光伏電池技術(shù)競賽已到賽點(diǎn)

徐沛宇

2022年11月18日，廣西一家新能源科技公司內(nèi)，技術(shù)人員清理光伏電池組件。圖/視覺中國

光伏依賴制造業(yè)特質(zhì)降本增效的路徑已接近天花板，技術(shù)升級將成為光伏企業(yè)競爭的主賽場。

過去20多年，光伏制造的成本通過完善生產(chǎn)工藝、擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模降低了90%以上；同時，占據(jù)市場主流的光伏電池轉(zhuǎn)換效率從12%提升到了23%左右——繼續(xù)提高效率必須倚賴技術(shù)革新。

光伏電池技術(shù)更迭已進(jìn)入關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，更高效的電池已經(jīng)量產(chǎn)。所有光伏企業(yè)都必須調(diào)整產(chǎn)線，選擇一條更高效的新技術(shù)路線，否則就將被淘汰或被邊緣化。

大量涌入的資本是催促光伏技術(shù)加速更迭的另一主因。2022年中國光伏企業(yè)的融資總額達(dá)1362億元，是2019年的近4倍，推動產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)產(chǎn)能都超過2019年的3倍。這些新投產(chǎn)能都采用新技術(shù)路線，新技術(shù)產(chǎn)品的產(chǎn)量一到兩年內(nèi)就將超過目前的主流電池產(chǎn)量。屆時，新舊產(chǎn)能將開始大規(guī)模替換。

目前占光伏市場主流位置的是PERC電池，新一代的量產(chǎn)高效光伏電池主要有兩種：TOPCon電池——2022年開始量產(chǎn)；HJT電池——2023年開始量產(chǎn)。

PERC是指鈍化發(fā)射區(qū)背面光伏電池，TOPCon是指技隧穿氧化層鈍化接觸電池，HJT是指薄膜電池技術(shù)和晶硅電池技術(shù)結(jié)合的一種電池，也稱異質(zhì)結(jié)電池。

多位業(yè)內(nèi)人士對《財經(jīng)》表示，PERC電池的主流位置將在2025年之前被替代。而TOPCon和HJT電池誰會更長久地占據(jù)主流電池的地位，現(xiàn)在還有爭議。之后再下一代的電池將是在這兩者基礎(chǔ)上疊加鈣鈦礦的更高效電池。因此，選擇技術(shù)路徑是光伏企業(yè)當(dāng)前重要且緊迫的事情。

TOPCon電池的成本低于HJT，后者的效率高于前者。從產(chǎn)業(yè)鏈的視角看，TOPCon產(chǎn)線對舊產(chǎn)線有一定的兼容性，工藝更成熟；HJT則是全新的工藝和產(chǎn)線，其工藝流程更短，技術(shù)門檻更高。

新技術(shù)已孕育出多家高速發(fā)展的新公司：一道新能源和華晟新能源分別是TOPCon和HJT路線上資本最青睞的新秀公司，兩家公司估值都在100億元上下；還有多家與新技術(shù)相關(guān)的光伏公司已經(jīng)或即將IPO（首次公開募股），例如以生產(chǎn)TOPCon產(chǎn)線起家的拉普拉斯公司。

光伏龍頭企業(yè)基本都布局了TOPCon和HJT技術(shù)，其中，晶科能源（688223.SH）押注TOPCon，東方日升（300118.SZ）則更看好HJT，其他大多數(shù)一線企業(yè)則是主打其中一種技術(shù)，同時建有其他技術(shù)的中試產(chǎn)線。

新秀企業(yè)能否以新技術(shù)躋身龍頭，現(xiàn)在的龍頭企業(yè)能否在這輪技術(shù)更迭周期里守住位置？光伏企業(yè)的新技術(shù)競賽，已到賽點(diǎn)。

搶位新技術(shù)

光伏制造業(yè)從上游到下游分為硅料、硅片、電池片和組件四個環(huán)節(jié)。電池轉(zhuǎn)換效率決定了光伏發(fā)電整體的效率，不同的電池技術(shù)對上下游產(chǎn)品有不同的要求。根據(jù)硅片襯底不同，晶硅光伏電池分為P型和N型。此前，光伏主流電池使用的是P型硅片；如今，從P型向N型的轉(zhuǎn)型已經(jīng)開始。

P型的BSF（鋁背場電池）是上一代主流光伏電池，同為P型的PERC電池是當(dāng)前的主流產(chǎn)品；N型電池轉(zhuǎn)換效率更高，目前量產(chǎn)的主要有TOPCon和HJT兩種N型電池。

BSF電池占據(jù)光伏市場主流的位置十多年，PERC電池占據(jù)主流位置的時間縮短至六年，預(yù)計2024年至2025年，PERC的主流位置將被替代。

