摘要：隨著全球范圍內對可再生能源需求的顯著增長，特別是光伏發(fā)電市場的蓬勃擴展，TOPCon電池憑借其高效、穩(wěn)定的性能特點，迎來了前所未有的應用機遇。據(jù)統(tǒng)計，2022年中國TOPCon電池的產能已突破100GW大關，其中晶科能源獨占鰲頭，貢獻了35GW的產能，天合光能則以8GW緊隨其后。步入2023年，TOPCon電池的產能更是實現(xiàn)了飛躍式增長，超過了400GW的里程碑，帶動市場規(guī)模攀升。2023年，中國TOPCon電池行業(yè)市場規(guī)模達570億元，同比增長201.42%。

一、定義及分類

TOPCon電池，全稱為Tunnel Oxide Passivated Contact，即隧穿氧化層鈍化接觸電池，是一種基于選擇性載流子原理的高效N型硅太陽能電池技術。TOPCon電池的核心特點是在電池背面制備一層超薄氧化硅和一層摻雜硅薄層，形成鈍化接觸結構，有效降低表面復合和金屬接觸復合，從而提升電池的開路電壓和短路電流，進而提高電池的轉換效率。按照硅片類型的分類方式，TOPCon電池主要分為N型TOPCon電池和P型TOPCon電池兩種。

二、行業(yè)政策

中國政府高度重視光伏行業(yè)的發(fā)展，特別是在“雙碳”目標的指引下，出臺了一系列政策以推動包括TOPCon電池在內的光伏技術的創(chuàng)新和應用。2024年9月，工業(yè)和信息化部印發(fā)《光伏產業(yè)標準體系建設指南（2024版）》，規(guī)范晶體硅和薄膜光伏電池制造設備的要求；規(guī)范薄膜光伏電池所需材料的技術要求；規(guī)范電池及組件上用于收集載流子和傳輸電流的電極材料的技術要求；規(guī)范光伏電池和組件的測量要求；規(guī)范光伏電池的相關技術要求等。該政策將推動TOPCon電池技術的標準化和規(guī)范化發(fā)展，提高生產效率和產品質量，促進光伏產業(yè)的融合與創(chuàng)新。同時，還將為TOPCon電池企業(yè)提供更加明確的市場導向和技術支持，助力企業(yè)在激烈的市場競爭中脫穎而出。

三、發(fā)展歷程

中國TOPCon電池行業(yè)發(fā)展主要經歷了三個階段。2013年至2017年的技術雛形期，TOPCon技術概念最早由德國Fraunhofer研究所于2013年提出。2015年，F(xiàn)raunhofer研究所研發(fā)出效率達到25.1%的TOPCon電池。2017年，美國喬治亞理工學院對TOPCon電池的電性能模擬研究將其電池效率提高到了25.7%。

2018年至2020年的產品布局期，2018年，晶科能源在大面積商用硅片襯底上制備的N型TOPCon電池最高效率達到了24.19%。2019年，天合光能宣布其光伏科學與技術國家重點實驗室所研發(fā)的高效N型單晶i-TOPCon太陽電池光電轉換效率高達24.58%。

2021年至今的商業(yè)推廣期，2021年，隆基綠能在單晶硅片商業(yè)化尺寸TOPCon電池效率上首次突破25%，N型TOPCon轉換效率達到了25.21%。2022年，晶科能源自主研發(fā)的182 N型高效單晶硅電池最高效率達到了25.7%，TOPCon電池開始啟動規(guī)?；瘧?。2023年，晶科能源在182及以上尺寸大面積N型TOPCon電池實現(xiàn)26.4%的轉換效率。2024年2月，中環(huán)低碳（安徽）新能源科技有限公司研發(fā)生產的N型TOPCon電池量產轉換效率達26.31%。

