阳电池的研究仍然异常活跃，重大发现屡见Nature、Science等最高学术刊物的报道，还有巨大的技术潜力可挖;
产业生态容易搭建
钙钛矿工艺流程非常短，在FTO导电玻璃的基础上，只需要四道主要的镀膜工艺就可完成电池的制备。从初始原材料到成品光伏组件，全流程可以在一个工厂完成。钙钛矿生产所需原材料没有贵重材料，且供应稳定，不会发生上游原材料供应短缺和涨价的制约。透明导电玻璃是成熟的技术，只要有需求，产能可迅速扩大，价格也会快速降低。钙钛矿光伏的产业链很容易搭建起来，因此，只要技术一旦成熟，快速大规模产业化很容易实现。
外观漂亮、弱光发电性能好
钙钛矿外观漂亮、弱光发电性能好、可以制备在柔性基底上，因此产品形态和外观可以多样化，不但可以像晶硅光伏组件一样用于各类大型光伏电站，还可以应用于BIPV光电建筑、太阳能汽车、景观光伏、便携电源、传感器电源等各类“光伏+”场景，应用范围更广。
此外，钙钛矿是被光伏各界极罕见所共同接受的未来技术，几乎所有的光伏企业都认为钙钛矿是光伏产业的未来，只是在做单结结构还是叠层结构上存在不同技术路线，所以不存在技术路线零和博弈带来的风险：只要技术成熟可靠，就可以获得成功。
钙钛矿需的研究方向除了效率提升之外，更重要的还是如何进行大尺寸下效率不迅速降低的问题。随着新型材料与新型工艺的出现，钙钛矿技术也在不断进步。但究竟未来终极的光伏电池是单结钙钛矿还是与HJT或IBC电池做叠层，还要拭目以待。
PERC已迫近理论效率的极限，光伏行业挖掘它的最后价值同时，也将目光瞄准了下一代技术。2020年，N型技术逐步落地量产，两年间突飞猛进，准备接棒未来。
与此同时，钙钛矿也迅速爆发崛起，有企业希望通过单结钙钛矿做到效率天花板，颠覆产业，也有晶硅企业研究如何与晶硅技术做叠层，作出40%以上的终极电池。
本文对相关技术做了盘点和未来的预测。需要指出的是，企业选择某项技术，决定因素往往不是技术本身有多么大的优势，而是在当下最适合自身的技术;而选择本身，往往也反映了企业的风格和企业家本人的性格。
简单归纳一下：大厂求稳，挑战者求新，领跑企业寻求门槛。
TOPCon
助大厂平稳接棒
由于能够兼容PERC生产线，TOPCon获得了晶科、天合、晶澳等一线大厂的青睐，一道、中来等企业较早布局TOPCon，也迎来收获期。据索比咨询统计，目前TOPCon算上在建的全部产能约有178.8GW。
TOPCon被认为是业内主流电池企业最稳健的N型方案
●一方面技术确定性与成熟度更高
●另一方面可以更好的与现有PERC产线兼容，相关研发与生产人才储备更充足。
投资TOPCon技术，至少将在2年内具备技术和量产优势，同时即使HJT或者IBC等技术成熟并具备度电成本优势，产能爬坡还需要2-3年，这样TOPCon至少有五年时间回收投资成本，其中2-3年有较高利润率。同时TOPCon技术也在不断进步，仍然存在技术的进一步延展性。
TOPCon的唯一风险来自：HJT异质结技术和IBC(ABC、HBC)等技术快速成熟且产能超速爬坡。但从目前来看，异质结与IBC技术门槛仍然非常高，所以掌握起来颇为不易，产能爬升速度可能不会太快，这就进一步延长了TOPCon技术的寿命。
HJT异质结
任重道远，生态决胜
相比TOPCon，HJT技术的优点有：薄片化、低温工艺、工作温度低、弱光发电性能好、双面率高(>95%)，同时组件寿命可达35-40年，全生命周期发电量最优，是有效降低光伏度电碳足迹的最佳技术。据索比咨询统计，目前HJT算上在建的全部产能约有162.7GW。
图1 表：HJT电池优势
但同样的，HJT技术也存在痛点：
