28.7%！TOPCon的未来

TopCon技术较为成熟，可在现有产线上升级改造，可延续存量产能使用寿命

TopCon 电池：基于N 型硅衬底，前表面采用叠层膜钝化工艺，背表面采用基于超薄氧化硅和掺杂多晶硅的隧穿氧化层钝化接触结构，可双面发电。得益于超薄氧化硅和掺杂多晶硅的隧穿氧化层钝化接触结构的应用，两者形成接触钝化结构，可以大幅提升 N 型电池片的 VOC 和转换效率。

另外根据《中来股份 N 型单晶双面 TopCon 技术与产业先进性介绍》，TopCon 电池片具备以下技术特点：

1) 离子注入掺杂多晶硅钝化技术

通过离子注入进行掺杂，可以控制掺杂原子的剂量和在非晶硅中的分布，避免常规扩散掺杂长时间的高温过程对隧穿氧化层及硅片寿命的损伤；

2) 低压硼扩选择性掺杂技术

硼源在炉管内及硅片表面分布更加均匀，扩散后方阻均匀性好。另外沉积时间短，可将工艺时间缩短至 90 分钟以内，显著降低高温对硅片寿命的损伤；

3) 化学回蚀清洗技术

采用缓冲型化学回蚀体系，反应速度精确可控，同时化学回蚀溶液具有差异化刻蚀功能，可有效保持重掺杂和轻掺杂区域的方阻梯度；

4) 异质膜钝化减反技术

电池正表面减反膜采用多层介质膜组成的异质膜，异质膜与常规 SiO2/SiNx 叠层膜相比具有更加好的减反射性能和钝化性能。异质膜可以将电池前表面的反射率降低到~1%，SiO2/SiNx 叠层膜反射率为~3%，异质膜技术可以降低电池的电流损失；此外，采用异质膜技术钝化的 n 型硅片的有效少子寿命可以达到~7 ms， 而采用SiO2/SiNx 叠层膜钝化的相同电阻率n 型硅片的有效少子寿命为~0.7 ms， 异质膜技术可以显著降低电池表面的复合损失。

5) 低损伤金属化接触技术

优化的金属浆料体系，减少金属对多晶硅层的破坏，最大限度发挥多晶硅钝化结构的优点；改善金属浆料与多晶硅介面电流传输机制，降低接触电阻；优化的烧结曲线，保持填充因子(FF)的同时最大限度提升电池开路电压(Voc)；采用双层金属电极结构，下层采用点接触式烧穿型浆料，保证接触电阻的同时有效降低金属-半导体复合，上层浆料采用线式非烧穿型浆料，提供优良的线电阻。

2.1 极限转换效率达到 28.7%，量产转换效率突破 23%

TopCon 电池理论极限效率为 28.7%，高于异质结和 PERC。ISFH 的研究结果表明， 基于载流子选择性的概念对太阳能电池的理论效率进行分析，采用钝化接触电池结构，如TopCon 此类电池的极限效率是28.2%~28.7%，高于异质结（27.5%）和perc（24.5%），非常接近晶体硅太阳能电池的极限效率，29.43%。

制造业积极布局，量产转换效率突破 23%。从海外来看，LG 和REC 在TopCon 技术均有量产产能。国内方面，中来股份已实现 2.4GW 的电池产能，最高量产效率达 23.4%。2019 年中旬，天合光能的 N 型 i-TopCon 太阳能电池实验室转换效率达到 24.58%，量产平均转换效率在 23%。天合光能在 2019 年发布了N 型i-TOPCon 双面双玻高效组件， 实现大规模量产。

2.2 产线可在 perc 产线上升级，设备投资额下降速度快

部分生产设备和现有 perc+se 产线兼容，现有产线可升级改造至 TopCon 产能。TopCon 生产流程分为 9 步，分别为硅片制绒清洗、扩散制结、湿法刻蚀、隧道结制备、离子注入、退火和湿化学清洗、ALD 沉积氧化铝、PECVD 沉积氮化硅膜、丝网印刷等工序。其中大部分设备可以和 perc+se 产线共用，只需要额外增加硼扩散、LPCVD 沉积（隧道结制备环节）、离子注入（或者扩散装备）和去绕镀清洗环节设备，便可以实现设备的升级。目前龙头厂商 perc 产线均留有一定设备空间，有助于产线改造升级。

设备国产化加速，产能投资额迅速下降。随着近年来 TopCon 设备国产化的加速，国内厂商陆续完成 LPCVD 等核心设备的国产化。TopCon 产能 1GW 投资成本从原有的 5~6亿元降至目前 2~2.5 亿元/GW 左右，和当前 perc 产线设备投资成本（1.8~2 亿元/GW ）相比，成本差异大幅降低。设备投资额的大幅下降有望推动 TopCon 技术加速发展。

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来源：未来智库

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