摘要：PERC、TOPCon、HJT、IBC，HBC、TBC、HPBC……光伏行业这些名词究竟是什么意思？哪个是光伏行业未来，各大公司又分别布局了哪些方向，今天咱们就来研究这个问题。
PERC、TOPCon、HJT、IBC，HBC、TBC、HPBC……光伏行业这些名词究竟是什么意思？哪个是光伏行业未来，各大公司又分别布局了哪些方向，今天咱们就来研究这个问题。
为了更好理解这个问题，我们先来普及一下光伏生产知识。在生产上光伏和芯片一样，也是在一块硅片上做文章。如果硅片是P型，那么在上面生长出一层N型膜，就可以构成PN结。当阳光照上来的时候，电子向N区移动，空穴向P区移动。N区带负电P区带正电，此时如果在两边加一个金属极板，就形成了正负极。正负极接负载，就形成了电路。
但这里有个问题，就是金属一般是不透明的，如果负极这样接，那上面阳光就照不到PN结了。所以现实中，受光面的极板不是一整块金属，而是一条条金属线。为了尽量增大受光面积，金属线越细越好，但无论再细都会挡一部分光，因而最彻底的办法，是把正面栅线移到背面，并把背面极板也做成栅线。
请注意，把正面这些栅线移到背面增大受光面积，这个思路就叫BC电池。所以BC电池与TOPCon、HJT等其他电池其实是不冲突的，TOPCon、HJT也可以用这种思路。TOPCon与BC思路结合就变成了TBC，HJT与BC思路结合就变成了HBC，而最原始的未叠加形态就叫IBC（Interdigitated Back Contact），原意是“指交叉背接触电池”。
“背接触”好理解，就是电极都在背部；关键是这个“指交叉”，它其实很形象，就像两只手的手指相互交叉在一起，一个正极一个负极。BC电池是最好理解的一种电池，当然实现起来是很复杂的。
BC电池除了能增大受光面积，提高转化效率，还有一个显著优势就是漂亮。隆基的PERC电池仔细看能看到上面一条条细线，这个细线就是电极，而隆基的HPBC电池就没有这些细线了。
漂亮有什么用呢？漂亮可以搞光伏建筑一体化。光伏养鱼、光伏养羊不需要美观，但如果在城市里做光伏屋顶，美不美观就重要了。隆基一个重要产品方向，就是光伏建筑一体化（BIPV），这可能是它坚定选择BC电池的原因。当然也可能是路径依赖，老产能往别的方向不好转，所以选择了容易结合的BC技术。然后在BC技术基础上，自然而然拓展了光伏建筑一体化业务。
相比之下通威是养鱼的，它的方向是渔光一体，那就不需要太美观，所以可以走HJT路线。当然大佬是全都要，TOPCon、HJT两条腿走路，同时也布局IBC、钙钛矿技术。钱多野心大，玩起来就是这么6。说完了容易理解的IBC，咱再回去说不那么容易理解的TOPCon和HJT。
前面通过把极板做成细线，提高了受光面积。但其实平整的表面反光也很厉害，于是科研人员又想出，在表面弄点儿毛刺，这样光打到毛刺上反射时还能被旁边毛刺吸收。这个现象叫陷光效应，对应的工艺叫制绒。
除了表面反射，还有射入电池内部的光，一部分会折射出去，一部分会在底部反射，再次打到PN结上。那么增加背面反射率，减少折射光，也是增强电池效率一个手段。背面有一层金属，这层金属本身就能起到反射光的作用。在现实中，这层金属最简单的形式是铝。
用铝有一个好处，就是铝与P型衬底接触的地方，会集中比较多的电子。当光子激发出的空穴向正极移动时，未必能顺利抵达正极，中间可能会被截胡，遇到个电子就被复合掉了。尤其是快到硅片表面时，循环的单晶结构在这里终止，更容易发生载流子中和。而铝与硅片界面区集中的电子，则能形成一个负电场，把电子向上排斥。因而能保护空穴，不在硅片界面被中和掉，进而顺利到达极板。这个技术称为铝背场技术，简称BSF。
在中国光伏问鼎全球之前，市面上流行的就是这种技术。背板上这个铝可以直接做电极，也可以在铝上另接其它金属做成栅线。反正铝是导体，怎么接都可以。
但是这个铝膜，降低载流子表面复合能力有限，后来人们发现用氧化铝效果更佳。但氧化铝有个问题，就是不导电。这时候就得给氧化铝开槽，留几个口子接电极。这个技术，其实就是PERC（Passivated Emitter and Rear Cell），钝化发射极和背面电池。这里的钝化，就是氧化铝对载流子复合效应的钝化。
