XBC電池行業(yè)專題報(bào)告：或成未來(lái)主流技術(shù)，激光應(yīng)用場(chǎng)景更加豐富轉(zhuǎn)換效率領(lǐng)先且工藝升級(jí)窗口明顯，龍頭規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)有望成為未來(lái)主流技術(shù)發(fā)射極、電極均在背面，特殊電池結(jié)構(gòu)賦予其效率優(yōu)勢(shì)IBC電池又稱為全背電極接觸晶硅太陽(yáng)能電池，1975年由Schwartz和Lammert提出。在電池結(jié)構(gòu)上，IBC電池與PERC、TOPCon等常規(guī)晶硅電池差異明顯，PERC、TOPCon電池的正面存在電極，同時(shí)，電池的發(fā)射極也位于襯底硅片的正表面，與襯底共同形成電池的PN結(jié)。對(duì)于IBC電池而言，其最大不同點(diǎn)在于，電池的發(fā)射極和電極均處于電池的背面，具體到電池結(jié)構(gòu)上，以N型IBC電池為例，其在N型硅片正面摻磷形成N+的前表面場(chǎng)（FSF），在硅片背面的部分區(qū)域摻磷形成N+背場(chǎng)（BSF），部分區(qū)域摻硼形成P+區(qū)發(fā)射極。同時(shí)，在電池前表面場(chǎng)之上，再沉積SiO2鈍化層，以及SiNx減反射層；在電池背表面，沉積一層氧化物鈍化層。最后，對(duì)應(yīng)IBC電池背面的P+發(fā)射極和N+背場(chǎng)區(qū)域，分別對(duì)應(yīng)制作金屬電極（P）和金屬電極(N)。在襯底硅片的選擇上，IBC電池的襯底硅片既可以是P型硅片，也可以是N型硅片。選用不同類型的襯底硅片后，其在電池的摻雜上會(huì)有所不同。如果選用N型硅片，則在電池背面一定區(qū)域硼摻雜形成P+發(fā)射極，前表面場(chǎng)（FSF）和N+背場(chǎng)（BSF）則進(jìn)行磷摻雜。如果選用P型硅片，則電池背面一定區(qū)域進(jìn)行磷摻雜形成N+發(fā)射極，一定區(qū)域進(jìn)行硼摻雜形成P+背場(chǎng)（BSF）。相對(duì)P型硅片，N型硅片具有少子壽命高、無(wú)光衰、弱光性能好等優(yōu)點(diǎn)，但P型硅片在成本端具備優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，IBC電池對(duì)襯底硅片的質(zhì)量要求較高。從IBC電池的結(jié)構(gòu)來(lái)看，由于其PN結(jié)的位置處于電池背面，而光生載流子主要是在電池的前表面產(chǎn)生，其需要穿過(guò)硅片的厚度到達(dá)背面發(fā)射極。為了減少期間光生載流子的復(fù)合，就需要襯底具有較長(zhǎng)的少子擴(kuò)散長(zhǎng)度，因此制備高效IBC電池需要采用高質(zhì)量的單晶硅片。轉(zhuǎn)換效率領(lǐng)先且工藝升級(jí)空間大，有望成為未來(lái)主流電池技術(shù)路線目前，IBC電池轉(zhuǎn)換效率領(lǐng)先TOPCon、HJT等其他晶硅電池記錄，SunPower目前量產(chǎn)平均效率達(dá)到25%左右，最新一代電池技術(shù)效率已經(jīng)超過(guò)25%。從IBC電池的發(fā)展歷程來(lái)看，Schwartz和Lammert于1975年首次提出背接觸式光伏電池概念，經(jīng)過(guò)近40年的研究發(fā)展，其轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)超過(guò)其他單結(jié)晶硅太陽(yáng)電池。SunPower在IBC電池的進(jìn)展中起到重要作用，1997年，SunPower公司和斯坦福大學(xué)開(kāi)發(fā)的IBC電池，在1個(gè)光照下得到23.2%的轉(zhuǎn)換效率；2004年，SunPower公司采用點(diǎn)接觸和絲網(wǎng)印刷技術(shù)研發(fā)出第一代大面積(149cm2)的IBC電池，轉(zhuǎn)換效率達(dá)到21.5%；2007年通過(guò)工藝優(yōu)化和改進(jìn)，研發(fā)出可量產(chǎn)的平均效率22.4%的第二代IBC電池；2014年，SunPower在N型CZ硅片上制備的第三代IBC太陽(yáng)電池，最高效率達(dá)到25.2%。