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TOPCon 電池提效工藝

2025-05-06 09:05:09

1）邊緣鈍化：預計提效 0.2%+現有組件普遍以半片電池的形式封裝而成，因此基于整片硅片沉積功能層之后，需要通過激光切割得到半片電池。電池片切割后產生新的表面，而新表面往往存在大量懸掛鍵、雜質、晶格缺陷等復合中心，導致效率損失。邊緣鈍化是采用原子層沉積（ALD）技術指在半片電池的新鮮表面沉積 AlOx 鈍化層以減少


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1）邊緣鈍化：預計提效 0.2%+


現有組件普遍以半片電池的形式封裝而成，因此基于整片硅片沉積功能層之后，需要通過激光切割得到半片電池。電池片切割后產生新的表面，而新表面往往存在大量懸掛鍵、雜質、晶格缺陷等復合中心，導致效率損失。
邊緣鈍化是采用原子層沉積（ALD）技術指在半片電池的新鮮表面沉積 AlOx 鈍化層以減少載流子復合、提高電池效率。根據鈞達股份公眾號，導入半片鈍化技術有望使電池轉換效率提升 0.2%；根據理想晶延公眾號，邊緣鈍化技術可使組件端效率提升 6-8W，隨著設備的持續迭代優化，預計最終提效水平可達到 0.2%以上。


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從進展來看，當前頭部企業已經陸續導入量產，我們認為邊緣鈍化是現有提出的提效手段中效果最顯著、年內導入確定性最強的技術之一，并且隨著上半年電池片環節盈利逐漸修復，未來兩年內有望發展成為 TOPCon 產線的標配工藝。


2）柵線優化：有望提效 0.1%+
電池的金屬化結構既涉及金半接觸電阻、光照面積遮擋對效率的損失，也與金屬耗量對成本的影響相關，伴隨著降本和增效兩個主題，柵線部分是電池結構優化升級時的重點關注對象。
截至 2025Q1，從目標導入量產的柵線工藝來看，可以分為基于傳統柵線架構的高寬比優化和新型柵線架構。優化柵線高寬比可以: 1）增強柵線上的光反射到電池中；2）減少串聯電阻；3）增強結構穩定性等進而提高電池轉換效率。


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現有的金屬化工藝均基于二次印刷技術，第一次印刷形成金半接觸；第二次印刷調整柵線高度，提高機械強度，優化高寬比，降低串聯電阻。新型柵線架構或將基于種子層方案，采用激光工藝，在較少的銀耗下制作高寬比優異、更加致密的種子層，起電流收集和傳輸的作用。根據晶科能源在 3 月的投資者交流中所提到的隱形柵線結構，可將 TOPCon 與 BC因正面遮擋的效率差距從當前的 0.3-0.5%降低至 0.2%以內，是未來三年公司 TOPCon 技術升級的重要路徑。

3）背面 poly 減薄：預計提效 0.15%+
Poly 層（多晶硅）在 TOPCon 結構中起到鈍化和介電層的作用，除了減少載流子的復合幾率，還可以為硅基和金屬電極提供良好的歐姆接觸，有利于載流子輸出。然而多晶硅材料由于本身的材料特性和摻雜濃度具備嚴重的寄生光吸收，雖然吸收光子但無法轉化為有效的電子空穴對，從而損失電池效率。
背面 poly 減薄，也被稱為 poly finger、背面 poly 圖形化，是指將 poly 層的厚度調整為電極下方較厚、非電極區域較薄的結構，從而平衡鈍化、金半接觸電阻和光電轉換之間的關系，從而提高電池效率。

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背面 poly 減薄對于激光的精度、能量密度要求提高，對于電池制造企業而言，poly 圖形化工藝可以類比 BC 背面的 N/P 區圖形化，在結構及工藝設計上難度提高；對于設備企業，相比 LECO 開發時期，對激光企業的研發能力提出了更高的要求，也更加需要與電池生產企業共同配合解決去推動設備和工藝進一步成熟。

4）多分片：組件端功率提升技術
光伏電池片串聯封裝成組件后，每片電池輸出電流大小與其面積相關，大尺寸電池片伴隨著更大的電流，從而導致更高的功率損失，因此將完整電池片分割成兩片甚至更多片數，可以減小由電流引起的功率損耗、提升組件功率。

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天合光能早在 2020 年就研究提出，雖然隨著電池分片數量增加，功率相應提升，但也會使組件相關制程難度大幅提升，同時對良率產生較大影響，針對 210 組件，三分片結合多主柵是更優選的組件技術解決方案。根據光伏行業協會，2023 年半片組件市場占比為97.1%，多分片組件市場占比為 2.0%，并預計未來多分片組件占比將持續提升。

除上述工藝外，年內鋼網印刷、漿料濕重下降、LECO 優化等現有技術持續升級有望進一步助力 TOPCon 電池降本增效。

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  佰詩得能源科技，德國Phoenix電氣集團投資，國家高新技術和“專精特新”企業。專注于“電子、電池、光伏及大化工”數字化優化節能業務，公司擁有一系列冷、熱系統的專利與核心技術，采用合同能源管理的商業模型幫助工業企業解決冷、熱系統運行中的頑疾，完成向UE2（Ultra Energy Efficiency）超高效數字化運營轉型，顯著降低企業能耗和碳排放，為邁向綠色工廠奠定堅實基礎。

 

 


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