四、行業(yè)壁壘

1、技術壁壘

TOPCon電池技術具有較高的工藝復雜性，需要企業(yè)擁有深厚的技術積累和研發(fā)能力。例如，TOPCon電池生產過程中通常需要經過多達11步工序，改變任意工序的設備使用時長、反應物濃度等參數(shù)都可能對電池性能產生不確定影響。此外，TOPCon電池技術路線多點開花、各具優(yōu)劣，目前用于生長高質量重摻雜多晶硅層的主流工藝為通過熱氧法生長約1.5-2nm的隧穿氧化層，而摻雜多晶硅層主要分為LPCVD、PECVD、PEALD及PVD四種技術路線。這些技術路線的選擇和優(yōu)化需要企業(yè)進行大量的實驗和生產實踐，積累經驗。

2、成本控制壁壘

TOPCon電池的非硅成本較傳統(tǒng)PERC電池高，主要體現(xiàn)在銀漿消耗量增加、設備投資成本增加、能耗增加以及良率和耗材成本增加等方面。企業(yè)需要通過技術創(chuàng)新和工藝優(yōu)化來降低成本，例如通過使用SMBB、無主柵及激光轉印等技術降低銀漿消耗量，或者通過優(yōu)化設備和工藝來降低能耗和提高良率。此外，TOPCon電池的設備投資額較高，需要企業(yè)有足夠的資金實力和成本控制能力。

3、市場準入壁壘

隨著國內外市場對高效光伏產品的需求增加，TOPCon電池因其高效率而受到市場青睞。但同時，市場對光伏產品的性能、可靠性和成本效益要求也越來越高。企業(yè)需要獲得相關的市場認證，如TüV、IEC等國際認證，以證明其產品的質量和可靠性。此外，企業(yè)還需要建立穩(wěn)定的銷售渠道和客戶關系，以確保產品的市場接受度和競爭力。對于新進入者來說，建立品牌信譽和市場份額需要時間和大量的市場推廣投入。

五、產業(yè)鏈

1、行業(yè)產業(yè)鏈分析

TOPCon電池行業(yè)產業(yè)鏈上游主要生產TOPCon電池所需的原材料和核心制備設備。原材料涉及高純多晶硅、單晶硅片、銀漿等，其中硅片是電池的基礎材料，對電池性能有直接影響。核心制備設備則包括清洗制絨設備、硼擴散設備、鍍膜設備（如LPCVD、PECVD）、刻蝕設備、絲網印刷機等，這些設備用于制造過程中的不同階段，對電池的最終性能和質量起到關鍵作用。產業(yè)鏈中游是TOPCon電池的生產制造環(huán)節(jié)。產業(yè)鏈下游主要涉及TOPCon電池的應用領域，包括集中式光伏電站、分布式光伏電站、光熱電站等。

