晶体硅电池正由 2.5 时代向 3.0 时代前行。太阳电池的工作原理为光生伏特效应，太阳光照射半导体 P-N 结，P-N 结两端产生电压，即光生电压。晶体硅太阳电池占据太阳电池份额约 95%，是目前产业化水平与可靠 性最高的光伏电池类型。
第一代（2005 年~2018 年）常规 P 型电池：2020 年，传统 BSF 电池（铝背场电池）市占率已降至 8.8%，基本面临淘汰。
第二代（2016 年~至今）PERC 与 PERC+电池：2016 年前后，随着 PERC 电池产业接受度的爆发，行业 进入 2.0 时代。PERC 电池在传统铝背场工艺基础上增加了背钝化与激光开槽，其中，背钝化的目的主要为了克服背表面光学损失与电学损失。
更进一步，在 PERC 基础上，以扩散后的 PSG 层为磷源，利用激光的可选择性 加热的优势，对正表面进行二次掺杂（磷），从而形成选择性重掺的 N++层。SE 技术的引入使得 PERC 电池进 一步升级为 PERC+，开启 2.5 时代并延续至今（2020 年单晶 PERC/PERC+市占率 86.4%，BSF 下降至 8.8%）。
现阶段，PERC+电池产业化配套成熟，仍然是最具经济性的电池技术，量产线转换效率达到 23.0%~23.2%左右。另一方面，其也逐步逼近量产转换效率上限，行业开始探寻下一代高效晶硅太阳电池。
第三代（即将开启规模产业化）TOPCon、HJT 等 N 型电池：基于对于更高转换效率的不断追求，N 型 电池将逐步开始替代 P 型电池，这也正是目前我们所处的阶段。P 型电池扩散磷形成 N+/P 结构，虽然扩散工艺简单但是面临转换效率上限较低的问题；N 型电池扩散硼形成 P+/N 结构，具有高少子寿命、无光致衰减的优点。N 型电池代表包括 TOPCon、HJT 等。
TOPCon：在电池背表面制备隧穿氧化层与高掺杂的多晶硅薄层。
HJT：在晶体硅上沉积非晶硅薄膜，工 艺流程简化、但要求更为严苛，是具有最佳技术延展性的发展方向。
IBC 为交叉背接触电池，将非晶硅钝化技 术应用于 IBC 即演变为 HBC 电池；
在 IBC 基础上叠加钝化接触技术，即演变为 TBC 电池。
高效晶硅太阳能电池现状综合评价：
PERC+：目前经济性优势最为明显，但是由于 PERC+是 P 型电池技术，进一步提升转换效率的空间有限。同时，光衰相对严重，尤其是背面的衰减问题。
TOPCon：相较于 PERC+工序有所增加，主要为硼扩与多晶硅钝化，但与存量产能具有较好的设备兼容 性。TOPCon 电池仍然为高温工艺电池，不适宜做薄片化，而硅片作为电池片成本的最大构成，其未来降本路 径受到一定限制。
HJT：天然的双面发电电池，双面率＞95%；低温工艺电池，适宜做薄片化，降本潜力大；温度系数较 小，高温环境下衰减较小，发电量相对较高；本征非晶硅钝化，开路电压较大。当然，HJT 亟待解决的方面主 要在于成本的持续优化，从 2021 年的行业发展来看，设备国产化进展顺利，预计至 2022 年年末有望降至 3.5 亿元/GW 水平；薄片化方面，210 半片预计厚度将减薄至 120 微米；2022 年行业将持续探索金属化环节对于银 浆耗量的节省，材料角度包括银包铜、铜电镀等；印刷技术角度包括激光转印、钢板印刷等。
IBC：实现正面完全无栅线遮挡，相较于常规电池可以获得更高的电流，但制作工艺较为复杂。
1.2 表面钝化是提效的核心路径，HJT 实现双面无接触
太阳能电池工作的原理为光生伏特效应，光吸收后产生电子—空穴对，电子与空穴漂移至相应电荷选择界 面处，在界面处分开形成正负电荷，电荷的收集使界面两边形成电势差，即电压。外接电路时，电荷流动形成通路，从而产生电流。
表面钝化技术的优化是高效晶硅电池提效的核心路径。切割硅片过程中会发生硅片表面晶格的破坏。硅原 子周期性排列的破坏导致悬挂键的存在，从而形成复合中心。钝化即通过技术优化将上述缺陷失去活性，达到减少电荷载流子表面复合的目的。
高效晶硅电池技术升级，包括 TOPCon、HJT 等电池工艺在内，均是围绕表面钝化技术展开。从技术演变路径来看，BSF 电池升级为 PERC 电池即背面接触升级为背面线接触；PERC 电池升级为 TOPCon 电池即背面线接触升级为背面无接触；TOPCon 电池升级为 HJT 电池即背面无接触升级为双面无接触。
