晶體矽電池正由 2.5 時代向 3.0 時代前行。太陽電池的工作原理為光生伏特效應，太陽光照射半導體 P-N 結，P-N 結兩端産生電壓，即光生電壓。晶體矽太陽電池占據太陽電池份額約 95%，是目前産業化水準與可靠 性最高的光伏電池類型。
第一代（2005 年~2018 年）正常 P 型電池：2020 年，傳統 BSF 電池（鋁背場電池）市占率已降至 8.8%，基本面臨淘汰。
第二代（2016 年~至今）PERC 與 PERC+電池：2016 年前後，随着 PERC 電池産業接受度的爆發，行業 進入 2.0 時代。PERC 電池在傳統鋁背場工藝基礎上增加了背鈍化與雷射開槽，其中，背鈍化的目的主要為了克服背表面光學損失與電學損失。
更進一步，在 PERC 基礎上，以擴散後的 PSG 層為磷源，利用雷射的可選擇性 加熱的優勢，對正表面進行二次摻雜（磷），進而形成選擇性重摻的 N++層。SE 技術的引入使得 PERC 電池進 一步更新為 PERC+，開啟 2.5 時代并延續至今（2020 年單晶 PERC/PERC+市占率 86.4%，BSF 下降至 8.8%）。
現階段，PERC+電池産業化配套成熟，仍然是最具經濟性的電池技術，量産線轉換效率達到 23.0%~23.2%左右。另一方面，其也逐漸逼近量産轉換效率上限，行業開始探尋下一代高效晶矽太陽電池。
第三代（即将開啟規模産業化）TOPCon、HJT 等 N 型電池：基于對于更高轉換效率的不斷追求，N 型 電池将逐漸開始替代 P 型電池，這也正是目前我們所處的階段。P 型電池擴散磷形成 N+/P 結構，雖然擴散工藝簡單但是面臨轉換效率上限較低的問題；N 型電池擴散硼形成 P+/N 結構，具有高少子壽命、無光緻衰減的優點。N 型電池代表包括 TOPCon、HJT 等。
TOPCon：在電池背表面制備隧穿氧化層與高摻雜的多晶矽薄層。
HJT：在晶體矽上沉積非晶矽薄膜，工 藝流程簡化、但要求更為嚴苛，是具有最佳技術延展性的發展方向。
IBC 為交叉背接觸電池，将非晶矽鈍化技 術應用于 IBC 即演變為 HBC 電池；
在 IBC 基礎上疊加鈍化接觸技術，即演變為 TBC 電池。
高效晶矽太陽能電池現狀綜合評價：
PERC+：目前經濟性優勢最為明顯，但是由于 PERC+是 P 型電池技術，進一步提升轉換效率的空間有限。同時，光衰相對嚴重，尤其是背面的衰減問題。
TOPCon：相較于 PERC+工序有所增加，主要為硼擴與多晶矽鈍化，但與存量産能具有較好的裝置相容 性。TOPCon 電池仍然為高溫工藝電池，不适宜做薄片化，而矽片作為電池片成本的最大構成，其未來降本路 徑受到一定限制。
HJT：天然的雙面發電電池，雙面率＞95%；低溫工藝電池，适宜做薄片化，降本潛力大；溫度系數較 小，高溫環境下衰減較小，發電量相對較高；本征非晶矽鈍化，開路電壓較大。當然，HJT 亟待解決的方面主 要在于成本的持續優化，從 2021 年的行業發展來看，裝置國産化進展順利，預計至 2022 年年末有望降至 3.5 億元/GW 水準；薄片化方面，210 半片預計厚度将減薄至 120 微米；2022 年行業将持續探索金屬化環節對于銀 漿耗量的節省，材料角度包括銀包銅、銅電鍍等；印刷技術角度包括雷射轉印、鋼闆印刷等。
IBC：實作正面完全無栅線遮擋，相較于正常電池可以獲得更高的電流，但制作工藝較為複雜。
1.2 表面鈍化是提效的核心路徑，HJT 實作雙面無接觸
太陽能電池工作的原理為光生伏特效應，光吸收後産生電子—空穴對，電子與空穴漂移至相應電荷選擇界 面處，在界面處分開形成正負電荷，電荷的收集使界面兩邊形成電勢差，即電壓。外接電路時，電荷流動形成通路，進而産生電流。
表面鈍化技術的優化是高效晶矽電池提效的核心路徑。切割矽片過程中會發生矽片表面晶格的破壞。矽原 子周期性排列的破壞導緻懸挂鍵的存在，進而形成複合中心。鈍化即通過技術優化将上述缺陷失去活性，達到減少電荷載流子表面複合的目的。
高效晶矽電池技術更新，包括 TOPCon、HJT 等電池工藝在内，均是圍繞表面鈍化技術展開。從技術演變路徑來看，BSF 電池更新為 PERC 電池即背面接觸更新為背面線接觸；PERC 電池更新為 TOPCon 電池即背面線接觸更新為背面無接觸；TOPCon 電池更新為 HJT 電池即背面無接觸更新為雙面無接觸。