根據(jù)SunPower最新披露信息來(lái)看，目前公司IBC電池平均效率達(dá)到25%左右，其最新推出的IBC電池，吸收了TOPCon電池鈍化接觸的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，并采用銅電極工藝，從電池結(jié)構(gòu)來(lái)看，量產(chǎn)工藝經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化，成本在可接受范圍，轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到26%左右。同時(shí)，SunPower也是最早實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)IBC電池的公司，2014年SunPower已建成年產(chǎn)能1.2GW的IBC電池，包括年產(chǎn)能100MW的第三代高效IBC電池生產(chǎn)線，該產(chǎn)線生產(chǎn)的電池平均效率達(dá)到23.62%。兼收并蓄，IBC電池具備優(yōu)異的工藝疊加能力，可與TOPCon、HJT和鈣鈦礦等技術(shù)有機(jī)結(jié)合，進(jìn)一步提升電池轉(zhuǎn)換效率，XBC未來(lái)有望成為下一代主流技術(shù)選擇。IBC電池具有較高的技術(shù)升級(jí)潛力，除了以SunPower公司為代表的經(jīng)典IBC電池工藝外，目前，基于IBC電池結(jié)構(gòu)衍生的新型高效電池“XBC”，其技術(shù)路徑主要包括：與TOPcon電池技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，形成TBC或者POLO-IBC電池，但由于POLOIBC工藝復(fù)雜，產(chǎn)業(yè)內(nèi)推進(jìn)較快的為成本較低、技術(shù)同源的TBC電池工藝；與HJT電池技術(shù)有機(jī)結(jié)合，形成HBC電池；HBC電池具備更高的轉(zhuǎn)換效率，而且在組件端相同條件下發(fā)電量更高，兼具IBC和HJT的優(yōu)點(diǎn)；作為底電池制備疊層電池，形成PSCIBC疊層電池。鈣鈦礦電池與IBC太陽(yáng)電池結(jié)合制備的疊層電池能夠?qū)崿F(xiàn)吸收光譜互補(bǔ),通過(guò)提高太陽(yáng)光譜的利用率來(lái)提IBC電池的光電轉(zhuǎn)換效率。鈣鈦礦晶硅疊層電池理論效率達(dá)30%以上，從而成為突破晶硅太陽(yáng)電池光電轉(zhuǎn)化效率理論極限(29.4%)的研究熱點(diǎn)。從效率數(shù)據(jù)來(lái)看，升級(jí)后的“XBC”電池能夠?qū)崿F(xiàn)更高的轉(zhuǎn)換效率。2018年德國(guó)哈梅林太陽(yáng)能研究所（ISFH）采用區(qū)熔(FZ)法制備的p型單晶硅片將POLO技術(shù)應(yīng)用在IBC太陽(yáng)電池上進(jìn)行鈍化,在4cm2電池面積上實(shí)現(xiàn)了26.1%的POLO-IBC太陽(yáng)電池光電轉(zhuǎn)換效率。而截至目前，HBC電池代表著晶硅太陽(yáng)電池的最高效率水平，2017年Kaneka通過(guò)優(yōu)化串聯(lián)電阻和歐姆接觸性能將HBC電池效率提高至26.63%。龍頭隆基、愛(ài)旭領(lǐng)先布局，開(kāi)啟XBC規(guī)模化擴(kuò)產(chǎn)序幕降本提效是光伏行業(yè)發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)和永恒話題，推動(dòng)電池技術(shù)的更迭。太陽(yáng)能電池作為太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能的基本單元，直接決定光伏系統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)換效率，對(duì)電站收益率有重大影響。