HJT优势及降本方式有哪些？

HJT 为下一代电池片主流技术，优势众多、潜力巨大。

HJT 优势众多，具备长期发展潜质：1）HJT 电池可避免 LID 光致衰减和 PID 电位诱导衰减。光伏组件的衰减越少，发电效 率越高，能够高效使用更长时间。主流的 PERC 电池为 P 型电池，掺杂硼，光照或者电 流注入会使硅片中的硼与氧结合形成硼氧复合体，造成硅片中少子的寿命降低，产生 LID 衰减；而 HJT 电池为 N 型电池，硅片掺杂磷，从根本上避免了 LID 衰减。此外，PID 衰 减主要因为高电压的作用下，组件电池的封装材料和组件表面层的材料出现离子迁移现 象，而导致衰减。PERC 电池运行过程中大量电荷聚集在电池片表面，加剧表面钝化，令 电池片的填充因子、开路电压及短路电流降低，产生 PID 衰减。HJT 电池的表面沉积了 有导电性的 TCO 薄膜，电荷不会在电池表面极化，从结构上避免了 PID 衰减。

2）HJT 电池温度系数优于 PERC、TOPCon，输出功率稳定：光伏电池温度系数是影响 发电量的重要因素。温度上升使电池的电阻升高，开路电压下降，输出功率随之降低。 温度系数绝对值低的电池受升温的影响小，输出功率更加稳定。现阶段，PERC 电池温度 系数通常为-0.45%~-0.35%/℃，TOPCon 电池温度系数通常为-0.29%~-0.28%/℃，而 HJT 电池温度系数一般为-0.25~-0.2%/℃，意味着在大于 25℃的条件下，环境温度每升 高 1℃，HJT 组件的输出功率降低基准值的 0.25%~0.2%，在高温运行中具有发电增益， 比 PERC 电池和 TOPCon 电池的输出功率更稳定。

3）HJT 电池结构对称，双面率高：双面率指光伏组件背面功率与正面功率的百分比， 双面率高的光伏组件背面发电量增益更高。HJT 电池在单晶硅片两面分别沉积氢化本征 非晶硅薄膜、掺杂层、TCO 与电极，具有双面对称性，两面受光照后均可发电，可以制 备双面组件，双面率超 95%，相比单面组件，其发电能力更强。

4）HJT 电池适合薄片化发展，降低硅片成本：HJT 电池片结构对称，使得制备过程中 的机械应力减小，硅片的碎片率更低；同时，由于 HJT 采用 200°C 以下的低温制备工艺， 能够减少高温带来的硅片的热形变，使得薄片化电池的良品率更高。此外，HJT 电池在 硅片厚度从 200μm 降到 100μm 的情况下，短路电流下降，开路电压上升，效率能够基 本维持不变，因此 HJT 电池更适合薄片化发展，可以降低电池硅耗。

5）HJT 转换效率高：目前，PERC 的量产效率已逼近理论效率极限，而 TOPCon 电池和 HJT 电池理论极限转换效率分别达到 28.7%和 27.5%，此外，HJT 可以采用钙钛矿叠层 等技术，叠加后最高效率有望提升至 30%以上。根据我们的电池片、组件效率统计，目 前国内 HJT 电池片、组件的实验室最高效率分别为 26.50%和 23.68%，量产最高效率 分别为 25.05%和 23.00%，不论是实验室效率还是量产效率，均已高于相应产线上 PERC 和 TOPCon 的最高转换效率。

6）HJT 制备流程短，利于产业化：HJT 电池生产主工艺仅有 4 步，即清洗制绒、非晶 硅薄膜沉积、TCO 镀膜、丝网印刷，核心为各层薄膜的沉积。相较于 PERC、TOPCON 的 10+道工艺步骤，HJT 的工艺流程明显简化，降低了工艺控制的复杂程度和产业化的难 度，可以提高电池片良率和生产效率且降本提效空间大。

高成本是限制 HJT 大规模扩产的主要因素。HJT 产线与现有 PERC 产线不兼容，只能新 建生产线，目前单 GW 的 HJT 产线设备投资额约 4~4.5 亿元，达 PERC 的 3 倍以上。另 外，PERC 与 TOPCon 电池制备均采用高温银浆，而 HJT 使用低温银浆且为双面结构， 正反面均需银浆，低温银浆相较于高温银浆，国产化率低，价格偏高，根据中科院电工 所数据，HJT 电池使用的低温银浆较高温银浆溢价为 2000 元/千克。HJT 非硅成本占比 达 51%，PERC 仅为 42%，HJT 电池非硅成本中，银浆成本占比高达 59%。HJT 具有工 艺流程短、低衰减、输出功率稳定、转换效率高等优点，目前还处于产业化初期，一旦 成本问题得以解决，将很快迎来爆发式增长。