目前看，最有希望接棒主流光伏電池位置的是TOPCon電池，其于2022年開始量產(chǎn)。HJT緊隨其后，從2023年開始大規(guī)模量產(chǎn)。

中國光伏協(xié)會發(fā)布的《2022-2023年中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖》顯示，2022年，量產(chǎn)的PERC電池平均光電轉(zhuǎn)換效率為23.2%。量產(chǎn)的TOPCon電池平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)到24.5%，量產(chǎn)的異質(zhì)結(jié)電池平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)到24.6%。電池效率提高1個百分點(diǎn)，意味著每平方米光伏組件一年可多發(fā)12.5度電（根據(jù)行業(yè)平均數(shù)估算）。

業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，由于資本的巨大推動力，這兩款電池將在兩三年內(nèi)快速成為主流。不過，TOPCon和HJT皆為過渡性產(chǎn)品，兩者最終皆需要與鈣鈦礦電池疊加，產(chǎn)生一種更高效的疊層光伏電池，預(yù)期光電轉(zhuǎn)化效率可超過30%。

光伏資訊機(jī)構(gòu)智匯光伏創(chuàng)始人王淑娟對《財經(jīng)》表示，多數(shù)廠商投資建設(shè)TOPCon產(chǎn)線，是因為現(xiàn)在沒有一種技術(shù)能超越它的性價比。HJT效率優(yōu)勢更明顯，工藝流程更簡短，但其成本降低的速度較慢，現(xiàn)在還是非主流的產(chǎn)品。未來，這兩種技術(shù)會在較長一段時間內(nèi)共存，但市場份額有所不同，主要看誰的性價比更高。

圖1：各電池市場占比預(yù)測

資料來源：中國光伏行業(yè)協(xié)會。制圖：顏斌

圖2：各電池量產(chǎn)轉(zhuǎn)換率值預(yù)測

資料來源：中國光伏行業(yè)協(xié)會

新舊產(chǎn)能的替換將在未來兩年內(nèi)展開。據(jù)中國光伏協(xié)會統(tǒng)計，2022年中國光伏電池片總產(chǎn)能為505.5GW，產(chǎn)量為330.6GW。其中，PERC電池片市場占比下降至88%；TOPCon電池片市場占比約8.3%，合27.4GW；異質(zhì)結(jié)電池片市場占比約0.6%，合2GW。

根據(jù)招商證券、PV-tech統(tǒng)計，2022年公布的TOPCon電池擴(kuò)產(chǎn)規(guī)模達(dá)400GW-500GW。截至2023年5月中旬，投產(chǎn)的TOPCon電池產(chǎn)能大致在100GW，滿產(chǎn)運(yùn)行的容量大致在70GW。預(yù)計2023年全年的TOPCon電池出貨量在100GW上下，大約是2022年的4倍。

工廠建設(shè)和產(chǎn)線達(dá)到滿產(chǎn)所需的爬坡時間總共約一年，因此，2024年將是TOPCon電池產(chǎn)能規(guī)模大幅增長的年份。中信建投證券發(fā)布的研報統(tǒng)計，2023年TOPCon產(chǎn)能在372GW左右，到2024年年底，建成產(chǎn)能將達(dá)到635GW。這一數(shù)字將超過建成的PERC電池產(chǎn)能。

HJT電池的產(chǎn)能建設(shè)速度目前相對TOPCon較慢。據(jù)國信證券統(tǒng)計，截至2023年7月，國內(nèi)光伏企業(yè)HJT電池現(xiàn)有及規(guī)劃產(chǎn)能超過214.6GW。

華晟新能源董事長徐曉華對《財經(jīng)》表示，與TOPCon相比，HJT的設(shè)備供應(yīng)和原物料供應(yīng)相對有限，對團(tuán)隊掌握的技術(shù)水平要求較高，必須要有半導(dǎo)體與薄膜電池的技術(shù)與經(jīng)驗積累，這樣的團(tuán)隊比較稀缺。因此，HJT比較適合有能力的新公司和有積累的龍頭企業(yè)做。

中國光伏協(xié)會預(yù)計，到2025年，TOPCon和HJT兩者總共的市場占比將超過50%；到2030年，HJT電池的市場占比將與TOPCon接近，兩者一共將占據(jù)約七成的市場份額。

協(xié)鑫集成（002506.SZ）執(zhí)行總裁蔣衛(wèi)朋對《財經(jīng)》說，現(xiàn)階段TOPCon技術(shù)的性價比更高，未來HJT與鈣鈦礦疊層理論上更適合，所以，公司先建了TOPCon的量產(chǎn)產(chǎn)線，同時籌建HJT中試產(chǎn)線。協(xié)鑫集成的母公司協(xié)鑫集團(tuán)擁有中國最大的鈣鈦礦電池中試產(chǎn)線。