21世紀(jì)以來(lái)，光伏電池市場(chǎng)主要以技術(shù)更成熟的晶硅電池為主。對(duì)于晶硅電池，提升光電轉(zhuǎn)換效率的主要路徑，就是對(duì)技術(shù)的優(yōu)化與迭代。2022年新技術(shù)電池將成為擴(kuò)產(chǎn)主流技術(shù)，開(kāi)啟新一輪電池技術(shù)擴(kuò)產(chǎn)周期。目前，光伏行業(yè)技術(shù)迭代、降本提效最為集中的環(huán)節(jié)便在于電池片環(huán)節(jié)，對(duì)于電池片而言，目前其技術(shù)迭代呈現(xiàn)兩個(gè)明顯趨勢(shì)，一是電池技術(shù)由P型PERC電池轉(zhuǎn)向提效空間更高的新技術(shù)電池趨勢(shì)明確，從目前對(duì)下游電池企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)的梳理來(lái)看，22年電池?cái)U(kuò)產(chǎn)將主要以新技術(shù)為主，預(yù)計(jì)2022年傳統(tǒng)PERC電池?cái)U(kuò)產(chǎn)接近尾聲，而新技術(shù)電池?cái)U(kuò)產(chǎn)占比或超70%；第二，在具體技術(shù)路線的選擇上，呈現(xiàn)XBC、TOPCon和HJT并存的格局，并以目前綜合性價(jià)比更高的XBC、TOPCon為主。上一輪電池技術(shù)周期，是PERC電池對(duì)BSF電池的替代，當(dāng)前時(shí)點(diǎn)類似于2017-2018年由PERC電池開(kāi)啟的電池快速產(chǎn)能擴(kuò)張周期。2017-2019年隨著成本持續(xù)下降，PERC電池逐步進(jìn)入爆發(fā)式產(chǎn)能擴(kuò)張的時(shí)間窗口，市場(chǎng)份額從2017年的15%提升到2019年的65%。在上一輪PREC電池替代周期中，其對(duì)產(chǎn)業(yè)的影響在于：1）使著力布局PERC產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)獲得了顯著的超額收益；2）具備成本優(yōu)勢(shì)的企業(yè)在面對(duì)產(chǎn)業(yè)技術(shù)全面轉(zhuǎn)型時(shí)更有動(dòng)力加速擴(kuò)張，一定程度上影響了行業(yè)格局的演變。對(duì)于設(shè)備端而言，伴隨上一輪PERC電池的擴(kuò)產(chǎn)，設(shè)備企業(yè)訂單規(guī)模大幅增長(zhǎng)，同時(shí)，新產(chǎn)品也推動(dòng)了設(shè)備企業(yè)盈利能力的明顯提升。目前，行業(yè)進(jìn)入了新一輪的電池新技術(shù)擴(kuò)產(chǎn)周期，有望重現(xiàn)上一輪PERC時(shí)代的大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)，同時(shí)，設(shè)備端得益新技術(shù)投資額更高需求彈性明顯。在新技術(shù)電池技術(shù)路線中，目前產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)的技術(shù)主要是TOPCon、XBC和HJT三種，不同電池技術(shù)格局特點(diǎn)，在轉(zhuǎn)換效率、電池成本、工藝復(fù)雜性及與存量產(chǎn)線的兼容性等方面均有所不同。轉(zhuǎn)換效率來(lái)看，三種N型電池技術(shù)均能夠?qū)崿F(xiàn)24%以上的量產(chǎn)效率，IBC電池效率更高，且能夠分別與TOPCon、HJT電池技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，升級(jí)成為轉(zhuǎn)換效率更高的TBC、HBC電池；成本端對(duì)比來(lái)看，目前，三種電池技術(shù)的單W成本仍高于PERC，相較而言，TOPCon的單W成本低于HJT；從工藝復(fù)雜度來(lái)看，XBC>TOPCon（12-13道）>PERC（8-10道）>HJT（4-6道）；從與PERC產(chǎn)線的兼容性來(lái)看，TOPCon（可基于PERC升級(jí)）>XBC(部分兼容）>HJT（完全不兼容），TOPCon可基于現(xiàn)有PERC產(chǎn)線升級(jí)。