TOPCon電池行業(yè)產業(yè)鏈

單晶硅片

隆基綠能科技股份有限公司

TCL中環(huán)新能源科技股份有限公司

晶科能源股份有限公司

北京京運通科技股份有限公司

硼擴散設備

深圳市捷佳偉創(chuàng)新能源裝備股份有限公司

湖南紅太陽光電科技有限公司

深圳市大族光伏裝備有限公司

拉普拉斯新能源科技股份有限公司

鍍膜設備

湖北京山輕工機械股份有限公司

深圳市捷佳偉創(chuàng)新能源裝備股份有限公司

蘇州邁為科技股份有限公司

拉普拉斯新能源科技股份有限公司

刻蝕設備

北方華創(chuàng)科技集團股份有限公司

中微半導體設備(上海)股份有限公司

美國應用材料公司

泛林半導體公司

上游

晶科能源股份有限公司

隆基綠能科技股份有限公司

天合光能股份有限公司

晶澳太陽能科技股份有限公司

中游

集中式光伏電站

分布式光伏電站

光熱電站

下游

2、行業(yè)領先企業(yè)分析

（1）晶科能源股份有限公司

晶科能源股份有限公司是全球光伏行業(yè)的龍頭企業(yè)之一，形成了硅片、電池、組件垂直一體化的發(fā)展布局。2024年上半年，公司已實現(xiàn)穩(wěn)定量產的N型電池產能超過75GW，N型TOPCon電池大規(guī)模量產平均測試效率已超26.1%，良率保持在98%以上，電池入庫效率、非硅成本和新技術導入節(jié)奏保持行業(yè)領先；182mm72版型N型TOPCon組件量產平均功率超595W。公司上半年出貨量中N型組件占比超過80%，總出貨量及N型產品出貨量繼續(xù)保持行業(yè)第一。同時，公司也在積極布局面向未來的中長期技術提效方案，其中公司基于N型TOPCon的鈣鈦礦疊層電池研發(fā)取得重大突破，經中科院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所檢測，其轉化效率達到33.24%，大幅提升了公司之前保持的同類疊層電池最高轉換效率，進一步拓展了N型TOPCon向下一代電池技術升級空間。2024年上半年，晶科能源營業(yè)收入為473億元，同比下降11.88%；歸母凈利潤為12億元，同比下降68.77%。由于光伏價格下跌，帶動公司業(yè)績承壓，如今N型組件價格再度下跌，晶科能源三季度業(yè)績或許不太樂觀。

（2）天合光能股份有限公司

天合光能股份有限公司是全球領先的光伏智慧能源整體解決方案提供商，業(yè)務覆蓋光伏產品、光伏系統(tǒng)、智慧能源三大板塊。天合光能的TOPCon研發(fā)始于2015年，當時公司率先在國內開展TOPCon研究并形成首個專利。2023年5月，天合光能發(fā)布了新一代N型i-TOPCon先進技術，該技術使電池量產效率達到26%，組件量產功率高達700W。2024年4月，天合光能宣布其210+N型i-TOPCon光伏組件最高輸出功率達到740.6W，創(chuàng)造了新的世界紀錄。2024年上半年，天合光能營業(yè)收入為430億元，同比下降12.99%；歸母凈利潤為5億元，同比下降85.14%。隨著光伏產業(yè)鏈上中下游各環(huán)節(jié)的市場價格跌跌不休，公司組件業(yè)務的盈利能力受到嚴重沖擊。特別是N型TOPCon組件的市場價格繼續(xù)承壓下行，已跌至最低0.78元/瓦，P型組件價格更低。這種價格戰(zhàn)直接影響公司的業(yè)績。

六、行業(yè)現(xiàn)狀

隨著全球范圍內對可再生能源需求的顯著增長，特別是光伏發(fā)電市場的蓬勃擴展，TOPCon電池憑借其高效、穩(wěn)定的性能特點，迎來了前所未有的應用機遇。據(jù)統(tǒng)計，2022年中國TOPCon電池的產能已突破100GW大關，其中晶科能源獨占鰲頭，貢獻了35GW的產能，天合光能則以8GW緊隨其后。步入2023年，TOPCon電池的產能更是實現(xiàn)了飛躍式增長，超過了400GW的里程碑，帶動市場規(guī)模攀升。2023年，中國TOPCon電池行業(yè)市場規(guī)模達570億元，同比增長201.42%。

七、發(fā)展因素

1、機遇

（1）技術創(chuàng)新帶來的效率提升

TOPCon電池技術具有顯著的效率優(yōu)勢，目前量產效率已超過25%，并且理論上的效率極限高達28.7%。隨著技術的持續(xù)進步，如激光輔助燒結技術、正背面的Poly-finger技術、新型金屬化技術、隧穿勢壘再構技術等的應用，TOPCon電池的轉換效率有望進一步提升。此外，TOPCon技術是一個平臺化的技術，未來可以與鈣鈦礦等其他技術結合，發(fā)展出新型高效電池技術，應用于更細分的光伏市場。

（2）政策支持為行業(yè)發(fā)展提供保障

中國政府高度重視清潔能源的發(fā)展，出臺了一系列政策支持光伏行業(yè)，特別是高效電池技術的發(fā)展。例如，國家發(fā)展改革委等五部門發(fā)布的《加快電力裝備綠色低碳創(chuàng)新發(fā)展行動計劃》中提到推動TOPCon技術的產業(yè)化。這些政策不僅為TOPCon電池的研發(fā)和產業(yè)化提供了政策支持，也為行業(yè)的長期發(fā)展提供了穩(wěn)定的市場預期。

