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（报告出品方/作者：西部证券，杨敬梅）一、为什么HJT的转换效率较高？HJT电池利用晶体硅（cSi）和非晶体硅（αSi）薄膜制成，结合了晶硅太阳能电池片和薄膜技术的双重优势，由于薄膜具备光吸收强、钝化性能优的特点，HJT电池转换效率可达到25%以上，HJT电池具备六大优势：1）高开路电压，转换效率高；2）功率衰减低；3）温度系数低，输出功率稳定；4）结构对称，支持硅片薄片化和双面发电；5）工艺流程短；6）可结合其他技术，具备转换效率升级空间。优势一：HJT开路电压高，转换效率高HJT电池具备较高的转换效率。HJT电池结构以N型单晶硅(c-Si)为衬底光吸收区，经过制绒清洗后，其正反面依次沉积本征非晶硅薄膜(i-a-Si:H)和掺杂的P型非晶硅(p-a-Si:H)，与硅衬底形成p-n异质结。双面沉积的透明导电氧化物薄膜(TCO)不仅可以减少收集电流时的串联电阻，还能起到类似晶硅电池上氮化硅层的减反作用，从而形成较高的开路电压，提高转换效率。HJT理论效率可达27.5%，目前澳大利亚电镀技术初创公司SunDrive联合异质结设备龙头企业迈为股份，在全尺寸(M6尺寸，.5cm)单晶HJT电池上的最高转换效率达到25.54%。HJT电池实现高转化效率的核心在于氢化本征非晶硅薄膜。HJT电池高转换效率源于高开路电压，HJT电池的开路电压（VOC）可以接近mV，而普通PERC电池则普遍低于mV。HJT电池的高开路电压主要因为加入氢化本征非晶硅薄膜，薄膜具备优良的钝化效果，光生载流子可以贯穿氢化非晶硅薄膜，因此不需要激光开膜或形成欧姆接触，可以有效减少复合。优势二：HJT电池具备结构优势，功率衰减低光伏组件在投运一段时间后，最大输出功率会低于投运初始值，衰减率越低，组件发电效率越高，发电量就越高。衰减类型分为LID（光热衰减）和PID（电位诱导衰减）。与PERC相比，HJT在结构方面具备衰减率低的优势。HJT电池采用N型硅片，不存在LID衰减问题。LID指组件首次暴露在光照下后功率损失的百分比，LID衰减机理为硼氧复合导致，即由P型（掺硼）晶体硅片制作的组件，在光照的作用下，硅片中的硼和氧产生复合体，从而降低了其少子寿命。由于HJT电池衬底通常为N型单晶硅，而N型单晶硅为磷掺杂，不存在P型晶硅中的硼氧复合、硼铁复合等，所以HJT电池对于LID效应是免疫的。HJT的TCO薄膜可在结构上避免出现PID衰减。PID衰减主要由于晶体硅光伏组件中的电路与其接地金属边框之间的高电压导致。在高电压的作用下，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，从而导致衰减。HJT电池的表面沉积有TCO薄膜，无绝缘层，TCO具有导电特性，电荷不会在表面产生极化现象，无电位诱导衰减PID，从结构上避免PID现象的发生，而且市场和组件可靠性测试方面也没有发现过PID效应。HJT衰减率明显低于PERC。从首年衰减数据来看，根据隆基泰州实证电站测试的数据，其单晶PERC组件曝晒一年后正面功率平均衰减0.55%，HJT组件仅衰减了0.25%，为PERC衰减率的一半。从长期使用的组件衰减率来看，目前常规的PERC组件衰减方面，一般一线企业承诺10年衰减10%，25年衰减20%。据三洋公布的HJT电池衰减：使用13年的组件功率只衰减了2-3%，HJT衰减率大幅降低。优势三：低温度系数，输出功率稳定光伏电池温度系数是影响发电量的重要参数。温度系数是指电池的属性随着温度变化而变化的比率，由于温度上升，电池电阻升高，开路电压下降，因此电池输出功率随着温度上升而下降。温度系数越低的电池，越不易受升温的影响，输出功率更加稳定。HJT电池温度系数优于PERC、TOPCon。