光伏xBC電池行業(yè)市場(chǎng)分析

光伏xBC電池行業(yè)市場(chǎng)分析1、光伏終端需求旺盛，多元化應(yīng)用場(chǎng)景催生BC路線新機(jī)遇1.1海內(nèi)外分布式裝機(jī)規(guī)模持續(xù)高增，差異化組件應(yīng)用場(chǎng)景順勢(shì)擴(kuò)張2023年，在組件價(jià)格持續(xù)走低，光伏發(fā)電經(jīng)濟(jì)性進(jìn)一步凸顯的背景下，國(guó)內(nèi)前期積壓的地面電站項(xiàng)目顯著放量，同時(shí)工商業(yè)及戶用分布式項(xiàng)目的投資回報(bào)率保持較優(yōu)水平，光伏終端需求旺盛。根據(jù)國(guó)家能源局統(tǒng)計(jì)，2023年Q3國(guó)內(nèi)新增光伏裝機(jī)50.52GW，同增133%、環(huán)增13%。集中式裝機(jī)24.34GW，同增303%，占比48.2%；分布式裝機(jī)26.18GW，同增67%；工商業(yè)/戶用分布式14.73/11.46GW，占比29%/23%。前三季度集中式/工商業(yè)/戶用分布式裝機(jī)61.8/34.2/33GW，占比47.9%/26.5%/25.6%，裝機(jī)結(jié)構(gòu)中分布式占比連續(xù)三季度均超過(guò)50%。在當(dāng)前全球平均低至個(gè)位數(shù)的光伏發(fā)電滲透率背景下，由于區(qū)域分布的廣泛性和來(lái)源的多樣性，潛在分布式需求對(duì)價(jià)格的彈性釋放有很大概率會(huì)持續(xù)超預(yù)期。2023年美國(guó)光伏裝機(jī)結(jié)構(gòu)與國(guó)內(nèi)趨勢(shì)較為相似，雖然由于多重新因素導(dǎo)致地面電站項(xiàng)目放量，分布式裝機(jī)比重略有下滑，但在整體裝機(jī)需求高增的帶動(dòng)下，分布式項(xiàng)目絕對(duì)值顯著增加。2023上半年，美國(guó)新增光伏裝機(jī)11.6GW，其中新增分布式裝機(jī)4.5GW，住宅/社區(qū)/商用在分布式中的占比分別為74.2%/12.3%/13.6%。對(duì)于歐洲地區(qū)來(lái)說(shuō)，俄烏沖突導(dǎo)致歐洲居民電價(jià)大幅上漲，刺激了以戶用為主的中小型光伏和儲(chǔ)能系統(tǒng)的安裝。即使經(jīng)歷了整整一年的高增長(zhǎng)，光伏仍難以滿足歐洲因俄氣退出而導(dǎo)致的電力供應(yīng)缺口，有望推動(dòng)2023年及以后歐洲光伏需求繼續(xù)高速增長(zhǎng)。以英國(guó)為例，2023上半年，英國(guó)新增光伏裝機(jī)0.6GW，其中家庭光伏裝機(jī)0.4GW，占比64.2%，近2年來(lái)年英國(guó)家庭光伏裝機(jī)占比超50%。光伏裝機(jī)結(jié)構(gòu)持續(xù)變化疊加價(jià)格優(yōu)勢(shì)，單面組件市場(chǎng)具有較大潛力。無(wú)論集中式或者分布式，性價(jià)比一直是終端選擇組件產(chǎn)品最為重要的因素。根據(jù)蓋錫咨詢統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)階段182版型雙面組件價(jià)格較單面仍有0.02元/W的溢價(jià)，對(duì)于一些不追求雙面發(fā)電的差異化地面電站應(yīng)用場(chǎng)景和屋頂光伏而言，單面組件既滿足發(fā)電需求又具備經(jīng)濟(jì)性。隨著單面市場(chǎng)需求增長(zhǎng)，近年來(lái)BC結(jié)構(gòu)組件作為一種可實(shí)現(xiàn)更高效率的單面電池技術(shù)，被市場(chǎng)廣泛關(guān)注。打破固有印象，雙面率高在一定條件下并非對(duì)發(fā)電量有很大增益。根據(jù)光伏組件安裝的實(shí)際情況，組件正面太陽(yáng)光直接照射，背面接收經(jīng)地面反射后的太陽(yáng)光，太陽(yáng)光激發(fā)硅基體產(chǎn)生載流子，實(shí)現(xiàn)發(fā)電，因此發(fā)電量主要與四個(gè)參數(shù)相關(guān)：正/背面光照獲取情況、正/背面電池效率。xBC結(jié)構(gòu)組件雖正面無(wú)遮擋，但電池電極均位于背面，且柵線較寬，行業(yè)普遍認(rèn)為xBC電池的高效率是犧牲雙面率獲得的（雙面率=背面效率/正面效率）。然而根據(jù)我們測(cè)算，在地面反射率越小的場(chǎng)景中，發(fā)電量水平對(duì)正面效率（也就是我們常常提到的轉(zhuǎn)化效率）的變化越敏感。