光伏產業可以分別為硅料、硅片、電池、組件和光伏系統等環節，其中硅料與硅片環節為產業上游，電池片與光伏組件為行業中游，下游為發電系統。
作為光伏產業第一的大國，我國是如何做到降本增效的？
光伏發電成本約等于光伏電站成本，其中電池片是這其中的關鍵器件，決定發電效率和成本，所以，想要降本增效，切入點就是電池片，不斷的將電池片研發升級。
它的升級方向大概分為兩種：一是可以吸收更多的太陽光，二是盡可能的將光能轉換為電能。
光伏電池以襯底材料進行分類，可以分成P型電池和N型電池。P型電池指的是以P型硅片為襯底的電池片，N型電池指N型硅片為襯底的電池片。
P型硅片制作工藝簡單，成本較低，而N型硅片通常壽命較長，電池效率可以做得更高，但是工藝更加復雜。
這主要是因為：N型硅片摻磷元素，磷與硅相溶性差，容易分布不均，而P型硅片摻硼元素，硼與硅分凝系數相當，分散均勻度容易控制，成本也就更低。所以，目前，光伏行業主流產品是P型硅片，對應的P型電池也就更多。
典型的P型電池包括BSF電池、PERC電池、PERC+電池等。
這些分類里，它們出現的時間不同，市場對他們的評價也不同。
早期的光伏發電技術是以BSF電池為主，隨后PERC電池技術開始取代BSF技術，之后，PERC電池技術經過優化形成了PERC+技術。
BSF電池在晶硅光伏電池PN結制造完成后，通過在硅片的背光面沉積一層鋁膜，制備P+層，從而形成鋁背場。
鋁作為背電場有諸多好處，如減小表面符合率和增加對長波的吸收等，但鋁背場電池的光電轉換效率也有一定的局限性。
從工序上來講，BSF電池的制備要經過清洗制絨、擴散制結、刻蝕去磷硅玻璃、PECVD、絲網印刷、燒結、測試分選等環節。
BSF電池的工序為光伏電池片制備的一般工序，之后再升級，都是以該工序為基礎。
PERC電池是在傳統BSF電池的基礎上，增加了背面鈍化以及激光開工兩道工藝，而性能就實現了明顯提升。
對應應用核心設備包括清洗機、制絨機、擴散爐、激光消融機、刻蝕機、PECVD、絲網印刷設備、燒結爐、測試分選機等。如果增加背面拋光工藝，則還需要槽式清洗機。
雖然目前PERC電池占據主流，但是N型電池的光電轉換效率更高，即使技術難度大，但為了降本增效，企業們也在加快研發。
N型電池包括IBC電池、HJT電池、HBC電池、TOPcon電池。
其中TOPcon和HJT是主要的技術路線，已經開始擴產。而IBC、HBC還在處于實驗和驗證階段，被成為“未來技術”。
TOPCon電池結構對電池表面可以實現完美鈍化。其使用一層超薄的氧化層，還摻雜了薄膜硅，都是提高效率的操作。最終，其轉換效率理論極限可以達到26.6%。
與PERC電池相比，TOPCon工藝增加了硼擴散與接觸鈍化層沉積兩個環節。
一大環節是LPCVD氧化及沉積i型多晶硅，這下面又分為兩小類，一種是全擴散工藝，另一種是磷工藝。、
另一個大環節是PECVD氧化和沉積P型多晶硅，這種方式的工藝流程更簡短，有望大幅降低成本，也是技術的發展方向。
HJT電池也叫做異質結電池，是一種混合型太陽能電池，也是一種雙面電池。
相比于PERC電池和TOPCon電池，HJT的工藝流程大大縮短，更有助于縮短生產時間，提高生產效率。
它的制備工藝大概包括清洗制絨、非晶硅沉積、TCO膜制備和絲網印刷。其中的非晶硅沉積和TCO膜制備是兩大關鍵環節，并且均有兩種制備方式。
非晶硅沉積采用的方法是PECVD或CAT-CVD，后者相比于前者成膜質量高，對硅片鈍化效果好，但其均勻性較差且維護成本較高。
TCO膜制備所用的方法是PVD或RPD。后者的技術的裝備產能低，售價高，目前專利在日本住友手中，有專利保護。相對來說，前者PVD更有希望成為主流工藝。
IBC電池也叫交指式背接觸電池，是高效大面積太陽能電池之一，也是一種典型的N型電池。
這里背接觸電池包括MWT、EWT和IBC電池，MWT和EWT電池的轉換效率受到一定限制，IBC電池的理論轉化效率更高。
IBC電池的正面無金屬柵線，背面的各組件是呈叉指狀，這種結構可以增加發電面積，提升發電效率。
IBC電池還可以與HJT電池技術融合，也就是HJBC、HBC電池技術，二者效率分別達到了25.1%和25.6%。
隨著TOPCon、HJT、IBC等技術逐步成熟，逼近其光電轉換效率理論極限，業界又開始尋找新一代光伏技術。
如果說上述說的均是晶硅電池，那按照另一個標準劃分，還有薄膜電池。
鈣鈦礦光伏組件就是其中一種，它是利用鈣鈦礦型金屬鹵化物半導體作為吸光層材料，吸收光子，產生電子對，驅動電池。
早期，鈣鈦礦指一種金屬礦物。現在，鈣鈦礦泛指具有和鈦酸鈣相同或類似晶體結構的離子晶體。作為光電轉換材料，其具有以下優勢：
一是光電轉換效率很高，過去十幾年，鈣鈦礦電池效率從3%提升到28%，甚至有實驗室可以實現31.3%的轉換，增速遠高于硅基電池的發展速度，13年時間走完了硅基電池40年的發展歷程。
三是它可以實現自由調控吸光帶隙，從而增大光能的利用效率，甚至，疊層電池的極限效率有望突破40%。
但目前大規模制備鈣鈦礦層技術還不成熟，材料的穩定性也不足，如果要進一步走向產業化，還需要針對器件性能和穩定性開展更為深入的研究。
從當前的市場競爭格局看，因工藝與P型時代主流的Perc技術一脈相承，TOPcon技術已順理成章呈現短期高確定性，從SENC上看是大概率大放量。
而以HJT為代表的顛覆性技術，性能上具有眾多優勢，但產線、工藝與Perc時代互不相通，對主流電池片廠商而言，大規模投產暫不經濟。作為平臺級技術，HJT與下一代鈣鈦礦電池技術融合形成疊層電池更加順暢。
目前 HJT 與 TOPCon 技術在電池片制造端已進入實戰對壘階段，二者孰優孰劣，市場聲音莫衷一是。整體看，TOPcon技術短期優勢明顯，HJT勝在未來潛力更大。
后面說的N型電池等技術路徑明確，但是能否實現以及實現節奏還是存在不確定性，如果降本不及預期，就可能使下游制造廠商推遲資本開支計劃，從而對那些設備廠商的短期業績造成影響。
還有不同的技術路徑對不同設備的需求構成有區別，技術迭代就會影響廠商的設備需求，從而也影響到廠商的業績。
簡而言之，迭代使得技術不斷進步，產品不斷降本增效，但相應的廠商也同時會面臨很多風險。
市場會逐漸對廠商提出不同問題，電池片夠不夠薄，夠不夠大，效率夠不夠高，壽命夠不夠久等等，會逐漸出清落后產能，光伏剩下的絕對是內卷之王。
原文始發于微信公眾號（艾邦光伏網）：從P - N：光伏電池發展全梳理