目前常规PERC电池温度系数一般为-0.45％~-0.35%/℃，TOPCon电池温度系数一般为-0.29%~-0.28%/℃，而HJT电池的功率温度系数通常为-0.25~-0.2％/℃，优于PERC及TOPCon电池。HJT的低温度系数意味着在组件高温运行环境中，HJT电池具有相对较高的发电性能，从而实现了发电量增益，并且降低了系统的度电成本。HJT温度系数低的主要原因是开路电压高以及串联电阻。开路电压随着温度的升高而降低，HJT电池具有较高的开路电压，单片电压达到mV以上，而PERC电池普遍低于mV，因此当温度下降时，HJT电池开路电压的影响程度相对较小。另一方面，HJT电池表现出串联电阻对温度的依赖性，由于HJT电池不同薄膜之间的界面处Rs成分是一种阻挡层，在高温下电阻会降低，串阻下降后，电池的转换效率会得到一定提升。HJT电池可大幅降低升温对电池功率的损失。根据坎德拉的测试数据，分别选取-0.24%/℃温度系数的HJT组件和温度系数为-0.35%/℃的PERC组件，放到格尔木、银川、阿布扎比等温差较大的地区进行试验，采用固定支架的情况下，HJT电池温度损失率较PERC低0.6%~2.8%，采用跟踪支架的情况下，HJT电池温度损失率较PERC低0.8%~3%，HJT输出功率更为稳定。优势四：HJT电池结构对称，支持硅片薄片化和双面发电HJT电池结构对称，双面率高。HJT电池是在单晶硅片的两面分别沉积本征层、掺杂层和TCO以及双面印刷电极，HJT电池具有双面对称性，正反面受光照后都能发电，可以做成双面组件。PERC电池的双面率(背面效率与正面效率比值)一般为60%-70%，并且由于背面特殊的钝化开槽设计使得其双面率难以进一步提高，而HJT高度对称结构使其双面率能够达到90%-96%，其年平均发电量比单面电池片组件高出约10%。HJT的对称结构和低温工艺有利于硅片薄片化应用。HJT电池片的对称结构减少了电池制作中的机械应力和热应力，HJT整个工艺通常不超过℃，硅片本身受热损伤和热形变影响小，可以使用更薄的硅片，因此更适合薄片化发展，日本三洋早年的HJT电池厚度可达98μm。根据solarzoom的数据显示，以-μm的HJT电池与μm的PERC电池对比，薄片化的HJT电池转换效率的损失不足0.1%，而且碎片率的上升也不到2%。却带来了单瓦硅耗的减少，大幅降低了硅成本。优势五：工艺流程短，利于产业化HJT电池生产工艺流程较短。HJT电池生产过程的核心即为各层薄膜的沉积，不涉及扩散、注入等工艺，整体而言其工艺流程较短，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4个工艺环节。而BSF电池需要6道工艺、PERC需要8道工艺、TOPCON需要10多道工艺，HJT是目前光伏电池中工艺流程较短的技术路线，较短的工艺流程降低了工艺控制的复杂程度和产业化的难度，可以同时提高电池片良率和生产效率，目前已实现HJT量产的产线产品良率可稳定在98%以上。HJT电池生产主工艺分为以下4步：①清洗制绒：对硅片进行清洗并形成绒面以陷光，采用RAC工艺或臭氧清洗，清洗制绒设备约占设备总投资的10%。②非晶硅薄膜沉积：非晶硅薄膜沉积是形成HJT结构的关键，采用PECVD设备完成，约占设备总投资的50%。③TCO镀膜：双面沉积透明导电氧化物薄膜，具备良好的透光性和导电性，降低了表面光反射损失，同时弥补非晶硅薄膜导电性差的特点，收集载流子并运输到电极上。工艺上采用RPD或PVD设备，约占设备投资额的25%。④丝网印刷：金属极化，与P-N结两端形成紧密的欧姆接触，约占设备总投资额的15%。优势六：可结合钙钛矿、IBC提升转换效率，HJT技术生命周期长HJT电池具备转换效率提升空间。HJT电池转换效率已位居晶硅电池前列，但仍有进一步的提效空间，可通过提高开路电压、短路电流、填充因子三方面着手提效。