HJT 非硅成本占比高于 PERC，降低非硅成本是 HJT 降本的关键。未来 HJT 降本主要 依靠硅耗减少、设备降本、靶材国产化、银浆降本来实现。而随着 HJT 生产规模扩大， 相应产业链成熟度提高，设备生产、靶材生产的规模化、国产化效应显现，叠加硅片薄 片化、大尺寸化趋势，HJT 未来进一步降本的关键将落在银浆降本。

1）硅片降本：HJT 适合硅片薄片化发展，可大幅降低硅成本。HJT 的对称结构使得其制 备过程中产生的机械应力更小，碎片率更低，同时 HJT 的生产采用低温工艺，制备温度 在 200℃，过程中硅片不易发生翘曲，良率较高。传统的 PERC 电池硅片厚度降低后会 导致转换效率降低，甚至发生短路，而 HJT 得益于其较低的表面复合，硅片变薄后短路 电流下降，开路电压上升，转换效率维持稳定，这使得 HJT 技术更加契合硅片薄片化发 展。

2）设备降本：国产化+规模化，设备投资额有望下降。HJT 技术发展早期，产线设备以 进口为主，单 GW 设备投资额高达 10 亿元，2019 年起部分电池厂商开始选用国产设备， 现阶段 HJT 产线设备单 GW 投资额已降至 4-4.5 亿元。随着未来国产设备替代的推进与 国内设备规模化提升，HJT 的设备投资成本有望下降。

3）靶材降本：国产化有望大幅降低靶材成本。靶材是 TCO 薄膜生产的核心材料，材料 和制造工艺存在技术壁垒，目前主要采用 ITO、SCOT、IWO、ICO 四种靶材。在靶材国 产化方面，目前国内先导、映日等企业 ITO 靶材已较为成熟，SCOT 靶材正在研发。此外，IWO 靶材方面，壹纳光电已实现国产。在相同的靶材规格下，采用国产靶材可将成 本降低 50%以上。

4）银浆降本：技术路线多样，电镀铜技术优势显著。金属化高成本是制约 HJT 发展的 最大因素。区别于 PERC 和 TOPCon，HJT 使用的是低温银浆，成熟度较低，主要依赖进 口，比高温银浆成本更高，目前银浆降本具有多种技术路线：

多主栅技术（MBB）:通过增加主栅数量，在不影响电池遮光面积的情况下降低主栅 宽度，从而降低了银浆耗量，同时缩短了电流在栅线上的传导距离，使得电阻损耗 的影响更小。根据迈为股份的公告，目前 MBB 技术可将银耗量节省至 128mg/片。

无主栅技术（SMWT）:无主栅技术（SMWT）采用铜线收集电流，把低温合金包覆 的铜丝直接贴附到 TCO 上，形成欧姆接触。SMWT 消除了主栅，优化了细栅的宽度 和间距，铜线可以减少 30%的有效遮光面积和电阻损失。无主栅技术能够使组件总 功率提高 3%，银材料用量减少 80%，实现 HJT 电池 100mg/片以下耗量。但无主 栅技术在组件环节需要新增/改造复合机、串焊机、层压机设备，增加了封装膜材料、 焊带等成本，目前仍在验证阶段。

银包铜技术：仍然采用丝网印刷，或为过渡技术。银包铜技术是在铜的表面包裹银 粉来调节浆料中的铜、银比例，再通过低温工艺使得铜作为导电材料，降低银浆用 量。目前银包铜技术已经通过了电池端和组件端的验证，专家预计 22 年年底前将会 有电站端的验证结果。根据华晟新能源的数据，银包铜技术能够将银含量从 90%降 低至 50%，未来极限为含银量 30%，但当铜占比较高时会导致电池片效率下降以 及铜外露氧化的问题。