在不考慮其他因素的情況下，根據(jù)公式：電池發(fā)電量=正面發(fā)電量+背面發(fā)電量=電池面積*標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)*正面效率+電池面積*（標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)*地面反射率）*（正面效率*雙面率），假設(shè)182mm*182mm尺寸的電池片正面轉(zhuǎn)換效率24.5%，標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)為1000W/m2，在普通地面材料（混凝土）的反射下，以90%雙面率的電池發(fā)電量為基準(zhǔn)，當(dāng)雙面率降至40%的時(shí)候，要想產(chǎn)生相同的電量，正面轉(zhuǎn)換效率需要提高1.84%。根據(jù)實(shí)際情況，光伏裝機(jī)常見(jiàn)的應(yīng)用場(chǎng)景中，反射率普遍在15%-30%之間，因此理論上來(lái)講雙面率的損失是可以通過(guò)高效率（正面效率）去彌補(bǔ)的。1.2xBC結(jié)構(gòu)研究歷史悠久，多種方案路線效率均處于行業(yè)領(lǐng)先事實(shí)上，背接觸結(jié)構(gòu)并非全新概念，反而相比TOPCon、HJT等N型技術(shù)具有更為悠久的歷史。傳統(tǒng)硅基太陽(yáng)能電池在設(shè)計(jì)過(guò)程中存在一些問(wèn)題，包括1）正面柵線使得光照利用率減?。?）電池前表面擴(kuò)散層導(dǎo)致串聯(lián)電阻較大；3）為了保證電池的使用壽命，基區(qū)摻雜濃度不能太大；4）電池需要合理的散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為了解決以上問(wèn)題，Schwartz和Lammert教授在1975年提出了背接觸（BackContact，BC）的概念，即發(fā)射極、背場(chǎng)、基區(qū)、發(fā)射極電極和背場(chǎng)電極均設(shè)計(jì)在電池背表面。最早關(guān)于BC電池的研究初衷是聚光場(chǎng)景的應(yīng)用，1984年，Swanson教授提出一種點(diǎn)接觸BC結(jié)構(gòu)，可以在88倍聚光系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn)19.7%的轉(zhuǎn)換效率。雖然對(duì)比IBC電池，該工藝過(guò)于復(fù)雜，不容易大規(guī)模生產(chǎn)，但Swanson團(tuán)隊(duì)以此為基礎(chǔ)，成立了著名的Sunpower公司，并在此后近30年時(shí)間里，成為全球BC技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化的絕對(duì)領(lǐng)導(dǎo)者。21世紀(jì)開(kāi)始，基于對(duì)IBC電池的研究，學(xué)術(shù)界開(kāi)始嘗試將IBC電池與其他技術(shù)相結(jié)合，截至目前，根據(jù)鈍化方案的不同，衍生出HBC結(jié)構(gòu)和TBC結(jié)構(gòu)。早期日本對(duì)HJT電池的研究最為深入，因此2015年由日本Kaneka公司最先在152cm2的大尺寸N型單晶硅上得到轉(zhuǎn)換效率高達(dá)25.1%的HBC電池，成為當(dāng)時(shí)效率最高的BC結(jié)構(gòu)電池；此后Kaneka深耕微晶硅鈍化技術(shù)疊加背接觸結(jié)構(gòu)，短短2年時(shí)間將效率提高至26.7%。雖然HBC的理論極限效率高達(dá)29.1%（《Characteristicsanddevelopmentofinterdigitalbackcontactsolarcells》），但HBC制作工序復(fù)雜、設(shè)備昂貴，極大地限制了大規(guī)模量產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)。一些機(jī)構(gòu)開(kāi)始將研究方向轉(zhuǎn)向多晶硅鈍化技術(shù)，最早在2016年由荷蘭的代爾夫特理工大學(xué)（TUDeflt）在9cm2的小面積上獲得了21.2%的轉(zhuǎn)換效率，隨后同年ISFH發(fā)表效率高達(dá)24.25%的polo-IBC電池，TBC路線效率獲得大幅提升。2018年ISFH在P型小面積（~4cm2）區(qū)熔法硅片上實(shí)現(xiàn)了26.1%的轉(zhuǎn)換效率，并根據(jù)模型計(jì)算，認(rèn)為有望通過(guò)完善多晶硅鈍化技術(shù)將電池轉(zhuǎn)換效率提升至29.1%。同樣使用多晶硅鈍化接觸的TOPCon電池在單面鈍化工藝下理論極限效率為27.1%、雙面鈍化工藝下理論極限效率28.7%（ISFH），考慮到單結(jié)半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率存在S-Q理論效率極限，其中晶硅單結(jié)太陽(yáng)能電池約為29.4%，背面電極結(jié)構(gòu)不僅助力多晶硅鈍化方案一舉將理論效率提高至29%以上，并且接近晶硅電池極限。