一决高低!HJT异质结对比PERC 和 TOPCon的优势
发布日期：2023/2/22
一、HJT优势对比
相较 PERC 和 TOPCon，HJT 电池具备七大明显的优势，主要内容如下：
(1)生产工艺流程短→更高良率和更低人工、运维成本：HJT 的核心工艺流程仅有 4 步，即清洗制绒、非晶硅薄膜沉积、TCO 膜沉积、金属电极化，相较 PERC 和 TOPCon 电池大幅简化。较短的工艺流程有助于提升生产良品率，同时可降低人工、运维等成本。
(2)采用低温工艺→更小热损伤：HJT 全程在 200℃以下的环境中制成，对比之下 PERC 扩 磷环节温度需高于 850℃，TOPCon 扩硼环节温度则在 1100℃以上。低温工艺有助于减少 硅片制备过程中的热损伤并节约燃料。
(3)双面率高→更高发电量：HJT 电池为双面对称结构，电池双面率最高可达 90%；而 PERC 和 TOPCon 在制备过程中均需要对硅片进行背面抛光，双面率最高仅可达到 75%和 85%。更高的双面率可以提升 HJT 背面发电量。
(4)温度系数低→更高发电量：HJT 的温度系数为-0.24％/℃，比 PERC( -0.35％/℃)和 (TOPCon -0.30％/℃ )更低，因此，HJT 在高温环境下的能耗损失更少，发电量更高。
(5)衰减率低→更高发电量：HJT 的首次衰减为 1%、线性衰减为 0.25%，低于 PERC 和 TOPCon，这主要是由于 HJT 无 PID 和 LID 效应，在 25 年的长生命周期内，HJT 发电更高。
(6)更适合钙钛矿叠层→提效潜力更大：HJT 电池主要吸收红外光，而钙钛矿电池对短波到 可见光波长的光波利用率较高，两者叠层完成了吸收光谱的“兼收并蓄”，能够打开理论转换效率的天花板。
(7)更易实现薄片化→降本空间更大：HJT 的双面对称结构，降低了硅片的机械应力，提高 了制备过程的整片率；低温工艺亦减少了硅片受热发生翘曲的可能，更有利于薄片化的进行。
TOPCon 技术工艺
1、TOPCon技术：TOPCon采用背面氧化层+掺杂多晶硅的复合结构，形成良好的钝化接触，全面提升电池的性能。
2、TOPCon工艺流程：
3、原位掺杂和非原位掺杂：两种选择对性能差异不大，但从掺杂之后的后续处理问题来看，目前原位掺杂是比较折中的选择，是最容易量产、最稳定的选择，可控性较好。
4、PE和LP：PE路线有先天性问题，体现不出TOPCon的优势。Poly沉积快，致密性很差， 用PE做的电池效率低。从量产角度看，LP已经满足需求，后续LP将是主流。
5、N型和P型技术路径和难度对比：P型做TOPCon容易很多，但效率提升不太明显，仅比P型PERC效率高0.5pct左右。这主要是载流子的问题，P型的载流子是空穴，跃迁相对比较难，而N型的载流子是电子，所以目前主流选择N型。
6、TOPCon和IBC结合的可行性：N型硅片具有先天性优势，TOPCon技术是可以和HJT和IBC技术融合的，但是目前TOPCon尚且处于能做的阶段，而不是技术很好的阶段。
二、TOPCon与PERC对比
优势：
效率高：TOPCon目前量产效率最高的厂家效率高达24.8%，当前主流的PERC是23.2%，TOPCon高1.6个百分点。预计到2023年下半年，TOPCon可以达到 26.8%，PERC的效率在23.5%左右，效率差能达到3.3个百分点。
衰减低：一方面，TOPCon电池没有掉档的情况，而PERC电池目前的测试效率经一段时间后复测效率掉1～2个档；另一方面，对于组件端，TOPCon发电功率不存在衰减，PERC首年有接近8%的功率衰减。
长波响应好：PERC只是对短波响应好，TOPCon不管是长波还是短波响应都很好。TOPCon不受天气影响，发电量持续保障，而PERC发电量受天气影响严重。
劣势：
固定投资高：TOPCon设备投资2亿元/GW，而PERC是1.2亿元/GW。
工艺复杂：TOPCon工艺是12步，而PERC是11步，TOPCon新增三道工序，删掉了两道工 序，调整了一道工序，但它新增的几道工序都是比较复杂难以控制的。
非硅成本高：目前来看TOPCon非硅成本是0.26-0.27元/W，PERC是在0.2元/W 左右，TOPCon比PERC高30%，预期最终两者成本均有所降低后TOPCon成本比PERC高20%。
三、TOPCon与HJT对比
优势：
技术成熟，兼容性好：TOPCon的技术相对成熟，兼容性好，12道工序中有8道工序和PERC完全一样，新增的三道工序里面，设计的操作、工艺窗口、参数设置等与原有的PERC近似度非常高。
车间投资低：TOPCon设备投资2亿元/GW，而HJT目前来看要做到3～3.5亿元/GW。
量产性好：TOPCon的操作员工和工艺设备都可以直接从PERC原有车间无缝衔接，不需要做额外培训和技能升级。
效率高：目前TOPCon比HJT效率高0.4pct，预计到2023年效率差可能还会拉大。
非硅成本低：TOPCon是0.26-0.27元，而HJT目前是0.33元。
电池无衰减：TOPCon不管是电池端还是组件都没有衰减，但是HJT因为使用低温凝胶，效率逐渐衰减。
劣势：
工艺流程长：TOPCon有12步，而HJT只有5步（清洗制绒、掺杂晶体硅、导电膜、丝网印刷、测试分选）。工序流程越长，意味着设备对应的人员、工艺复杂度等增加很多。
车间占用面积大：工艺流程长造成需要的设备多，土地占用面积大，同时整个工程车间的设备动力成本等也会相应增加。
硅片厚度降低幅度小：PERC的硅片厚度在170～175μm之间（如果减薄太多，铝背厂的应力将导致硅片强度不达标），TOPCon目前主流能做到150～155μm（要面临硼扩的超高温和剧烈升降温的考验，后续应该不会减薄太多），HJT目前主流的实验室批量在110～120μm之间，有极个别的厂家能做到90μm左右。TOPCon省了约20μm左右的厚度，而HJT省60μm左右。
硅片尺寸受限：TOPCon尺寸目前主流是182，210目前来看阻力较大，主要的阻力来自于电池板和组件端的面积。而HJT受工艺的限制小，可以优先上210尺寸。
HJT量产化遇到的问题：
低温银浆：250度的超级低温导致银浆的金属化非常差，带来很多的衍生问题，最大的一点在于组件的焊接拉力完全不达标。
TCO膜：TCO膜特别容易老化，老化后性能下降很严重。PERC和TOPCon电池组件寿命一般 是15～20年，而HJT技术在实验室恶劣条件下，TCO膜的寿命是3～5年。
PVD&RPD设备：设备来源于半导体，要精准控制，但是它连续作业能力不高。
来源：SMM光伏视界