整體來(lái)看，目前TOPCon、XBC和HJT各具特點(diǎn)，在轉(zhuǎn)換效率方面尚未拉開(kāi)明顯差距，均可以實(shí)現(xiàn)24%以上的量產(chǎn)效率，但XBC電池目前效率數(shù)據(jù)高于TOPCon和HJT。主要差異體現(xiàn)在成本、工藝復(fù)雜度和產(chǎn)線兼容性等方面。綜合來(lái)看，目前在新技術(shù)路線中，短期XBC、TOPCon電池綜合性價(jià)比相對(duì)更優(yōu)，中短期擴(kuò)產(chǎn)規(guī)模也超過(guò)HJT。以隆基、愛(ài)旭等為首的龍頭率先開(kāi)啟XBC電池?cái)U(kuò)產(chǎn)，22年XBC電池成為主流擴(kuò)產(chǎn)路線之一，擴(kuò)產(chǎn)幅度大增。從量產(chǎn)進(jìn)程來(lái)看，國(guó)際上IBC技術(shù)比較成熟的量產(chǎn)公司主要是SunPower和LG，其中，SunPower研發(fā)IBC技術(shù)較為成熟，14年已經(jīng)建成年產(chǎn)能1.2GW的產(chǎn)線，最早實(shí)現(xiàn)IBC電池量產(chǎn)。同時(shí)，國(guó)內(nèi)部分公司也在持續(xù)推進(jìn)IBC電池的研發(fā)和布局，天合光能在2017年5月自主研發(fā)的大面積6英寸N型單晶硅IBC電池效率達(dá)到24.13%；2018年2月效率進(jìn)一步提高到25.04%，并經(jīng)過(guò)日本電氣安全與環(huán)境技術(shù)實(shí)驗(yàn)室（JET）獨(dú)立測(cè)試認(rèn)證。中來(lái)光電2018年底通過(guò)對(duì)n-PERT電池線改造升級(jí)實(shí)現(xiàn)了IBC電池的批量生產(chǎn)，年產(chǎn)能約150MW，平均效率約22.8%；2018年國(guó)家電投黃河公司建設(shè)國(guó)內(nèi)第一條200MWN型IBC電池產(chǎn)線，2021年6月宣布IBC電池及組件生產(chǎn)平均效率突破24%。但整體而言，由于IBC電池技術(shù)難度和設(shè)備投資成本較高，此前國(guó)內(nèi)大部分公司仍停留在小規(guī)模研發(fā)階段，尚未大規(guī)模量產(chǎn)。伴隨技術(shù)逐步成熟，以隆基、愛(ài)旭為代表的龍頭廠商率先開(kāi)啟XBC電池規(guī)?；瘮U(kuò)產(chǎn)。1）隆基股份：目前在各種技術(shù)路線上均有布局，但最先明確的是差異化的HPBC路線。在產(chǎn)能規(guī)模上看，隆基新技術(shù)電池產(chǎn)能在建及規(guī)劃規(guī)模已達(dá)64GW，其中最先落地的泰州4GW產(chǎn)能預(yù)計(jì)于2022年8月投產(chǎn)，或采用TOPCon與IBC思路上相結(jié)合的HPBC路線，該項(xiàng)目投資額約12億元，折合投資成本約為3億元/GW。新產(chǎn)能落地值得期待。2）愛(ài)旭股份：2021年4月發(fā)布非公開(kāi)發(fā)行A股股票和簽訂投資協(xié)議公告，公司在IBC、HBC和疊層電池的量產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域取得了顯著的研究成果，擬投資珠海年產(chǎn)6.5GW（一期）和義烏年產(chǎn)10GW新世代高效太陽(yáng)能電池項(xiàng)目；2022年5月發(fā)布非公開(kāi)發(fā)行股票預(yù)案（修訂稿），擬定增募資16.50億元，投資珠海年產(chǎn)6.5GW新世代高效晶硅電池建設(shè)項(xiàng)目，新技術(shù)電池項(xiàng)目提上日程。工藝流程較為復(fù)雜，關(guān)鍵工藝在于背面定域摻雜及金屬電極經(jīng)典IBC：部分與PERC相同，新增加多道重要工藝XBC電池的制造工藝流程與其電池結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)。首先，我們來(lái)看經(jīng)典IBC電池的結(jié)構(gòu)，以N型IBC電池為例，其在襯底硅片的正表面，通過(guò)摻磷等元素形成N+前表面場(chǎng)