xBC組件產(chǎn)品效率穩(wěn)居各技術(shù)路線首位。根據(jù)TaiyangNews統(tǒng)計(jì)的每月組件效率榜單，xBC組件產(chǎn)品在2023年1-10月均可以穩(wěn)居前兩名。從排名變化趨勢(shì)看，2023年1月份組件效率前五名中xBC結(jié)構(gòu)組件占據(jù)2個(gè)席位，到2023年10月，BC結(jié)構(gòu)組件產(chǎn)品基本包攬前五名，效率優(yōu)勢(shì)極其明顯。2、復(fù)盤(pán)Maxeon——全球第一個(gè)實(shí)現(xiàn)IBC技術(shù)商業(yè)化的企業(yè)即使BC技術(shù)具有較高效率，但它之前所面臨的1）對(duì)硅基襯底的質(zhì)量要求高；2）對(duì)前表面的鈍化要求高；3）工藝復(fù)雜；4）制造成本高等挑戰(zhàn)，使其始終沒(méi)能成為主流路線。Maxeon是全球第一家規(guī)模化量產(chǎn)IBC電池&組件并實(shí)現(xiàn)出貨的企業(yè)。Maxeon的BC技術(shù)源于Sunpower，截至2023年，公司發(fā)展歷史近40年。1985年，Swanson教授創(chuàng)立Sunpower；2005年首次IPO；2016年與天津中環(huán)半導(dǎo)體合資成立環(huán)晟光伏（江蘇）有限公司，在中國(guó)生產(chǎn)p系列組件;2019年11月Sunpower宣布將Maxeon和Sunpower拆分為兩個(gè)獨(dú)立的上市公司；2020年8月，Maxeon剝離完成，同年12月Maxeon推出6英寸（152.4um）IBC技術(shù)平臺(tái)；2021年啟動(dòng)Maxeon7產(chǎn)線研發(fā)；公司利用在分布式業(yè)務(wù)中建立的強(qiáng)大的市場(chǎng)渠道，將先進(jìn)的微型逆變器與組件集成，在2022年推出SunpowerONE家庭能源集成系統(tǒng)，大獲成功，并隨之進(jìn)入電池存儲(chǔ)、電動(dòng)汽車(chē)充電和消費(fèi)者體驗(yàn)產(chǎn)品領(lǐng)域；2023年Maxeon延長(zhǎng)與Sunpower的供貨合同至2025年。差異化技術(shù)路線是Maxeon成為全球分布式市場(chǎng)知名供應(yīng)商的核心優(yōu)勢(shì)。IBC結(jié)構(gòu)專(zhuān)利、獨(dú)特的材料體系、特有工藝、優(yōu)異的組件可靠性、定制化設(shè)備、全球供應(yīng)商布局等壁壘使公司IBC平臺(tái)形成技術(shù)迭代閉環(huán)，至今推出6代Maxeon電池&組件技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)BC路線發(fā)展超30年。2004年公司推出第一代IBC太陽(yáng)能電池產(chǎn)品A-300系列，采用點(diǎn)接觸和絲網(wǎng)印刷技術(shù)獲得21.5%電池轉(zhuǎn)換效率；2015年推出第三代IBC電池，也是第一個(gè)隧道結(jié)背接觸太陽(yáng)能電池；2019年Maxeon基于大尺寸N型直拉硅片，推出第五代IBC電池和第六代IBC組件，通過(guò)邊緣損耗、串聯(lián)電阻等方面的關(guān)鍵改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)電池轉(zhuǎn)換效率25.2%，組件轉(zhuǎn)換效率22.3%，組件功率450-475W。2021年，公司啟動(dòng)對(duì)第七代IBC電池的量產(chǎn)研發(fā)，目前已實(shí)現(xiàn)24.0%的組件轉(zhuǎn)換效率，質(zhì)量保障長(zhǎng)達(dá)40年。2022年公司IBC組件出貨998MW，同比增長(zhǎng)7.2%；2023前三季度公司IBC組件出貨498MW。公司現(xiàn)有IBC產(chǎn)能1GW，2023年5月，公司發(fā)布公告，計(jì)劃增發(fā)749萬(wàn)股，募集資金2.1億美元，在美國(guó)新增500MWMaxeon7產(chǎn)能，預(yù)計(jì)2024下半年建成投產(chǎn)；2023年三季報(bào)宣布將對(duì)菲律賓的Maxeon3產(chǎn)能改造為約600MW的Maxeon7產(chǎn)能，并將投產(chǎn)時(shí)間提前3個(gè)月。隨著集中式需求快速擴(kuò)大，差異化分布式產(chǎn)品溢價(jià)能力強(qiáng)勁。2023年前三季度，公司IBC組件出貨498MW，實(shí)現(xiàn)收入3.5億美元；其中三季度IBC組件出貨89MW，實(shí)現(xiàn)收入0.61億美元。