HJT电池的结构和原理

►HJT电池结构：HJT全称Heterojunction with Intrinsic Thin Layer，也被称为HIT，中文名为本征薄膜异质结。HJT电池为对称双面电池结构，中间为N型晶体硅，然后在正面依次沉积本征非晶硅薄膜和P型非晶硅薄膜，形成P-N结。而硅片背面则依次沉积本征非晶硅薄膜和N型非晶硅薄膜形成背表面场。而由于非晶硅的导电性比较差，因此在电池两侧沉积透明导电薄膜(TCO)来进行导电，最后采用丝网印刷技术形成双面电极。

►HJT电池实现高转化效率的原理：HJT技术很好地解决了常规电池掺杂层和衬底接触区域的高度载流子复合损失问题

。该技术的核心在于，其在P-N结之间插入了本征非晶硅层作为缓冲层，而本征非晶硅层对晶体硅表面有很好的钝化作用，可以大幅避免载流子的复合，实现较高的少子寿命和开路电压。

图表: HJT电池结构

HJT电池的工艺流程及设备

HJT电池的工艺环节仅4步

，分别为制绒清洗、非晶硅薄膜沉积、透明导电薄膜沉积、丝网印刷。相比PERC电池通常的9~10步，HJT的生产步骤大大减少，具有量产优势。

从设备的角度看

，各环节均处于国产设备逐渐导入的过程中：

►制绒清洗：采用与PERC相似的湿法化学清洗设备

，但要求更高的刻蚀损伤层厚度以及在低温环境下处理。制绒清洗工艺包括RCA清洗法和臭氧清洗法，臭氧清洗法在满足工艺需求的同时，化学品耗量和废料处理成本更低，因此应用更广泛。制绒清洗设备以YAC、Singulas等国外厂商主导，捷佳伟创已顺利实现该环节设备的国产化，迈为股份也通过与参股公司江苏启威星(引进YAC异质结制绒清洗全套技术，并结合自有半导体湿法技术研发)合作的方式突破了HJT清洗设备，加入整线解决方案中。

►非晶硅薄膜沉积：我们估计该阶段的设备价值量占比达到~50%

，是HJT设备中价值量占比最高的设备。非晶硅镀膜工艺对清洁度要求很高，因此实现大规模量产的难度也较大。目前非晶硅沉积的主流工艺方法为PECVD(等离子增强化学气相沉积)。PECVD根据结构设计可分为直列式和团簇式，团簇式PECVD产能较大、交叉污染少，但传输系统自动化难度较高，直列式PECVD可再分为串联式和并联式，目前大多PECVD采用更易实现的串联式结构，并联式则以梅耶博格Helia-PECVD为代表。国产厂商中，捷佳伟创、迈为股份、钧石、理想万里晖、金辰股份均在PECVD有布局，但技术的细节方向上有所不同。

►透明导电膜沉积：我们估计该阶段的设备价值量占比达到25%

。目前沉积TCO存在RPD(反应等离子体沉积)和PVD(物理化学气相沉积)两种路线。RPD与PVD的区别在于：1)RPD工艺采用蒸发镀膜法制备IWO导电薄膜(氧化铟掺钨)，对硅衬底的轰击较小，薄膜导电性好，有望制备更高效率的电池，但缺点在于设备价值量更高，且靶材尚未规模量产。此外，ICO(氧化铟掺镉)等性能更高的新型靶材也有望推出。2)PVD工艺则用直流磁控溅射制备TCO，较为成熟，量产性更好，但受制于材料ITO的性能更差，近年出现了用PVD法制备的新种类SCOT材料，有望拉近与RPD+IWO的差距。目前两种技术路线并存，捷佳伟创的RPD设备已经顺利在爱康科技的产线装机，而迈为股份自主研发的PVD也已获得产线订单。

►丝网印刷：用于电池的电极成形

，该工艺与传统晶体硅电池片差异较小，主要差异在于，由于HJT电池结构的薄膜被氢化，而氢在高温下会从薄膜中逸出，影响钝化效果，因此需要使用低温下固化的特殊银浆印刷电极。低温银浆丝印工艺的一种可能的替代方法是电镀铜/锡/镍，其材料成本更低、电导率更高，但由于技术不成熟，目前几乎无量产应用。此外，近年也出现了激光转印技术，通过激光无接触地将浆料挤压到电池表面，可降低银浆损耗并印刷更细的栅线，有望替代丝印的部分环节，帝尔激光有该技术储备。对于丝印设备而言，迈为股份和捷佳伟创均实现了国产化。

图表：HJT主要工艺流程及制造设备

国产设备厂商冲锋在推动HJT技术的第一线

与PERC时代不同

，在HJT时代，我们认为国产厂商无论在推动工艺改进还是设备降本方面，都起到了引领行业的作用。目前在设备端布局比较快的有捷佳伟创、迈为股份，以及钧石、理想万里晖、金辰股份等。其中，捷佳伟创分别于2020年5月30日、2020年11月23日与爱康科技、润阳集团达成异质结战略合作协议，未来有望在爱康6GW、润阳5GW量产线中提供全产线设备解决方案。迈为则在宣城开盛和通威金堂的招标中获得主要份额。

图表：HJT设备公司拓设备布局