（FSF），在硅片背面的一定區(qū)域摻硼形成P+區(qū)發(fā)射極，和N型硅片襯底共同構(gòu)成電池PN結(jié)，同時(shí)，在硅片背面一定區(qū)域摻磷形成N+背場(chǎng)（BSF），以此形成高低結(jié)；之后，在硅片正面的N+前表面場(chǎng)上，再沉積SiO2鈍化層，以及SiNx減反射層，同時(shí)，在電池背面的P+和N+層之上，再沉積一層氧化物鈍化層；最后是金屬電極的制作，需要對(duì)應(yīng)電池背面的P+和N+區(qū)域，分別對(duì)應(yīng)制作金屬電極（P）和金屬電極(N)。對(duì)比PERC、TOPCon等其他晶硅電池的結(jié)構(gòu)和制造工藝，IBC電池的核心工藝流程及難點(diǎn)主要在于，如何在電池背面制備出呈叉指狀間隔排列的P區(qū)和N區(qū)，以及在其上面分別對(duì)應(yīng)形成金屬化接觸。1）電池背面定域摻雜，形成間隔排列的P+區(qū)和N+區(qū)。對(duì)于普通晶硅電池，以PERC為例，其是在P型硅片正面通過(guò)磷擴(kuò)散形成N+發(fā)射極，與硅片基底形成PN結(jié)；TOPCon電池則是在N型硅片正面進(jìn)行硼擴(kuò)散形成P+發(fā)射極。而由于特殊的電池結(jié)構(gòu)，XBC電池則需要在硅片背面分別形成摻硼的P+區(qū)和摻磷的N+區(qū)，并且為了避免漏電，P+區(qū)和N+區(qū)之間需要分隔開(kāi)，形成Gap區(qū)域。在XBC電池的工藝優(yōu)化中,叉指狀的P+和N+區(qū)結(jié)構(gòu)是影響電池性能的關(guān)鍵，因此，XBC電池制作的關(guān)鍵工藝之一就在于如何實(shí)現(xiàn)電池背面的定域摻雜。并且，無(wú)論是經(jīng)典IBC電池，或是TBC、HBC等“XBC”形式的升級(jí)技術(shù)，雖然具體電池結(jié)構(gòu)存在差別，但背面定域摻雜均是最關(guān)鍵的工藝。另外，在XBC電池背面定域摻雜的時(shí)候，P+發(fā)射極寬度、N+背場(chǎng)寬和二者之間的間隙隔離層會(huì)對(duì)電池電性能造成較大影響。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)研究結(jié)果，較寬的N+背場(chǎng)和Gap區(qū)域會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)換效率降低，原因在于，較寬的N+背場(chǎng)（BSF）會(huì)使得少數(shù)載流子從BSF區(qū)傳輸?shù)桨l(fā)射區(qū)的橫向平均距離增大，進(jìn)而提高了擴(kuò)散過(guò)程中的復(fù)合損失，因此，N+背場(chǎng)寬度應(yīng)盡量窄小；同時(shí)，P+區(qū)和N+區(qū)之間的Gap區(qū)域應(yīng)盡可能窄，且表面應(yīng)具有良好的鈍化效果才可避免少數(shù)載流子的復(fù)合，太寬可能會(huì)導(dǎo)致背接觸電池的有效面積被浪費(fèi)，有效載流子也難以被收集，從而降低電池性能。但Gap區(qū)域的寬度受制備工藝的技術(shù)可實(shí)現(xiàn)性限制，過(guò)窄的寬度設(shè)計(jì)會(huì)提高工藝技術(shù)瓶頸和增加過(guò)程控制難度。XBC電池需要在背面分別進(jìn)行硼和磷的局域擴(kuò)散，其實(shí)現(xiàn)工藝較多，結(jié)合主要光伏企業(yè)申請(qǐng)專利情況，目前產(chǎn)業(yè)推進(jìn)的常見(jiàn)定域摻雜方法主要是掩膜法，再結(jié)合光刻、絲網(wǎng)印刷刻蝕漿料、激光刻蝕或者離子注入等方法來(lái)形成定域摻雜的圖形。具體來(lái)看：通過(guò)光刻技術(shù)在掩膜上形成需要的圖形，隨后再進(jìn)行擴(kuò)散摻雜，但光刻法的成本較高，不適合規(guī)模化生產(chǎn)；