對(duì)比公司廣泛應(yīng)用于集中式電站的P系列組件（根據(jù)二季報(bào)公告及交流，P系列為疊瓦組件+PERC技術(shù)，計(jì)劃迭代為T(mén)OPCon技術(shù)），IBC組件Q3平均單位售價(jià)0.69美元/W，今年以來(lái)的溢價(jià)維持在0.3美元/W以上水平，回顧至2020年，該溢價(jià)在0.2美元/W左右上下波動(dòng)。對(duì)比PVInfolink的美國(guó)區(qū)域組件均價(jià)，MaxeonIBC組件同樣具有明顯且持續(xù)的溢價(jià)優(yōu)勢(shì)。根據(jù)Maxeon2023年1月在GreentechRenewables產(chǎn)品推介會(huì)上的報(bào)告，在光伏系統(tǒng)成本（除組件外）2.75美元/W的基礎(chǔ)上，IBC系統(tǒng)售價(jià)3.90美元/W，對(duì)應(yīng)組件價(jià)格1.15美元/W，較美國(guó)市場(chǎng)HJT組件平均價(jià)格溢價(jià)0.20美元/W、PERC組件平均價(jià)格溢價(jià)0.40美元/W。高昂的溢價(jià)背后是顯著的發(fā)電量增益，IBC系統(tǒng)25年總發(fā)電量比HJT高7.52%、比PERC高14.95%，根據(jù)1月份美國(guó)電價(jià)0.15美元/kWh計(jì)算，IBC系統(tǒng)收益比HJT高6000美元以上。3、xBC結(jié)構(gòu)技術(shù)上可兼收并蓄，效率提升空間大IBC(Interdigitatedbackcontact)是BC體系中最基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)，該設(shè)計(jì)的靈魂主要體現(xiàn)在載流子輸運(yùn)功能區(qū)（包括發(fā)射極、背場(chǎng)、對(duì)應(yīng)電極）：1）均位于電池背面。這意味著光生電子和空穴要穿過(guò)整個(gè)基區(qū)才能達(dá)到背面電極，若晶硅襯底質(zhì)量不足，復(fù)合中心太多，則會(huì)導(dǎo)致光生載流子在到達(dá)電極之前發(fā)生復(fù)合，因此單晶硅是最常見(jiàn)的選擇。2）呈叉指狀排列。p+和n++區(qū)以交叉形式排列在電池背面，與之接觸的金屬電極也相應(yīng)交叉排列，叉指對(duì)工藝提出了更高的要求，若p+和n++區(qū)重疊，則會(huì)發(fā)生復(fù)合和短路現(xiàn)象；若金屬電極的位置未對(duì)準(zhǔn)擴(kuò)散去，則會(huì)發(fā)生漏電現(xiàn)象。以N型晶硅襯底為例，電池結(jié)構(gòu)從上到下排列為“SiNx/SiO2-n+Si（FSF）–N型Si-p+/n++Si（發(fā)射極/背場(chǎng)）-SiO2/SiNx-金屬電極”。每部分的作用分別如下：1）SiNx/SiO2：位于電池結(jié)構(gòu)的頂部和底部，主要起減少少數(shù)載流子復(fù)合的作用（也稱(chēng)為“鈍化”），降低受光面光學(xué)反射損失。2）n+FSF（前表面場(chǎng)）：采用磷擴(kuò)散形成低濃度摻雜的n+-Si，利用場(chǎng)鈍化效應(yīng)降低少數(shù)載流子在表面復(fù)合的幾率，同時(shí)還可以降低多數(shù)載流子橫向輸運(yùn)電阻，提升電子傳輸能力。3）p+發(fā)射極/n++BSF（背場(chǎng)）：采用硼擴(kuò)散和磷擴(kuò)散形成高濃度摻雜區(qū)，兩區(qū)之間由未進(jìn)行重?fù)诫s的基區(qū)分隔開(kāi)。p+與N型硅基底形成p-n結(jié)，n++與N型硅基底形成高低結(jié)，增強(qiáng)載流子的分離能力。4）金屬電極：為降低串聯(lián)電阻、提高填充因子，進(jìn)而提升電池效率，電極通常采用物理蒸鍍鋁（Al）或者電鍍多層金屬的方式，以確保電極與p+和n++區(qū)的良好接觸，并配合光刻或刻蝕工藝，使金屬電極呈叉指狀排列。xBC電池結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的最顯著的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在轉(zhuǎn)換效率的提高。正面無(wú)柵線結(jié)構(gòu)，一方面增大受光面積，提高入射光利用率，提升電池短路電流密度；另一方面回避了受光面接觸電阻與摻雜濃度間的權(quán)衡問(wèn)題，可以一定程度地降低摻雜濃度以減小復(fù)合、提升鈍化能力，削弱摻雜區(qū)對(duì)入射光的寄生吸收，增大電池開(kāi)路電壓和短路電流。同時(shí)背面電極可以適當(dāng)增粗，以減小串聯(lián)電阻損失，提高電池的填充因子。BC同時(shí)又是一種高包容性的平臺(tái)型技術(shù)，可兼容TOPCon、HJT等N型主流電池技術(shù)，也可以兼容N、P型硅襯底。