1、N型电池产业化现状与发展趋势宋登元 博士首席技术官一道新能源科技（衢州）有限公司2022.8.19目 录l N型TOPCon技术最具性价比l TOPCon关键技术和工艺l 一道新能N型电池技术路线l 结语N型TOPCon技术最具性价比3光伏产业技术迭代加速 N型技术革命已经到来l P型单晶PERC电池为主，量产效率为23.2%，P型PERC电池理论转换效率极限为24.5%，目前量产效率已经逼近其理论极限。l 由于TOPCon的低成本，目前有20多家公司已经全面切入N型TOPCon电池的研发和生产中，预计产能达到60GW+，2022年产量达15-20GW，未来是N型单晶硅技术快速发展时期。4HJ

2、TTOPConPERC2020-2025 PERC、TOPCon HJT制造成本下降趋势lTOPCon可以兼容 PERC 产线设备l工艺成熟效率提升潜力大关键设备成熟高l投资成本相较于其他N型电池技术更具有经济性l投资2亿元/GWl实验室电池效率26%l理论效率28.7%，l效率有很大提升空间投资经济性显著 2030年 目标：50%市场lPERC的人才储备l关键设备成熟 五大因素决定一道发展N型TOPCon技术路线设备兼容度良好l2022年TOPCon电池规划60GW+l出货15GW+10GW+出货量TOPCon电池元年的5大标志5N N型型T TO OP PC Co on n关关键键技技术术

3、和和工工艺艺6l ISFH基于载流子选择性的理论对太阳能电池的理论效率进行分析l 背面钝化接触结构的TOPCon电池的理论极限效率为27.1%，双面钝化n-Topcon电池最高28.7%，高于PERC的24.5%极限效率TOPCon太阳电池理论效率研究7l PERC升级为TOPCon电池有二种技术路线l 背面钝化接触TOPCon，双面钝化接触TOPCon从PERC到TOPCon技术路线：100%兼容升级8TOPCon电池效率损失分析l 目前TOPCon电池与2016年PERC电池初期解决的问题一样，在钝化层技术、金属化技术、产业技术上都需要进行优化和提升。l 由于目前TOPCon技术没有解决不

4、了的技术瓶颈，预计随着产量的增加，各个生产厂家的技术投入，像当年PERC电池发展那样，效率提升会加速，成本会快速下降。从历史看TOPCon量产将会重复PERC的工业化过程9TOPCon电池电流流动PERC电池电流流动2022年TOPCon电池2016年PERC电池l 从BSF和PERC电池发展 能够推测TOPCon电池产业化效率发展l 预计TOPCon电池产业化效率从目前的24.3%提升到2025年的25.5%以上从BSF和PERC电池发展 分析OPCon产业化效率趋势10BSF单晶电池PERC单晶电池TOPCon单晶电池？我国BSF和PERC电池量产效率发展，看TOPCon？1 10 0年，

5、1 17 7%-2 20 0.2 2%6 6年，2 20 0.5 5%-2 23 3.2 2%3 3年，2 24 4.3 3%-2 25 5.5 5%电注入/光注入工业化TOPCon电池两大工艺路线：LPCVD与PECVD多主栅钝化接触背场 目前按照不同的钝化接触结构制备方式，工艺流程大致分为三种：lLPCVD SiOx/i-polySi+磷扩散lPEALD/PECVD SiOx/n+a-Si+退火lPVD SiOx/n+a-Si+退火制绒磷扩散 LPCVD 隧穿氧化层+本征多晶硅层正面氧化铝钝化退火清洗去绕镀BCl3硼扩散湿法刻蚀PVD 隧穿氧化层+原位掺杂非晶硅层PECVD隧穿氧化层+原位

6、掺杂非晶硅层清洗去绕镀退火背面氮化硅钝化正、背面金属化正面氮化硅钝化清洗1190%以上份额2个TOPCon背面关键技术：SiOx均匀性和厚度*来源：*Q.Wang et al,Solar Energy Materials and Solar Cells 208(2020)110423 SiOx2nm，载流子穿过氧化硅层是针孔机制+隧穿机制 1.43nm和1.25nm，FF较差由于隧穿导电机制不能提供充足的导电，不能较好阻挡磷杂质进入硅衬底 SiOx=1.55nm，得到比较好的钝化效果隧穿机制针孔机制1213l背面重掺杂多晶硅层厚度增加，处理窗口变大，150nm iVoc达到745mV，Jo降低

7、到2fA/cm2l多晶硅层越厚，不容易烧穿，金属化烧结窗口越宽，硅带来显著的长波段寄生吸收，导致短路电流损失，145 nm poly-Si引起0.5mA/cm2的电流损失，多晶硅的厚度降低有利于提升电流；过薄的多晶硅层会导致磷原子在硅衬底内拖尾现象明显l实验发现，采用掺碳多晶硅可以降低多晶硅的寄生，提升长波段的EQE响应，有利于提升光电流来源：Energy&Envi.Sci,2021.10:10392个TOPCon背面关键技术：多晶硅厚度与掺杂*2个TOPCon正面关键技术：方块电阻l 发射区的钝化膜Al2O3具有很好的钝化特性，方阻150/sq时J0=6fA/cm2。发射极方块电阻对Jo和开

8、路电压的影响l 随着发射极方块电阻的增加，表面俄歇复合降低，开路电压增加，iVoc可达715mV142个TOPCon电池正面关键工艺：氧化铝厚度氧化铝镀膜方法氧化铝薄膜制备ALD板式ALD管式ALDPEALDPECVD管式PECVD板式PECVDAPCVDAPCVD氧化铝带有有固定负电荷氧化铝膜可为TOPCon电池的发射极提供优异的表面钝化效果3-5nm 氧化铝薄膜效果最好，复合降到电流15fA/cm2以下N-Si15一道新能N型电池技术路线与量产16一道新能 TOPConN型产业化效率进展l 量产平均电池效率达到了24.7%，电池效率具有窄的分布，更偏向于高效率。l 预计TOPCon高效电池

9、产业化效率从目前的24.7%提升到2022年的25%以上Front cell surfaceBack cell surface六六九九硅硅业业中中央央控控制制室室 N型光伏产品白皮书发布（2022.7.13）18DAON 8大电池技术l 先进钝化接触技术VS渐变膜技术l 超薄PolySiVSSMBB金属化技术l 边缘钝化技术VS无损切割技术l 先进组件陷光VS封装技术六六九九硅硅业业中中央央控控制制室室 N型光伏系列产品19一道新能 N型电池技术路线目前效率：24.7%电池效率进展远超CPIA技术路线图预期结论与展望随着TOPCon电池技术的成熟，具有达到大规模产业化26%以上效率的潜力。工艺的简化、银浆用量以及设备价格降低，竞争力越来越明显从目前光伏电池设备供应链、以及从钝化原理可能达到的最高电池效率来看，TOPCon电池技术是一种最适合光伏产业升级高效电池技术路线，毫无疑问，TOPCon技术呈现井喷之势。一道新能TOPCon产线的电池量产效率突破24.6%，今年底效率将达到25%，产品全系列覆盖，已树立了先进N型光伏技术与全场景系统应用的行业标杆。每一种太阳电池结构都有其自身能到达的效率极限，因此光伏技术迭代是历史的必然。21 谢谢您的聆听一道阳光 照亮生活