印刷法，通過(guò)絲網(wǎng)印刷刻蝕漿料或者阻擋型漿料來(lái)刻蝕或者遮擋住不需要刻蝕的部分掩膜，從而形成需要的圖形。這種方法在制作步驟中涉及多次掩膜、腐蝕，制程復(fù)雜，同時(shí)，絲網(wǎng)印刷本身也存在對(duì)準(zhǔn)精度不夠、多次印刷問(wèn)題等局限，從而給電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)了挑戰(zhàn)，較小的P-N間距和金屬接觸面積能帶來(lái)電池效率的提升，因此，絲網(wǎng)印刷需要在工藝重復(fù)可靠性和電池效率之間找到平衡；

激光，可有效解決絲網(wǎng)印刷過(guò)程中的局限，無(wú)論是間接刻蝕掩膜（利用激光的高能量使局部固體硅升華成為氣相，從而使附著在該部分硅上的薄膜脫落），還是直接刻蝕（如SiNx吸收紫外激光能量而被刻蝕），激光都可以得到比絲網(wǎng)印刷更為精細(xì)的結(jié)構(gòu)，更細(xì)微的金屬接觸開(kāi)孔和更多樣的圖案設(shè)計(jì)；結(jié)合產(chǎn)業(yè)推進(jìn)以及龍頭企業(yè)XBC電池?cái)U(kuò)產(chǎn)中的選擇來(lái)看，目前，激光成為主要的選擇方法。離子注入方式，優(yōu)點(diǎn)是可以精確地控制摻雜濃度，通過(guò)掩膜可以形成選擇性的離子注入摻雜。同時(shí)，離子注入后，還需要進(jìn)行一步高溫退火過(guò)程來(lái)將雜質(zhì)激活并推進(jìn)到硅片內(nèi)部，并且還需要修復(fù)離子注入造成的硅片表面晶格損傷。離子注入具有控制精度高、擴(kuò)散均勻性好等特點(diǎn)，但設(shè)備昂貴，易造成晶格損傷，在光伏行業(yè)中實(shí)際應(yīng)用較少。2）XBC電池的另一關(guān)鍵工藝在于背面金屬化柵線的制作。XBC電池背面電極的設(shè)計(jì)，不僅影響著電池性能，還直接決定了IBC組件的制作工藝。XBC電池的電極都在背面，由于不需要考慮遮光，所以可以更靈活的設(shè)計(jì)柵線，降低串聯(lián)電阻。但為了減少金屬接觸區(qū)域的復(fù)合，XBC電池在金屬化之前一般要打開(kāi)接觸孔/線，以此來(lái)減少金屬接觸區(qū)的復(fù)合。另外，為了防止漏電，N和P的金屬電極接觸孔需要與各自的擴(kuò)散區(qū)對(duì)準(zhǔn)。在打開(kāi)接觸孔/線的時(shí)候，通常采用激光開(kāi)槽、絲網(wǎng)印刷刻蝕漿料、濕法刻蝕等方法來(lái)將接觸區(qū)的鈍化膜去除，形成接觸區(qū)。在金屬電極的制作方法上，可以采用絲網(wǎng)印刷、激光轉(zhuǎn)印、電鍍等多種技術(shù)。相對(duì)傳統(tǒng)晶硅電池生產(chǎn)流程，XBC電池的工藝流程較為復(fù)雜。對(duì)于經(jīng)典IBC電池的工藝流程來(lái)看，其工序步驟有部分與PERC兼容，但同時(shí)又增加了硼擴(kuò)散、鍍氮化硅層、鍍掩膜、激光開(kāi)槽等工序，并增加了清洗的步驟。TBC電池：與TOPCon有機(jī)結(jié)合，工藝流程部分與TOPCon兼容TBC電池是將TOPCon的背面鈍化接觸技術(shù)與IBC相結(jié)合，對(duì)傳統(tǒng)IBC電池的背面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。從電池結(jié)構(gòu)來(lái)看，TOPCon電池最大的特點(diǎn)是，在電池背面制備一層超薄隧穿氧化層和摻雜非晶硅層，二者共同構(gòu)成背面鈍化接觸結(jié)構(gòu)；經(jīng)典IBC電池的最大特點(diǎn)則是，在電池背面形成間隔排列的P+和N+區(qū)域作為發(fā)射極和背場(chǎng)（BSF），且電極也全面轉(zhuǎn)移到背面。TBC電池將二者的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合，即在硅片背面沉積一層超薄隧穿氧化層SiO2，并制作間隔排列的P+和N+的POLY-Si作為發(fā)射極和背場(chǎng)