IBC中背面叉指式的電極結(jié)構(gòu)和HJT中非晶硅的鈍化結(jié)構(gòu)相結(jié)合，可構(gòu)成HBC（HeterojunctionBackContact）電池。電池正面維持HJT結(jié)構(gòu)，硅基底為N型，背面P區(qū)和N區(qū)均采用HJT非/微晶硅鈍化技術(shù)，P/N區(qū)金屬化工藝沿用HJT技術(shù)要求。HJT技術(shù)與BC結(jié)構(gòu)的兼容性目前是被普遍認(rèn)可的：1）BC結(jié)構(gòu)中載流子的輸運(yùn)路徑接近三維形態(tài)（TOPCon、HJT為準(zhǔn)一維輸運(yùn)），使得其天然無(wú)法實(shí)現(xiàn)較高的填充因子。減薄硅襯底可以盡可能增大填充因子，提高開(kāi)路電壓，獲得相對(duì)更高的效率，與HJT為降本去減小硅片厚度的工藝匹配，深化了減薄硅片在HJT技術(shù)路線上的意義。2）優(yōu)化金屬化技術(shù)、薄膜沉積工藝等，是當(dāng)前HJT路線降低制造成本的重要手段。銅電鍍作為有望助力HJT電池單瓦成本打平TOPCon的光伏行業(yè)全新金屬化方案，在圖形化環(huán)節(jié)對(duì)柵線線寬、高寬比等參數(shù)有較高要求，BC結(jié)構(gòu)背面P/N區(qū)制作同屬圖形化環(huán)節(jié)，可在制造過(guò)程中較好地與銅電鍍結(jié)合。3）在BC激光技術(shù)的優(yōu)化路徑上，激光產(chǎn)生的熱影響區(qū)對(duì)于需要低溫制程的氫化非晶硅而言，有望發(fā)展間接減材法，通過(guò)激光對(duì)材料的改性，實(shí)現(xiàn)更高效的激光輔助化學(xué)腐蝕方案，非晶/微晶轉(zhuǎn)變也有望通過(guò)激光誘導(dǎo)相變實(shí)現(xiàn)。IBC中背面叉指式的電極結(jié)構(gòu)和TOPCon中隧穿氧化硅/摻雜多晶硅的鈍化結(jié)構(gòu)相結(jié)合，可構(gòu)成TBC（TunnelBackContact）電池。依托PERC和TOPCon的核心鈍化技術(shù)，四種TBC結(jié)構(gòu)有望實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化：1）基于P型硅基的混合鈍化；2）基于P型硅基的全隧穿鈍化；3）基于N型硅基的混合鈍化；4）基于N型硅基的全隧穿鈍化。針對(duì)比較特殊的TBC結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，“基于P型硅基的混合鈍化（Al-p-TBC）”結(jié)構(gòu)要求背面P/N區(qū)位置、對(duì)應(yīng)電極位置都要極度精確和優(yōu)化。正面p+發(fā)射極、減反層，背面P區(qū)為局部發(fā)射極鈍化，背面N區(qū)為隧穿氧化硅/摻硼多晶硅鈍化，P區(qū)印刷鋁漿，N區(qū)燒結(jié)銀漿。PN結(jié)位于硅基底和SiO2/n-poly層之間，然而根據(jù)中科院微電子所的公開(kāi)報(bào)告內(nèi)容，除結(jié)區(qū)垂直方向上具有電場(chǎng)外，背面P區(qū)與N區(qū)之間的水平方向上也分布了較大的電場(chǎng)強(qiáng)度，這使得在兩個(gè)摻雜區(qū)域距離較近的情況下，電池內(nèi)部極易發(fā)生漏電，大大損失電極接收載流子的數(shù)量。在背面P區(qū)局部鋁背場(chǎng)接觸中，Al漿燒結(jié)后從電池內(nèi)部到外部形成“背場(chǎng)（Al-p+）-Al-Si共晶層–鋁電極”的多層結(jié)構(gòu)。背場(chǎng)與Al-Si共晶層的接觸區(qū)域?yàn)楦邚?fù)合發(fā)生區(qū)，界面復(fù)合速率高達(dá)105-107cm/s（中科院微電子所），理論模型下電池極限效率為26.9-27.1%，低于TOPCon（28.7%，雙面poly，ISFH）和HJT（29.2%，選區(qū)接觸，隆基）?！盎贜型硅基的全隧穿鈍化”技術(shù)被認(rèn)為是TBC路線的終極結(jié)構(gòu)形態(tài)。電池正面與Al-p-TBC結(jié)構(gòu)相同，采用N型硅基底，背面P區(qū)和N區(qū)均沿用TOPCon隧穿氧化硅/摻雜多晶硅鈍化方式，P區(qū)燒結(jié)銀鋁漿，N區(qū)使用純銀漿接觸。超薄二氧化硅層起到阻擋硼、磷等摻雜元素向襯底滲透的作用，從而緩解Al-p-TBC中的高復(fù)合問(wèn)題。這里我們使用“緩解”的用詞，因?yàn)殡m然SiO2層對(duì)磷、硼原子有一定的阻擋作用，但考慮到要發(fā)揮隧穿功能，厚度一般為1.2-2nm。該厚度下并不能完全避免滲透行為，一般滲透厚度在10-50nm，滲透越深，效率損失越大，因此即使是全poly的N型硅基TBC結(jié)構(gòu)也對(duì)摻雜濃度的大小和滲透深度的控制提出了較高的工藝要求，需要匹配優(yōu)異的激光工藝完成。