电镀铜技术：电镀铜技术可代替丝网印刷，解决成本痛点。现阶段 N 型电池采用传 统的“银浆+丝网印刷”栅线制造工艺，由于成本较高，制约了其大规模产业化发展。 而铜电镀工艺，用“LDI 曝光+电镀”替代传统丝网印刷工艺，不仅能够实现“以铜 代银”，而且还能有效缩小栅线宽度，有效降低光伏电池片成本，具有广阔的市场 发展空间。电镀铜技术通过电解原理在 TCO 层沉积金属铜制作铜栅线，并覆盖其它 金属合金，来收集光伏效应产生的载流子，实现对银浆丝网印刷工艺的替代，不再 需要成本较高的低温银浆与丝网印刷设备。此外，铜栅线更细使得遮光面积更小， 电阻率更低，转化效率强于银浆。

电镀铜技术可解决银浆的高成本问题，推动异质结电池产业化高速发展。成本方面，华 晟已通过与迈为的合作，将单片 HJT 电池纯银浆料的银耗降至 135mg，但即使银浆国产 化后，银浆成本从每公斤 8000 元降至每公斤 6500 元，银浆成本仍占非硅成本的 59%， 显著高于传统 PERC 技术，根据 Solarzoom 数据，PERC 技术中，银浆成本占非硅成本的 33%。而 HJT 银包铜技术若使用 1:1 的银与铜，银浆成本基本可与 PERC 技术打平。电 镀铜技术使用金属铜代替全部的金属银，铜材料价格低廉，并且双面金属化可以同时完 成，电镀铜技术的应用可以在银包铜技术路径的基础上，进一步降低异质结电池成本。 未来电镀银技术成熟度提高后，可以使得异质结电池成本低于 PERC 电池。

纯铜栅线保证高导电性，低线宽减少功率损耗。转换效率方面，采用铜栅线工艺的电池 电阻率更低、栅线线宽小，且栅线平整度高，整体的电池转换效率比原有银栅线提高约 0.2%~0.3%，具有效率优势：

纯铜电阻率低于银浆：由于现有异质结生产工艺中使用的并非是纯银，而是由银粉 与有机载体形成的混合物银浆，电阻率高于纯银，且其中含有的不导电的有机物固 化后附着在电池片表面会进一步提高电阻率，使得银浆的电阻率在 5-10Ω/m。而电 镀铜工艺中使用的铜栅线为纯铜，纯铜的导电率仅次于纯银，且远远超过其它所有 金属，制成铜栅线后电阻率为 1.7Ω/m，导电性优于银浆栅线。

铜电镀线宽更小：银浆的流动性会使栅线向两边塌陷，使得传统丝网印刷银栅线的 线宽被限制在 30-40μm。电镀铜工艺中，在铜进行沉积时，会有研磨形成的图形来 紧紧限制铜的宽度，可以使铜栅线保持良好形貌，线宽可以做到 15-20μm。铜栅线 的最小线宽减小，使栅线密度提高，可以较大程度地减少横向电流功率损耗和细栅 线遮光功率损耗，从而减少电极引起的总功率损耗，入射光利用率提高。

铜电镀平整度更高：由于银栅线采用印刷工艺，难以避免栅线表面形成的凹凸坑洼 以及扩散现象。铜栅线为沉积形成，平整度显著提高，且避免了扩散，对电池性能 影响较小。

测试阶段向大规模量产阶段转变过程中，电镀铜工艺尚有较多技术挑战仍需解决。在工艺端：（1）脱栅问题：由于电镀铜的栅线更细，附着面积更小，导致铜栅比银栅更容易脱落，而栅线脱落后会导致接触不良，影响电池片的正常使用；（2）氧化 问题：银浆不会出现氧化失效问题，而铜暴露在空气中会以较快的速度氧化，生成 氧化铜或者氧化亚铜，从而影响铜栅线的导电性。

在生产端：（1）产能问题：整个工艺流程中，电镀环节目前的效率较低，丝网印刷 机单机每小时能生产 8000-10000 片，而电镀的单机每小时产能只有 3000 片，1GW 产线需要配备 3-4 台机器，效率上有待改善；（2）环保问题：铜电镀涉及电化学过 程，掩膜时需要使用聚合物或者树脂感光胶，在烘烤或者去膜过程中涉及有机排废， 环保方案更为复杂。除技术挑战外，电镀铜且较为复杂的工艺流程对于设备要求较 高，目前电镀铜产业的设备成熟度较低，具备较高工艺水平且可以生产相应设备的 国内厂家较少，成为阻碍电镀铜技术产业化、规模化的重要因素。