崛起的新秀和分化的龍頭

盡管新一代高效電池尚未占據(jù)市場主流，但市場認(rèn)可度的不斷提高已經(jīng)讓一些新秀企業(yè)快速崛起。同時，龍頭企業(yè)的位次也因為技術(shù)更迭開始發(fā)生變化。

高效N型電池組件得到的訂單越來越多。2023年以來，電力央企光伏組件招標(biāo)中N型電池組件占比大幅提升，2月發(fā)布招標(biāo)公告的國電投、中核招標(biāo)中N型占比達(dá)到30%-40%；隨后的4月-5月，華能、大唐、華電招標(biāo)中N型占比達(dá)到50%。

與PERC電池相比，HJT是完全不同的產(chǎn)線和工藝流程。對于沒有舊設(shè)備包袱的企業(yè)來說，選擇未來更有潛力的HJT技術(shù)更有優(yōu)勢。鑒于技術(shù)門檻較高，HJT的新秀企業(yè)成長并不快，只有華晟新能源一枝獨(dú)秀。

華晟新能源成立于2020年7月，專注于HJT電池以及硅片、組件生產(chǎn)。該公司目前已是HJT產(chǎn)能最大的公司。華晟新能源已完成兩輪融資，融資數(shù)額超過30億元。目前其估值已經(jīng)達(dá)到100億元以上。

圖3：部分廠商在2023年SNEC上展出的N型組件產(chǎn)品

資料來源：PV-Tech，中航證券研究所

圖4：2022年和2023年組件銷售排行榜

資料來源：PV-Tech

徐曉華表示，到2023年年底，華晟新能源的HJT電池產(chǎn)能是約19GW，到2024年底會提高至接近30GW，相應(yīng)的交貨量將從2023年約4GW提高到2024年約16GW。

龍頭企業(yè)里HJT產(chǎn)能最大的是東方日升，預(yù)計其2023年HJT電池產(chǎn)能將近3GW。該公司全球市場總監(jiān)莊英宏向《財經(jīng)》介紹，HJT組件功率現(xiàn)在超過了700W，TOPCon則幾乎做不到。HJT的性價比很快將超過TOPCon。東方日升雖然現(xiàn)在也建設(shè)了TOPCon產(chǎn)線，但未來會逐步過渡到以HJT為主。

TOPCon產(chǎn)線相對比較成熟，與PERC電池的工藝流程有兼容性，因此，大多數(shù)光伏制造企業(yè)都在選擇了TOPCon，同時，一些專注TOPCon的新秀公司在近兩年里快速崛起。

一道新能是融資最多、產(chǎn)能增長速度最快的TOPCon新秀公司。該公司成立于2018年7月，到2023年底，其產(chǎn)能達(dá)到30GW，2022年組件銷量躋身中國光伏產(chǎn)業(yè)前十位。公開資料顯示，一道新能至今已共計完成九輪融資，并且已啟動IPO，估值接近100億元。

在新電池技術(shù)的加持下，龍頭企業(yè)的位次也開始發(fā)生變化。晶科股份在2022年率先量產(chǎn)TOPCon電池，且目前產(chǎn)量最高。在組件銷量排行榜上，晶科股份從2021年的第四位，上升至2022年的第二位。2023年的上半年，其位次躍升至第一位。到2023年底，晶科股份TOPCon電池產(chǎn)能將達(dá)到55GW，全年出貨40GW以上。

最大的民營光伏發(fā)電公司正泰集團(tuán)旗下制造企業(yè)正泰新能，TOPCon電池產(chǎn)能僅次于晶科股份。至2023年底，正泰新能電池產(chǎn)能將達(dá)到45GW，其中，TOPCon產(chǎn)能將達(dá)到38GW，占其總產(chǎn)能的84%。正泰新能在組件銷量排行榜的位次從2021年的第十位，上升至2022年的第七位。其2023年上半年的銷量繼續(xù)看漲。

正泰新能董事長陸川對《財經(jīng)》說，兩年內(nèi)，TOPCon的性價比都遠(yuǎn)高于HJT，HJT目前產(chǎn)量太小，還不能算是商業(yè)化產(chǎn)量。未來，光伏技術(shù)更迭的方向還沒有定論。

以光伏硅料生產(chǎn)為主的協(xié)鑫集團(tuán)開始加碼光伏電池和組件，由其子公司協(xié)鑫集成負(fù)責(zé)建設(shè)。蔣衛(wèi)朋介紹說，公司在蕪湖基地總產(chǎn)能20GW的TOPCon電池片項目一期10GW已于7月底投產(chǎn)，目前正處于產(chǎn)能爬坡的階段，預(yù)計今年底前能達(dá)到滿產(chǎn)。