4、xBC工藝流程較長(zhǎng)，產(chǎn)業(yè)化壁壘高4.1工藝流程環(huán)節(jié)增多，制程精度要求提高根據(jù)電池結(jié)構(gòu)，相同鈍化技術(shù)下的背接觸電池與常規(guī)電池工藝的主要區(qū)別有兩點(diǎn)：1）正面擴(kuò)散層材料選擇不同。常規(guī)電池中，正面擴(kuò)散層起發(fā)射極作用，與晶硅襯底載流子類(lèi)型相反，例如TOPCon電池采用N型襯底，則正面擴(kuò)散層摻硼獲得p+-Si；背接觸電池中，正面擴(kuò)散層起前場(chǎng)作用，與晶硅襯底載流子類(lèi)型相同，例如TBC電池采用N型襯底，則正面擴(kuò)散層摻磷獲得n+-Si。2）背面工序不同。背接觸電池的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了背面制作工藝較為復(fù)雜。一方面，背面存在兩種類(lèi)型的擴(kuò)散層，需要增加一道擴(kuò)散環(huán)節(jié)；其次，為了分離兩種類(lèi)型的擴(kuò)散層，需要增加兩道激光工序做好背面分區(qū)。4.2電池端增加多道激光工序，激光設(shè)備重要性顯著提升以TBC路線為例，常規(guī)TBC工藝流程包含三道激光環(huán)節(jié)，第一道實(shí)現(xiàn)圖形化，第二道隔離N/P區(qū)，第三道銜接金屬化。光伏電池中少數(shù)載流子運(yùn)動(dòng)的根本動(dòng)力是PN結(jié)內(nèi)建電場(chǎng)，為了讓電極接收到載流子，結(jié)構(gòu)中的PN接觸只能由襯底/異型擴(kuò)散層組成，例如TBC中有且只能由N型襯底/p-poly-Si成為PN結(jié)，杜絕n-poly與p-poly接觸導(dǎo)致短路的行為是非常關(guān)鍵的，也是xBC電池被認(rèn)為工藝難度大的主要原因。常規(guī)鍍膜、擴(kuò)散工藝的對(duì)象是整面材料，第一道激光的目的是去除部分一次摻雜后的膜層，劃分N/P區(qū)域；第二道激光在制作另一摻雜類(lèi)型膜層以后，去除N型摻雜與P型摻雜區(qū)的接觸部分，實(shí)現(xiàn)P/N隔離，在電池背面建立獨(dú)立的電子/空穴傳輸通道；第三次激光去除部分SiNx，以保證金屬漿料與硅形成直接接觸，順利導(dǎo)出載流子。在有限的硅片面積里，精準(zhǔn)控制P/N區(qū)的位置、間距涉及到激光與材料的相互作用。激光依靠材料內(nèi)部粒子間的熱傳遞破壞工作區(qū)，使其能被輕易去除。連續(xù)激光會(huì)在材料表面產(chǎn)生較大面積和深度的熱影響區(qū)，易對(duì)工作區(qū)周?chē)牟牧显斐善茐?。脈沖激光是一種冷加工方式，激光脈沖時(shí)間越短，熱影響區(qū)越小，工作區(qū)定位越精確，對(duì)其他區(qū)域的破壞程度越輕?？紤]到微觀粒子的熱傳導(dǎo)時(shí)間在10-9s-10-12s量級(jí)，在熱被傳遞到下一個(gè)粒子之前完成熔解，可以有效減輕熱影響。脈沖是指激光不連續(xù)發(fā)生并作用在材料表面，激光發(fā)生的持續(xù)時(shí)間不同，對(duì)材料的影響不同。當(dāng)脈沖寬度壓縮到納秒（ns，10-9）量級(jí)，材料表面瞬間氣化，同時(shí)產(chǎn)生沖擊波；當(dāng)脈沖寬度壓縮到皮秒（ps，10-12）量級(jí)及以下，材料在晶格震動(dòng)前就被氣化，僅有較小的沖擊波。當(dāng)前xBC工藝中運(yùn)用的激光技術(shù)都屬于減材法，無(wú)論是開(kāi)槽，或者曝光，都是以去除材料為目的。減材法又分為直接減材法、間接減材法。激光刻蝕就是一種直接減材法，利用超短脈沖打掉表面材料，可作用在任意區(qū)域，對(duì)材料的包容度也較大；間接減材法包括激光成像曝光（LDI）、激光輔助化學(xué)腐蝕等，通過(guò)激光改變材料在化學(xué)試劑中的腐蝕速度，再根據(jù)腐蝕時(shí)間控制腐蝕厚度，效率更高、反應(yīng)更可控。常規(guī)工藝路線外，激光增材法在摻雜環(huán)節(jié)也表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。激光脈沖沉積、激光誘導(dǎo)熱氧化、激光誘導(dǎo)相變是三種被認(rèn)為有望應(yīng)用于光伏的激光技術(shù)。增材法契合選區(qū)工藝的需求，直接對(duì)目標(biāo)區(qū)域改性，例如激光誘導(dǎo)下，單晶硅相變?yōu)槎嗑Ч瑁╬oly）。且根據(jù)脈沖寬度的不同，工藝區(qū)可以控制在納米-微米尺度。在背接觸結(jié)構(gòu)中，最后一道激光開(kāi)槽和金屬化密切相關(guān)。減反層開(kāi)孔面積決定金屬柵線線寬、高寬比等參數(shù)，高寬比越小，復(fù)合電流越小，開(kāi)路電壓提高。