目前産業化（或未來有望産業化）的高效晶體矽太陽能電池在表面鈍化方面的技術特點分别為：
PERC（P 型）：發射極和背面鈍化電池，在正常 BSF 電池基礎上加入背面鈍化層（氧化鋁）降低背表面 複合，通過雷射開槽形成局部背電極。
TOPCon（N 型）：隧穿氧化層鈍化接觸電池，在 N 型矽片背面沉積一層極薄的氧化矽層，再沉積一層重 摻多晶矽薄膜，實作背面的隧穿鈍化提高開路電壓。
HJT（N 型）：在 N 型矽片基底基礎上采用非晶矽形成異質結并作為鈍化層，異質結開路電壓相對更高，最外層制備透明導電氧化物層（TCO）。
TBC（N 型）：IBC（指交叉背接觸電池）的優點為正面無栅線遮擋，電流有所提高。IBC 與 TOPCon 結 合，疊加鈍化接觸技術形成 TBC 電池。
HBC（N 型）：IBC（指交叉背接觸電池）的優點為正面無栅線遮擋，電流有所提高。IBC 與 HJT 結合，采用非晶矽鈍化層形成 HBC 電池。
1.3 高效晶矽電池下遊客戶接受度最終由 LCOE 決定
高效晶矽電池下遊客戶接受度取決于核心名額度電成本（LCOE）。度電成本=（全生命周期成本）÷（全 生命周期發電量）。光伏發電項目的成本包括初期投資成本、營運維護成本、财務成本、稅務成本。對于終端客 戶而言，LCOE 的追求意味着全生命周期中電站對于元件穩定性、可靠性、發電效率的綜合評判。
LCOE 影響因素衆多，核心是圍繞系統成本（初期投資成本主要構成）與發電量。終端消費者傾向于選擇 擁有全生命周期内更高發電效益、更低 BOM 成本的技術路線。以 HJT 元件為例，現階段初始投資相對較高，但也必須重視其 90%~95%的高雙面率、低衰減、弱光效應良好、無 LID/PID 效應等特性，從全生命周期次元來 看，上述優勢将攤薄其 LCOE。
N 型電池組價成本高于 P 型，海外市場接受度高于國内。我們強調，對于終端客戶而言，最終比較的是 LCOE，相對而言海外市場對于 N 型電池元件的接受度更高一些。作為初始投資成本重要構成的元件産品價格，我們采 用 PV infoLink 的最新資料進行比較分析：
元件産品價差：目前 TOPCon 元件産品價格相較于 PERC 高 0.13 元/W~0.15 元/W；HJT 元件産品價格相較于PERC高 0.35 元/W 以上。對于 N 型電池元件而言，盡快通過降本增效降低其初始投資成本，進而更大程 度展現其 LCOE 優勢至關重要。
雙面元件滲透率持續提升，預計2022年占比達到 50%：預計未來将有更多的雙面項目選擇 N 型元件，主要由于其較高的雙面率、更低的溫度系數優勢等。
2021 年 12 月，一道新能行業首發 N 型電池元件報價。單晶 N 型 182 雙面電池（主流效率＞24.5%），人民 币報價 1.21 元/W，美金報價 0.169 美元/W；單晶 N 型 182 雙面雙玻元件（主流功率＞550W），人民币報價 1.99 元/W，美金報價 0.278 美元/W。
1.4 預計 2022 年 PERC+将接近量産效率上限
晶矽電池轉換效率實作質的飛躍。1954 年，貝爾實驗室 G.Pearson 與 D.Charpin 研制成功 6%轉換效率的首 個具備實用價值的單晶矽太陽電池。1985年，澳洲新南威爾士大學矽太陽電池效率突破 20%，1999 年其宣布單晶矽太陽電池轉換效率達到 24.7%，2009 年太陽光譜修正後達到 25%并将此記錄保持了 15 年，其為單晶矽 太陽電池研究的裡程碑事件。2014 年，日本 Panasonic、美國 SunPower 相繼将轉換效率突破至 25%以上。大陸首個具有實用價值的太陽電池誕生于 1959 年。2007 年，大陸超越日本成為全球最大的太陽能電池生産國。2017 年，PERC 取代 BSF 成為太陽能晶矽電池主流技術趨勢愈發确定，并迎來延續至今的行業大擴産。過去 10 年，晶矽電池的大規模量産轉換效率從 18%提升至 23%以上。
P 型電池量産線轉換效率即将接近瓶頸，N 型電池量産時代漸行漸近。根據最新的研究結論，HJT、TOPCon 電池理論效率分别為28.5%、28.7%，相較于 PERC+具有明顯的效率優勢。隆基發表的論文顯示 HJT 電池的理論效率可以達到 28.5%，相較于此前德國 ISFH 機構 27.5%的研究結果有所提升。TOPCon 電池理論效率為28.7%。從理論效率來看，HJT與TOPCon差異并不大。