誰能勝出？

光伏產(chǎn)業(yè)的第一輪技術(shù)競賽在硅料環(huán)節(jié)，協(xié)鑫集團(tuán)勝出；第二輪技術(shù)競賽在硅片環(huán)節(jié)，隆基綠能（601012.SH）勝出；眼下是第三輪技術(shù)競賽，發(fā)生在電池環(huán)節(jié)，誰能勝出？

目前，大多數(shù)企業(yè)都基本選定了重點(diǎn)發(fā)展的電池技術(shù)，但產(chǎn)線已建成甚至滿產(chǎn)的還是很少一部分。觀望的企業(yè)未來還有重新選擇的機(jī)會，而這一輪技術(shù)競賽的勝者必將誕生在先行者中。

如果TOPCon的性價比持續(xù)顯著高于HJT，那么TOPCon陣營的領(lǐng)先企業(yè)都能繼續(xù)保持領(lǐng)先，行業(yè)格局變化不大。如果情況反轉(zhuǎn)，HJT陣營的企業(yè)將迅速反超，光伏產(chǎn)業(yè)格局將發(fā)生較大變化。

圖5：TOPCon和HJT目前的性價比

資料來源：CPIA、SolarPowerEurope、SEIA，國信證券經(jīng)濟(jì)研究所

看好TOPCon的一方認(rèn)為，HJT的性價比很難超過。中信建投證券研報稱，目前，HJT成本比TOPCon高出0.12元-0.13元/瓦，主要高在銀漿、設(shè)備成本、靶材等方面。盡管HJT有多種降本的方式，但TOPCon的成本也在降低。到2023年底，TOPCon一體化成本比HJT低4分/瓦左右。到2024年底，TOPCon一體化成本仍然比HJT低2分-3分/瓦。長期來看，雙面TOPCon極限效率為28.7%，HJT極限效率為28.5%，因此，HJT難以通過效率優(yōu)勢獲得溢價。

看好HJT的一方認(rèn)為，2023年底HJT的成本就可以降到與TOPCon持平，2024年將進(jìn)入有競爭力的階段。

安信證券根據(jù)Infolink、TCL中環(huán)最新價格數(shù)據(jù)測算，以量產(chǎn)HJT實(shí)現(xiàn)25.7%的效率為基準(zhǔn)，如果硅片導(dǎo)入110μm產(chǎn)品、銀耗實(shí)現(xiàn)10mg/W、銦耗實(shí)現(xiàn)12mg/W，設(shè)備降至3億元/GW，那么HJT電池生產(chǎn)成本將降至0.588元/W，與TOPCon電池成本（0.582元/W）僅差距0.006元/W?？紤]到HJT電池優(yōu)異的性能，目前HJT組件較TOPCon溢價達(dá)到0.15元/W。

HJT陣營對上述數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)十分樂觀，TOPCon陣營則認(rèn)為實(shí)現(xiàn)難度還很大。

作為TOPCon陣營的新入局者，蔣衛(wèi)朋表示，公司量產(chǎn)TOPCon電池的效率要等產(chǎn)線滿產(chǎn)之后才能看到，效率提升的速度目前難以預(yù)計。成本方面，預(yù)計TOPCon全行業(yè)的平均成本都會在一年后下降5%，之后還會繼續(xù)降本。五年內(nèi)，TOPCon產(chǎn)線的市場競爭力都會更優(yōu)。

從更長的時間來看，光伏作為一個商業(yè)化的行業(yè)不過是20多年的光景。與成熟的制造業(yè)、傳統(tǒng)的能源行業(yè)相比，光伏仍處于產(chǎn)業(yè)鏈形成的初期，光伏企業(yè)還有機(jī)會改寫行業(yè)格局。

光伏行業(yè)市值最高的企業(yè)隆基綠能，對標(biāo)的是有200多年歷史的杜邦公司。管理層希望隆基綠能可以基業(yè)長青。在這一輪技術(shù)更迭周期里，隆基綠能更看好的是另一種新型電池HPBC——復(fù)合鈍化背接觸電池。該司同時投建了TOPCon電池產(chǎn)線，也做了HJT的中試產(chǎn)線，但都不是領(lǐng)先者。HPBC電池的市場潛力還有待時間檢驗。

杜邦公司是光伏核心輔材的龍頭公司，高峰期全球一半的光伏組件都在用杜邦材料。杜邦TEDLAR業(yè)務(wù)全球光伏市場總監(jiān)付波對《財經(jīng)》表示，研發(fā)創(chuàng)新本身以及新技術(shù)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模制造有巨大不確定性。在光伏產(chǎn)業(yè)，無論是現(xiàn)在的龍頭企業(yè)，還是新秀公司，都需要從以制造和效率為中心的企業(yè)，升級為制造和研發(fā)雙輪驅(qū)動的企業(yè)。以持續(xù)不斷的新技術(shù)超越競爭者，才能贏得發(fā)展的空間。