并且，N/P區(qū)開(kāi)口需要對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的擴(kuò)散區(qū)，且BC電池鈍化層相對(duì)較厚，優(yōu)質(zhì)的開(kāi)口深度和位置才能保證金屬漿料的有效接觸。金屬漿料，無(wú)論是純銀漿還是銀鋁漿，在BC電池中的應(yīng)用都是相對(duì)局限的。從工藝角度看，BC電池背面N/P區(qū)面積、形狀都不同，且間隔排列，絲網(wǎng)印刷網(wǎng)版方案需要重大調(diào)整。N/P區(qū)金屬化導(dǎo)電機(jī)制不同，對(duì)漿料的需求就不同；漿料體系不同，燒結(jié)固化的溫度隨之變化。N/P區(qū)協(xié)同共燒需要制作燒結(jié)窗口相互匹配的漿料，難度提高；從性能角度看，硅基襯底產(chǎn)生的光生載流子，無(wú)論是電子，還是空穴，都向底部電極運(yùn)動(dòng)，對(duì)漿料的接觸、復(fù)合提出更高要求。背面堿拋使得絨面平坦化，接觸電阻增大，對(duì)漿料導(dǎo)電性提出要求；從成本角度看，背面柵線對(duì)光照遮擋的要求較低，考慮到電極面積越大越利于電流輸出，這種情況下銀漿耗量大、成本高。銅電鍍從工藝、性能、成本三方面更適配xBC工藝路線升級(jí)。從工藝角度看，銅電鍍圖形化或采用直寫(xiě)/掩膜光刻技術(shù)，對(duì)比背面N/P分區(qū)的工藝要求，難度相對(duì)降低，可簡(jiǎn)化流程；從性能角度看，光刻工藝下，銅柵線線寬靈活可調(diào)且更加精細(xì)，易找到電流輸出與接觸面積的最佳平衡點(diǎn)，且純銅柵線相比銀漿導(dǎo)電性更好；從成本角度看，銅的材料成本低，能在一定程度上降低之前行業(yè)所詬病的xBC電池生產(chǎn)成本。4.3組件端：全新的互聯(lián)方式，串焊環(huán)節(jié)變化較大BC電池背面電極排布特殊，對(duì)有效光照面積沒(méi)有極致利用的需求，對(duì)焊帶形狀的包容性相對(duì)較高。組件互聯(lián)工藝延續(xù)電池端對(duì)N/P區(qū)精細(xì)隔離的高要求，尤為重視局部絕緣化處理，當(dāng)前市場(chǎng)給出的xBC組件方案可以分為柔性互聯(lián)和剛性互聯(lián)。柔性互聯(lián)方案使用焊帶直接串接多片電池片，對(duì)絕緣化處理有兩種思路：1）使用絕緣膠，隔離焊帶和周?chē)?xì)柵。2）制作導(dǎo)電段與絕緣段交替分布的特殊焊帶。以隆基方案為例，同一條焊帶的導(dǎo)電段同時(shí)焊接相鄰兩個(gè)電池片的正極區(qū)域和負(fù)極區(qū)域。剛性互聯(lián)方案使用金屬件連接相鄰電池片，相同極性的busbar終止于在電池片某一側(cè)的焊盤(pán)區(qū)域，金屬件連通相鄰電池片的不同極性輸出端。連接件由導(dǎo)電材料組成，可以是金屬、合金或者含金屬元素的化合物。金屬件中間多處開(kāi)孔為應(yīng)力緩解區(qū)，提高組件連接可靠性。該方案中，busbar與不同極性連接件、不同極性busbar匯聚區(qū)域之間要保證良好的絕緣，防止短路。無(wú)論是何種互聯(lián)方案，考慮到xBC電池為單面焊接，硅片易受熱彎曲，增加工藝難度，當(dāng)前市場(chǎng)主流串焊設(shè)備難以滿足需求，需要搭配BC電池專(zhuān)用串焊機(jī)。5、重點(diǎn)公司分析5.1奧特維：光伏設(shè)備平臺(tái)化龍頭企業(yè)，充分受益于電池、組件技術(shù)迭代奧特維是光伏、鋰電、半導(dǎo)體領(lǐng)域知名的智能裝備制造商，集團(tuán)旗下?lián)碛袏W特維智能、松瓷機(jī)電、奧特維旭睿、奧特維科芯、立朵科技等子公司，光伏相關(guān)產(chǎn)品覆蓋產(chǎn)業(yè)鏈的拉棒、硅片、電池、組件四大環(huán)節(jié)，核心產(chǎn)品光伏串焊機(jī)擁有強(qiáng)勁的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，獲得行業(yè)龍頭企業(yè)客戶的高度認(rèn)可，市場(chǎng)占有率位居行業(yè)第一。2023年前三季度，公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入42.39億元，同比+76.74%；實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤(rùn)8.51億元，同比+79.52%；Q3單季度實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入17.2億元，同比+94.38%，環(huán)比+16.51%；實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤(rùn)3.29億元，同比+87.64%，環(huán)比+9.30%。