（3）市場需求的持續(xù)增長

隨著全球對清潔能源需求的增長，特別是“雙碳”目標的提出，光伏市場的需求持續(xù)擴大。TOPCon電池因其高效率和低衰減特性，受到市場的廣泛歡迎。預計未來幾年，全球光伏市場需求將保持持續(xù)增長，年增長幅度約10%-15%。這種市場需求的增長為TOPCon電池的產能落地和產業(yè)化提供了廣闊的市場空間。

2、挑戰(zhàn)

（1）技術迭代與研發(fā)投入壓力

TOPCon電池技術雖然具有諸多優(yōu)勢，但技術迭代速度較快，要求企業(yè)不斷投入研發(fā)以保持競爭力。然而，研發(fā)投入需要巨額資金，且存在研發(fā)失敗的風險，這對企業(yè)的財務實力和風險管理能力提出了較高要求。此外，隨著技術的不斷進步，舊有技術和設備可能迅速過時，企業(yè)需要不斷更新生產線和工藝，以適應市場需求和技術變革。

（2）市場競爭加劇與市場份額爭奪

隨著TOPCon技術的逐漸成熟和市場的擴大，越來越多的企業(yè)開始布局TOPCon電池領域，市場競爭日趨激烈。企業(yè)需要不斷提升產品質量、降低成本、提高效率，以保持市場競爭力。此外，隨著國內外光伏市場的不斷發(fā)展，TOPCon電池企業(yè)還需要面對國際貿易環(huán)境的不確定性，如關稅、貿易壁壘等，這些都對企業(yè)的市場準入和國際化發(fā)展構成了挑戰(zhàn)。

（3）產業(yè)鏈整合與供應鏈穩(wěn)定性

TOPCon電池產業(yè)鏈涉及多個環(huán)節(jié)，包括原材料供應、設備制造、電池生產等。企業(yè)需要與上下游企業(yè)緊密合作，確保供應鏈的穩(wěn)定性和可靠性。然而，供應鏈中的任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都可能影響電池的生產和交付。此外，原材料價格波動、設備供應緊張等因素也可能對電池的生產成本和質量造成影響。

八、競爭格局

根據(jù)各企業(yè)2023年TOPCon電池產能規(guī)劃、電池量產平均轉換效率以及2023年累計專利數(shù)量進行劃分，第一梯隊的企業(yè)有晶科能源、晶澳科技、鈞達股份和天合光能，產能規(guī)劃均超40GW。第二梯隊的企業(yè)為阿特斯、通威股份、隆基綠能、一道新能、英發(fā)德耀等；第三梯隊有中來股份、億晶光電等，產能規(guī)劃較小，但電池轉換效率可觀。

九、發(fā)展趨勢

1、技術創(chuàng)新與效率提升

TOPCon電池技術正處于快速發(fā)展階段，各大企業(yè)都在積極推動技術革新以提升電池的轉換效率。例如，一道新能的TOPCon技術已經升級至4.0 Plus版本，實現(xiàn)了全面量產，電池量產效率提升至26.6%，并有潛力邁向27%的新高度。隨著技術的不斷進步，包括鈍化材料、電池結構和技術方法的創(chuàng)新，TOPCon電池的轉換效率有望持續(xù)提升，進一步鞏固其在光伏市場中的競爭力。

2、產能擴張與市場布局

中國TOPCon電池產能正在快速擴張。2022年產能已超過100GW，并預計在2024年底將達到514.6GW。隨著產能的增加，企業(yè)需要在全球范圍內尋找合作伙伴和市場機會。例如，一道新能與多家央企、外企建立了合作關系，以滿足市場對高效光伏產品的需求。此外，企業(yè)也在積極建設新的生產基地，以提高產品質量和產能，確保供應鏈的穩(wěn)定性。

3、政策支持與市場需求

中國政府對光伏行業(yè)的支持為TOPCon電池行業(yè)的發(fā)展提供了強有力的保障。各級政府出臺的政策，如《關于推動未來產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》，都在推動高效太陽能電池的研發(fā)和產業(yè)化。隨著全球對清潔能源需求的增長，特別是在“雙碳”目標的背景下，TOPCon電池因其高效率和低衰減特性，預計將在未來幾年內實現(xiàn)更廣泛的市場應用和更快速的增長。