●产线与 PERC 不兼容，增配非晶硅与导电膜沉积设备，增加靶材需求。
●需要双面银浆，且对印刷精度要求更高。
●硅片、辅材、设备需要针对性开发以及提效降本。
索比咨询认为，由于HJT是一个全新的技术路线，因此在产业生态上落后于更加成熟的TOPCon，这也是HJT企业所亟需解决的问题。上表可以看出，通威、隆基并没有“All in”HJT，设备龙头也只有迈为在全力推动。所以HJT要解决的，不只是从理论技术上与TOPCon“打打杀杀”，更要建立生态，做好产业协同的“人情世故”。
HJT工艺“少即是多”的极简特性，注定了它是一个与大尺寸技术一样更需要产业生态的技术。投资异质结的企业多为创新型企业，或者光伏行业的后进入者，更加考验生态搭建能力。
但也正因如此，异质结技术的进步空间巨大。根据平安证券的统计，目前HJT技术发展方向如下：图2
HJT技术带动了一大批设备、辅材企业的技术进步，目前N型硅片、胶膜、浆料、靶材等各环节都有着长足的进步，仅此一项就已功不可没。而且从产业技术趋势上看，HJT各种特性更符合技术发展规律，只是崛起仍要时间。
HJT的风险在于：
●龙头由于旧有产能和避险情绪，短期内放弃HJT路线，延缓HJT生态建设。
●非晶硅晶向排列无序导致工艺原理较难突破，目前迈为等企业已经研究微晶化提效方案。
●银替代等关键技术是否会遇到阶段性瓶颈。
此外，HJT技术虽然所全新的，但仍然以装备、材料为主，因此步入成熟期后会逐步过渡，先发企业获得红利切一大块蛋糕但不存在颠覆行业的情况。
IBC
少数人的真理
IBC/ABC/HBC系交叉背接触电池，正面没有电极，正负金属栅线分布在电池背面，通过金字塔绒面结构和减反射层陷光，最大限度利用正面入射光，理论效率可达29.1%，高于TOPCon的28.7%和28.5%，是晶硅组件技术中效率上限最高的。同时IBC组件表面美观，更适用于BIPV项目，可享受更高溢价。
另外，ABC与HJT的电池生产工艺对大尺寸也更加友好，能够带来成本进一步下降。
IBC主要有四种工艺路线：
●一是以SunPower为代表的经典IBC工艺。
●二是以德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)为代表的POLO-IBC工艺。
●三是以Kaneka为代表的HBC工艺，爱旭股份的ABC技术路线，是自主研发的第四条工艺路线。
IBC工艺较为复杂且成本较高，重点工序有离子注入、掩膜、开槽、蚀刻以及PN区制备，关键工艺在于在电池背面形成交叉排列的P+区和N+区，并在上面形成金属化接触。同时，IBC技术由美国Sunpower公司开创，仍然在专利保护期。
这两点原因让IBC技术曲高和寡，很多人好奇为何IBC没有成为主流技术。主要是因为工艺难度极大，需要较多半导体工艺，同时“多次丝网印刷”、“精确对准工艺”、“离子注入”、“激光刻蚀”等技术，或设备昂贵，或工艺复杂，良率不高。目前仅有爱旭、中环(MAXEON)、隆基、黄河水电几家在做。
但需要注意的是，这四家也是业内电池工艺最领先的头部企业。即使是业内公认电池技术最精且全力“All in”ABC电池的爱旭，良率目前也只有95%左右，所以这是一个前景光明但路上布满荆棘的路。
也有业内人士因良率唱衰IBC技术，但实际上，良率是工程性的问题，总会不断爬坡改进，因此IBC技术的进一步成熟只是时间问题。
同时IBC技术由于过高的门槛，即使上述四家企业真正把技术做到完全成熟，短期内也不会改变市场格局，IBC厂家会依靠高门槛、高性能擭取更高的超额利润。