截至2023Q3，公司在手訂單114.83億元，同比增長(zhǎng)75.93%；新簽訂單89.92億元，同比增長(zhǎng)75.93%，其中Q3新簽訂單32.12億元，絕對(duì)額繼續(xù)創(chuàng)歷史新高。根據(jù)公司與2023年9月6日回復(fù)上證e互動(dòng)的內(nèi)容，公司最早于2014年已經(jīng)和客戶共同研發(fā)推出IBC串焊機(jī)。儲(chǔ)備了豐富的BC串焊機(jī)技術(shù)。目前公司在解決BC電池翹曲問(wèn)題方面取得較大進(jìn)展，已在多個(gè)頭部客戶端驗(yàn)證。由于BC電池工藝較此前PERC、TOPCon、HJT等電池工藝變化較大，因此對(duì)于串焊機(jī)提出了新的要求。由于適用于BC工藝的串焊機(jī)技術(shù)難度較高，因此串焊機(jī)產(chǎn)品價(jià)值量及盈利能力及有望進(jìn)一步提升。5.2帝爾激光：激光方案覆蓋光伏多條技術(shù)路線，與龍頭企業(yè)保持緊密合作帝爾激光是業(yè)內(nèi)少數(shù)能夠提供全方位高效太陽(yáng)能電池激光加工綜合解決方案的企業(yè)。TOPCon路線上，激光SE設(shè)備、激光誘導(dǎo)燒結(jié)LIF設(shè)備均取得大量量產(chǎn)訂單，2023年2月，公司官微宣布，TOPConSE一次激光摻雜設(shè)備訂單累計(jì)產(chǎn)能突破100GW；2023年8月，公司官微宣布，激光誘導(dǎo)燒結(jié)LIF設(shè)備助力TOPCon實(shí)現(xiàn)效率增益0.2%以上，截至今年9月累計(jì)產(chǎn)能突破100GW。HJT路線上，激光修復(fù)LIA設(shè)備今年獲得國(guó)外客戶量產(chǎn)訂單。xBC路線上，全新激光組件設(shè)備可以優(yōu)化工序、減少電池片損傷、提高焊接效率；激光微蝕刻設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)隧穿鈍化層上的大面積高精細(xì)化蝕刻，已取得客戶量產(chǎn)訂單。5.3英諾激光：深耕激光核心技術(shù)，有望擴(kuò)大在光伏領(lǐng)域的應(yīng)用英諾激光是A股唯一從事固體激光器及應(yīng)用解決方案的上市公司，是全球少數(shù)同時(shí)具有納秒、亞納秒、皮秒、飛秒級(jí)微加工激光器核心技術(shù)的供應(yīng)商。公司自主研發(fā)的的QuaPulse激光時(shí)空調(diào)控技術(shù)，通過(guò)多維度精準(zhǔn)調(diào)制手段，可實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜的摻雜調(diào)控。根據(jù)公司官微報(bào)道，滿足量產(chǎn)需求的TOPCon電池激光SE設(shè)備、激光沖擊強(qiáng)化LSP設(shè)備，BC電池激光開(kāi)膜設(shè)備等已成功研發(fā)并推向市場(chǎng)。2023年8月，公司官微宣布，TOPCon電池激光SE直摻設(shè)備助力普樂(lè)科技電池量產(chǎn)效率達(dá)25.66%，提效0.25%以上。公司運(yùn)用自主研發(fā)的QuaPulseTM激光時(shí)空調(diào)制技術(shù)，結(jié)合穩(wěn)定先進(jìn)的自動(dòng)化裝備和對(duì)激光與材料相互作用的深刻認(rèn)識(shí)，解決了激光一次硼擴(kuò)的難題，碎片率、Uptime等關(guān)鍵指標(biāo)均已經(jīng)達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平，提效水平相比平均水平高0.03%-0.05%，截至8月累計(jì)訂單近20GW。2023年10月，公司官微宣布，激光沖擊強(qiáng)化LSP設(shè)備助力TOPCon電池轉(zhuǎn)換效率突破26.2%，效率增益0.3%以上，開(kāi)壓高達(dá)732mV，已獲得批量訂單。LSP技術(shù)的量產(chǎn)導(dǎo)入可以快速實(shí)現(xiàn)TOPCon電池的降本增效，提高電池片檔位和組件功率，為高效晶硅電池的發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)力。在xBC電池路線上，公司官微報(bào)道，532nm綠光皮秒激光器單脈沖能量330uJ以上，優(yōu)越的光束質(zhì)量（M2<1.1）和完美的光斑圓度（>95%）及脈沖穩(wěn)定性，可以滿足大光斑整形的需求及xBC電池開(kāi)膜的能量需求。5.4隆基綠能：一體化組件龍頭，xBC產(chǎn)能規(guī)劃行業(yè)領(lǐng)先隆基綠能為光伏行業(yè)一體化龍頭公司，也是行業(yè)內(nèi)最早確定以xBC為后續(xù)主要電池技術(shù)路線的一體化龍頭廠商。根據(jù)隆基公開(kāi)交流口徑，隆基后續(xù)的電池技術(shù)路