隆基成为光伏巨头原因之一，就是在PERC上取得了突破。这倒不是说隆基发明了PERC。PERC是上世纪80年代，太阳能之父马丁·格林提出的。但隆基2017年，率先在商业化上取得突破，从此开启了光伏行业的中国纪元。
那到了PERC这一步，如何再往上提升呢？首先是N型化。前面咱默认硅片是P型，那用N型硅片，会不会有什么不同呢？现实中硅片纯净度是有限的，常见的杂质里，就包括铁、铜等金属元素。这些金属元素，以离子形态存在时带正电，容易捕获电子而不容易捕获空穴。在P型硅片中，空穴是多子电子是少子，铜铁杂质的存在会降低少子寿命。而N型硅片中，电子是多子空穴是少子，铜铁杂质不与空穴作用，可以提高少子寿命。
少子寿命是从电子空穴对产生，到复合消失这段时间。少子寿命越长，电子空穴越容易抵达各自极板。所以站在杂质角度，N型硅片效果要比P型硅片优。当然优秀原因还有很多，我这里只说相对重要，且容易理解的一种。
那在结构上还有没有改进空间呢？之前说PERC电池背面氧化铝钝化膜，不能导电需要开槽。后来科学家发现，不开槽好像也能搞，只要换一种膜。这种膜能让电子通过，同时排斥空穴起到钝化作用。于是就有了TOPCon（Tunnel Oxide Passivating Contact），隧穿氧化层钝化接触。这里的关键词是隧穿，就是电子能直接穿过但空穴不能，听着有点儿像锂电池隔膜。
晶科是TOPCon引领者。在N型硅片下，超薄隧穿层一般是一层二氧化硅。这条路线最大优势，是可以在PERC技术上扩展。设备可以共用，不需要从零购置。所以这是一套能实现自然过渡的技术。BC电池和TOPCon都讲过了，还剩一个HJT（Heterojunction Technology），异质结技术。
前面咱讲了四种技术，BSF铝背场是在背面加铝膜。PERC是把铝膜换成了氧化铝加氮化硅，然后因为氧化铝不导电，在膜上开了个槽。TOPCon是把氧化铝钝化膜，换成了二氧化硅隧穿膜。可以说这三个技术，都是在电池背面围绕着膜下功夫。BC电池是把正面的栅线移到了背面，增加了受光面积，是一种能与其他所有技术相结合的路线。那HJT是动了啥呢？HJT是动了光伏电池核心——PN结。
咱现在看的这四种电池，PN结都是同种材料，也就是单晶硅。而HJT异质结技术，是拿不同材料做PN结，比如单晶硅和非晶硅。通过这种异质结技术，可以灵活搭配各种材料，实现意想不到的效果。它结构上一个最大特点就是对称性，正面和反面一样，两面都能发电。同时因为简洁的对称结构，生产工艺也大大简化，四步就能完成。相比之下TOPCon和BC电池都需要10多步。
转化效率上，PERC现在差不多24%，理论效率上限是24.5%；TOPCon效率25.2%，理论上限28.7%；HJT效率25.3%，理论上限29.2%；BC电池因为组合情况太多，很难一概而论，马丁·格林给的HBC效率是26.6%。
根据光伏协会2024年初一份预测，到2030年，PERC电池效率大约24%，TOPCon大约26.5%，HJT大约26.8%。市场份额上，PERC越来越小。TOPCon大约会在2025、2026达到巅峰，之后开始下降。HJT和BC电池，在2030年以前都将一路上涨。
通威咱前面说过，它是TOPCon、HJT两条腿走路。但TOPCon代表现在，未来应该是压在HJT上。隆基不用说压的是BC路线，它的HPBC是TOPCon与BC技术的结合，不过它这个TOPCon是P型TOPCon，咱今天说的TOPCon都是N型TOPCon，所以隆基这个选择应该也是路径依赖，之前的PERC资产没法一下扔掉。
中环的电池片主要是收购来的Maxeon，Maxeon也主要走BC路线。晶科现在还主要是TOPCon，如果未来两年不做新的布局，2027年以后可能会走的比较困难。单从这几个巨头来说，从TOPCon向BC路线过渡的比较多，而坚定走HJT的基本只有通威一家。所以如果通威走成了，那就是一家独大。如果走不成，就是求仁得仁。
来源：科工洞洞拐一点号