HJT作为底层平台技术，可搭载IBC和钙钛矿等其他工艺进一步提升转换效率，转换效率最高已提升至30%+，具备较强的延展空间。HJT+IBC=HBC，转换效率可提升至26%+。IBC是将正负电极移到电池片背面，特点为P-N结在背面呈叉指状间隔排列，而正面无栅线遮挡，因此避免了遮光电流损失。HBC在IBC基础上在电池背面插入非晶硅钝化层和透明导电膜层，具有更好的钝化效果。年日本Kaneka公司HBC电池实验室效率可达26.63%。HJT是最适合叠钙钛矿的电池，HJT+钙钛矿叠层工艺可将电池转换效率提升至30%+。HJT晶体硅主要吸收太阳的红外光，而钙钛矿可有效利用紫外和蓝绿光，叠层技术用低温沉积工艺（PVD/CVD方式）实现短波长吸收（钙钛矿）和长波长吸收（HJT）的结合，从而拓宽太阳电池对太阳光谱的能量吸收范围，大幅提高转换效率。年OxfordPV光伏钙钛矿晶硅叠层电池在1.12平方厘米的面积上达到了29.52％的实验室转换效率，后续甚至有望进一步提升至30%以上。二、目前HJT的产能和量产情况如何？HJT发展历程：经历47年，21年逐步量产HJT发展至今已有47年时间，伴随着技术的迭代、转换效率的提升，HJT发展可分为三个阶段：-年，HJT研发阶段。年WalterFuhs提出非晶硅与晶硅结合的HJT结构，并于年研制出HJT电池，但转换效率仅12.3%。年日本三洋首次在硅异质结结构的太阳能电池中应用本征非晶硅薄膜，实现了异质结界面钝化作用，其转换效率高达18.1%，日本三洋申请了专利。-年，HJT工艺发展阶段。年日本三洋生产HJT光伏组件，此后HJT电池的转换效率不断提高，3年三洋HJT太阳能电池的实验室效率达到了21.3%。年，松下（收购三洋）研制了厚度仅有98μm的HJT电池，效率达24.7%。年，松下采用IBC技术，将HJT电池的转换效率提升到25.6%。德国光伏设备公司RothRau（后被梅耶博格收购）以及法国国家太阳能研究所（CEA/INES）也投入HJT电池的研发。-至今，国产商业化阶段。年后，松下对于HJT电池的专利已经过期，技术壁垒消除，国产厂商纷纷布局HJT。年，晋能试生产HJT电池，年实际产能已经达到50MW，年3月，晋能HJT电池量产平均效率突破23.79%；通威、爱康等厂商宣布GW级量产线计划，HJT电池规模化应用在即。HJT产能：量产产能有望快速增长年全球HJT在产产能已超5GW，国产厂商产能占比超30%。根据PVInfoLink统计，年全球HJT在产产能已超过5GW，包括松下在日本和马来西亚合计1GW的产能、REC新加坡MW产能、国内钧石MW产能、晋能MW产能、通威合肥（MW）、成都（MW）、华晟MW在产产能等。目前在产的中试线产能4GW左右，全球在产的量产线合计产能约为1.5GW，在产HJT产能中国产电池企业产能占比约50%。GW级投资规划频出，年HJT新投资产能有望达10~15GW。目前华晟新能源、钧石能源、山煤国际、通威股份、爱康科技、东方日升、明阳智能、金刚玻璃等企业均已宣布投资新建GW级的HJT相关项目，据公开资料显示，目前市场上规划HJT电池片技术的产能有近40GW+。年10月，通威完成1GW的HJT电池招标，标志着HJT电池开启GW级建设时代，根据目前的扩建项目情况统计，我们预计21年将新增10GW的HJT招标产能。HJT转换效率：量产线最高转换效率已突破25%国内中试线转换效率突破25%+，半年时间转换效率提升近1pct。中试线方面，HJT电池于Q3开始在国内多条中试线上实现约24.0-24.3%的平均转换效率（晋能、通威合肥、通威成都），阿特斯21年3月末电池效率达23.9%，备受市场

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