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TOPCon 电池提效工艺

2025-05-06 09:05:09

1）边缘钝化：预计提效 0.2%+现有组件普遍以半片电池的形式封装而成，因此基于整片硅片沉积功能层之后，需要通过激光切割得到半片电池。电池片切割后产生新的表面，而新表面往往存在大量悬挂键、杂质、晶格缺陷等复合中心，导致效率损失。边缘钝化是采用原子层沉积（ALD）技术指在半片电池的新鲜表面沉积 AlOx 钝化层以减少

1）边缘钝化：预计提效 0.2%+

现有组件普遍以半片电池的形式封装而成，因此基于整片硅片沉积功能层之后，需要通过激光切割得到半片电池。电池片切割后产生新的表面，而新表面往往存在大量悬挂键、杂质、晶格缺陷等复合中心，导致效率损失。

边缘钝化是采用原子层沉积（ALD）技术指在半片电池的新鲜表面沉积 AlOx 钝化层以减少载流子复合、提高电池效率。根据钧达股份公众号，导入半片钝化技术有望使电池转换效率提升 0.2%；根据理想晶延公众号，边缘钝化技术可使组件端效率提升 6-8W，随着设备的持续迭代优化，预计最终提效水平可达到 0.2%以上。

从进展来看，当前头部企业已经陆续导入量产，我们认为边缘钝化是现有提出的提效手段中效果最显著、年内导入确定性最强的技术之一，并且随着上半年电池片环节盈利逐渐修复，未来两年内有望发展成为 TOPCon 产线的标配工艺。

2）栅线优化：有望提效 0.1%+

电池的金属化结构既涉及金半接触电阻、光照面积遮挡对效率的损失，也与金属耗量对成本的影响相关，伴随着降本和增效两个主题，栅线部分是电池结构优化升级时的重点关注对象。

截至 2025Q1，从目标导入量产的栅线工艺来看，可以分为基于传统栅线架构的高宽比优化和新型栅线架构。优化栅线高宽比可以: 1）增强栅线上的光反射到电池中；2）减少串联电阻；3）增强结构稳定性等进而提高电池转换效率。

现有的金属化工艺均基于二次印刷技术，第一次印刷形成金半接触；第二次印刷调整栅线高度，提高机械强度，优化高宽比，降低串联电阻。新型栅线架构或将基于种子层方案，采用激光工艺，在较少的银耗下制作高宽比优异、更加致密的种子层，起电流收集和传输的作用。根据晶科能源在 3 月的投资者交流中所提到的隐形栅线结构，可将 TOPCon 与 BC因正面遮挡的效率差距从当前的 0.3-0.5%降低至 0.2%以内，是未来三年公司 TOPCon 技术升级的重要路径。

3）背面 poly 减薄：预计提效 0.15%+

Poly 层（多晶硅）在 TOPCon 结构中起到钝化和介电层的作用，除了减少载流子的复合几率，还可以为硅基和金属电极提供良好的欧姆接触，有利于载流子输出。然而多晶硅材料由于本身的材料特性和掺杂浓度具备严重的寄生光吸收，虽然吸收光子但无法转化为有效的电子空穴对，从而损失电池效率。

背面 poly 减薄，也被称为 poly finger、背面 poly 图形化，是指将 poly 层的厚度调整为电极下方较厚、非电极区域较薄的结构，从而平衡钝化、金半接触电阻和光电转换之间的关系，从而提高电池效率。

背面 poly 减薄对于激光的精度、能量密度要求提高，对于电池制造企业而言，poly 图形化工艺可以类比 BC 背面的 N/P 区图形化，在结构及工艺设计上难度提高；对于设备企业，相比 LECO 开发时期，对激光企业的研发能力提出了更高的要求，也更加需要与电池生产企业共同配合解决去推动设备和工艺进一步成熟。

4）多分片：组件端功率提升技术

光伏电池片串联封装成组件后，每片电池输出电流大小与其面积相关，大尺寸电池片伴随着更大的电流，从而导致更高的功率损失，因此将完整电池片分割成两片甚至更多片数，可以减小由电流引起的功率损耗、提升组件功率。

天合光能早在 2020 年就研究提出，虽然随着电池分片数量增加，功率相应提升，但也会使组件相关制程难度大幅提升，同时对良率产生较大影响，针对 210 组件，三分片结合多主栅是更优选的组件技术解决方案。根据光伏行业协会，2023 年半片组件市场占比为97.1%，多分片组件市场占比为 2.0%，并预计未来多分片组件占比将持续提升。

除上述工艺外，年内钢网印刷、浆料湿重下降、LECO 优化等现有技术持续升级有望进一步助力 TOPCon 电池降本增效。

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