所以，我们预计晶体硅的未来中期格局应该是三种技术并存的情况，TOPCon充分利用PERC“遗产”后逐步交棒HJT，IBC暂时仍然是一种小众技术，优点是一旦成熟，获益丰厚，但同时也与现在的HJT一样，更加看重生态的建立。
钙钛矿
天选之子的天花板有多高
钙钛矿近年来一直非常热门，全球多家研究机构和高校都在寻求钙钛矿的突破。除了看好新能源这个赛道之外，钙钛矿的研发热潮背后有其五大优势：
钙钛矿的效率“天花板”更高
晶硅电池理论上的效率极限是29.4% ，现实条件可实现的工程极限效率是27.1%;量产电池方面，根据中国光伏行业协会(CPIA)预测，到2030年，常规PERC晶硅电池效率24.1%，HJT电池效率26%，TOPCon电池效率25.6%，IBC电池效率26.2%，逼近工程极限，而钙钛矿单结电池理论极限33%。同时，钙钛矿电池的结构特性使其对杂质和缺陷的容忍度非常高，因此实际生产更容易逼近理论极限。
钙钛矿的成本更低
钙钛矿太阳电池材料用量小、制程短、对材料纯度的要求低、生产过程能耗低、产业链短，是一种“天然的低成本”的光伏技术，钙钛矿组件的单瓦成本可以做到6毛钱以下。
技术发展速度快
极电光能联合创始人、总裁于振瑞指出，晶硅技术经历了近70年的发展效率才达到26.7%、经过了40多年实验室研发才开始进入大规模产业化。而钙钛矿自2009年诞生，只用了12年就步入产业化时代，且效率屡创新高，已经达到25.7%，逼近晶硅电池的最高效率。当前关于钙钛矿太阳电池的研究仍然异常活跃，重大发现屡见Nature、Science等最高学术刊物的报道，还有巨大的技术潜力可挖;
产业生态容易搭建
钙钛矿工艺流程非常短，在FTO导电玻璃的基础上，只需要四道主要的镀膜工艺就可完成电池的制备。从初始原材料到成品光伏组件，全流程可以在一个工厂完成。钙钛矿生产所需原材料没有贵重材料，且供应稳定，不会发生上游原材料供应短缺和涨价的制约。透明导电玻璃是成熟的技术，只要有需求，产能可迅速扩大，价格也会快速降低。钙钛矿光伏的产业链很容易搭建起来，因此，只要技术一旦成熟，快速大规模产业化很容易实现。
外观漂亮、弱光发电性能好
钙钛矿外观漂亮、弱光发电性能好、可以制备在柔性基底上，因此产品形态和外观可以多样化，不但可以像晶硅光伏组件一样用于各类大型光伏电站，还可以应用于BIPV光电建筑、太阳能汽车、景观光伏、便携电源、传感器电源等各类“光伏+”场景，应用范围更广。
此外，钙钛矿是被光伏各界极罕见所共同接受的未来技术，几乎所有的光伏企业都认为钙钛矿是光伏产业的未来，只是在做单结结构还是叠层结构上存在不同技术路线，所以不存在技术路线零和博弈带来的风险：只要技术成熟可靠，就可以获得成功。
钙钛矿需的研究方向除了效率提升之外，更重要的还是如何进行大尺寸下效率不迅速降低的问题。随着新型材料与新型工艺的出现，钙钛矿技术也在不断进步。但究竟未来终极的光伏电池是单结钙钛矿还是与HJT或IBC电池做叠层，还要拭目以待。
#猫咪琐碎日常#
昨晚睡了三小时，睡到怀疑人生[生病]
梦工厂动画✓功夫熊猫✓书✓防烫夹✓
对新书爱不释手（也没有，刚碰几下），有的以前借阅过，买来收藏随时翻阅喜欢纸墨书香，想起高一时一外班女校友评价我：“看起来很安静高冷文艺聪明学霸书生气质”，我…谢谢，与之相反，搞笑女本人
决定用每晚刷手机的时间看书
[月亮][月亮][月亮][睡][睡][睡]
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南方地区用干燥舒爽，北方虽然供暖，但供暖前后这几个月的尴尬期，用起来是真的很香～
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