目前产业化（或未来有望产业化）的高效晶体硅太阳能电池在表面钝化方面的技术特点分别为：
PERC（P 型）：发射极和背面钝化电池，在常规 BSF 电池基础上加入背面钝化层（氧化铝）降低背表面 复合，通过激光开槽形成局部背电极。
TOPCon（N 型）：隧穿氧化层钝化接触电池，在 N 型硅片背面沉积一层极薄的氧化硅层，再沉积一层重 掺多晶硅薄膜，实现背面的隧穿钝化提高开路电压。
HJT（N 型）：在 N 型硅片基底基础上采用非晶硅形成异质结并作为钝化层，异质结开路电压相对更高，最外层制备透明导电氧化物层（TCO）。
TBC（N 型）：IBC（指交叉背接触电池）的优点为正面无栅线遮挡，电流有所提高。IBC 与 TOPCon 结 合，叠加钝化接触技术形成 TBC 电池。
HBC（N 型）：IBC（指交叉背接触电池）的优点为正面无栅线遮挡，电流有所提高。IBC 与 HJT 结合，采用非晶硅钝化层形成 HBC 电池。
1.3 高效晶硅电池下游客户接受度最终由 LCOE 决定
高效晶硅电池下游客户接受度取决于核心指标度电成本（LCOE）。度电成本=（全生命周期成本）÷（全 生命周期发电量）。光伏发电项目的成本包括初期投资成本、运营维护成本、财务成本、税务成本。对于终端客 户而言，LCOE 的追求意味着全生命周期中电站对于组件稳定性、可靠性、发电效率的综合评判。
LCOE 影响因素众多，核心是围绕系统成本（初期投资成本主要构成）与发电量。终端消费者倾向于选择 拥有全生命周期内更高发电效益、更低 BOM 成本的技术路线。以 HJT 组件为例，现阶段初始投资相对较高，但也必须重视其 90%~95%的高双面率、低衰减、弱光效应良好、无 LID/PID 效应等特性，从全生命周期维度来 看，上述优势将摊薄其 LCOE。
N 型电池组价成本高于 P 型，海外市场接受度高于国内。我们强调，对于终端客户而言，最终比较的是 LCOE，相对而言海外市场对于 N 型电池组件的接受度更高一些。作为初始投资成本重要构成的组件产品价格，我们采 用 PV infoLink 的最新数据进行比较分析：
组件产品价差：目前 TOPCon 组件产品价格相较于 PERC 高 0.13 元/W~0.15 元/W；HJT 组件产品价格相较于PERC高 0.35 元/W 以上。对于 N 型电池组件而言，尽快通过降本增效降低其初始投资成本，从而更大程 度体现其 LCOE 优势至关重要。
双面组件渗透率持续提升，预计2022年占比达到 50%：预计未来将有更多的双面项目选择 N 型组件，主要由于其较高的双面率、更低的温度系数优势等。
2021 年 12 月，一道新能行业首发 N 型电池组件报价。单晶 N 型 182 双面电池（主流效率＞24.5%），人民 币报价 1.21 元/W，美金报价 0.169 美元/W；单晶 N 型 182 双面双玻组件（主流功率＞550W），人民币报价 1.99 元/W，美金报价 0.278 美元/W。
1.4 预计 2022 年 PERC+将接近量产效率上限
晶硅电池转换效率实现质的飞跃。1954 年，贝尔实验室 G.Pearson 与 D.Charpin 研制成功 6%转换效率的首 个具备实用价值的单晶硅太阳电池。1985年，澳大利亚新南威尔士大学硅太阳电池效率突破 20%，1999 年其宣布单晶硅太阳电池转换效率达到 24.7%，2009 年太阳光谱修正后达到 25%并将此记录保持了 15 年，其为单晶硅 太阳电池研究的里程碑事件。2014 年，日本 Panasonic、美国 SunPower 相继将转换效率突破至 25%以上。大陆首个具有实用价值的太阳电池诞生于 1959 年。2007 年，大陆超越日本成为全球最大的太阳能电池生产国。2017 年，PERC 取代 BSF 成为太阳能晶硅电池主流技术趋势愈发确定，并迎来延续至今的行业大扩产。过去 10 年，晶硅电池的大规模量产转换效率从 18%提升至 23%以上。
P 型电池量产线转换效率即将接近瓶颈，N 型电池量产时代渐行渐近。根据最新的研究结论，HJT、TOPCon 电池理论效率分别为28.5%、28.7%，相较于 PERC+具有明显的效率优势。隆基发表的论文显示 HJT 电池的理论效率可以达到 28.5%，相较于此前德国 ISFH 机构 27.5%的研究结果有所提升。TOPCon 电池理论效率为28.7%。从理论效率来看，HJT与TOPCon差异并不大。