（BSF），硅片正面沉積前表面場(chǎng)，鈍化層和減反射層，背面沉積鈍化層，在背面再分別對(duì)準(zhǔn)P+和N+區(qū)域制作對(duì)應(yīng)P和N的金屬電極。TBC的電池結(jié)構(gòu)使其具有更低的復(fù)合，更好的接觸，從而獲得更高的轉(zhuǎn)化效率。2018年德國(guó)哈梅林太陽(yáng)能研究所（ISFH）制作的POLO-IBC電池獲得了26.1%的光電轉(zhuǎn)換效率。TBC電池工藝步驟部分與TOPCon兼容。TBC電池結(jié)合了TOPCon的背面鈍化接觸和IBC的背面叉指狀排列P+和N+區(qū)，以及正面無(wú)柵線的特點(diǎn)，基于其二者結(jié)合后的電池結(jié)構(gòu)，TBC電池工藝流程的重點(diǎn)在于幾個(gè)方面，背面隧穿氧化層的沉積，背面間隔排列的P+和N+的POLY-Si的沉積，以及背面金屬電極的制作。而在TOPCon電池的制作中，其背面隧穿氧化層和摻雜非晶硅層的制作，主要是通過(guò)LPCVD、PECVD、PVD等方法進(jìn)行沉積，TBC電池在隧穿層和P+和N+區(qū)沉積的時(shí)候，有部分工序也與TOPCon電池相同，存在部分兼容。主要差異體現(xiàn)在如何實(shí)現(xiàn)背面的局域摻雜，以及背面金屬電極的制作。具體工藝流程方面，結(jié)合目前隆基樂(lè)葉、金石能源、韓華新能源、普樂(lè)新能源、國(guó)家電投等公布的發(fā)明專利申請(qǐng)來(lái)看，常見(jiàn)的TBC電池的工藝流程如下：1）對(duì)基底硅片進(jìn)行去損傷、制絨、清洗和背拋光處理；2）在硅片背面沉積隧穿氧化層，以及隧穿層上的硼摻雜的P+polySi層，沉積工藝可以采用PECVD原位摻雜、LPCVD或者PVD等；3）沉積氧化物掩膜層，再利用激光開(kāi)槽等方式去除N+區(qū)域和Gap區(qū)域覆蓋的掩膜層以及此前沉積的P+層，再沉積磷摻雜的N+polySi層。在沉積P+和N+polySi環(huán)節(jié)中，由于需要二者是間隔排列的，會(huì)涉及多次沉積掩膜層和激光開(kāi)槽等刻蝕工藝的應(yīng)用；4）前表面沉積AIOx鈍化層&SiNx減反射層，以及背面SiNx層；5）利用激光開(kāi)槽等方式進(jìn)行P+和N+區(qū)域的金屬接觸開(kāi)孔，并進(jìn)行對(duì)應(yīng)區(qū)域的電極制作，電極制作方法可以選擇激光轉(zhuǎn)印、絲網(wǎng)印刷、電鍍等。HBC：與HJT有機(jī)結(jié)合，工藝流程部分與HJT相同HBC電池是異質(zhì)結(jié)(HJT)電池與背接觸(IBC)電池的有機(jī)結(jié)合，既利用了HJT電池結(jié)構(gòu)非晶硅優(yōu)越的表面鈍化性能，同時(shí)也借鑒了IBC電池結(jié)構(gòu)正面無(wú)金屬遮擋的優(yōu)點(diǎn)，兼具二者電池的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，HJT電池的低溫制備工藝還可以避免傳統(tǒng)電池的高溫制備過(guò)程對(duì)硅片造成的形變和熱損傷。從HBC電池結(jié)構(gòu)來(lái)看，基于N型硅片襯底，其在硅片正面依次沉積氫化非晶硅（a-Si:H）作為前表面鈍化層，并采用SiNx減反射層取代透明的TCO導(dǎo)電膜，光學(xué)損失更少、成本更低；在硅片背面，依次沉積氫化非晶硅（a-Si:H）背鈍化層，以及鈍化層上呈叉指狀分布的p-a-Si∶H層和n-a-Si∶H層，分別作為發(fā)射極和背場(chǎng)BSF，發(fā)射極和BSF二者間隙隔離。同時(shí)，在發(fā)射極和BSF上再沉積透明導(dǎo)電薄膜，并制作對(duì)應(yīng)的金屬接觸電極。HBC電池將結(jié)合了HJT與IBC兩種高效電池技術(shù)的優(yōu)勢(shì)于一體，轉(zhuǎn)換效率優(yōu)勢(shì)明顯，而且在組件端相同條件下發(fā)電量更高，自2014年以來(lái)一直占據(jù)著晶硅太陽(yáng)電池最高轉(zhuǎn)換效率紀(jì)錄的位置。2016年日本Kaneka公司宣布在面積為180cm2訂單HBC電池結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了世界最高轉(zhuǎn)換效率26.33%；緊接著在2017年8月，Kaneka又將該記錄提高至26.63%，這也是目前晶硅太陽(yáng)能電池研發(fā)效率的最高水平和記錄。HBC電池工藝步驟部分與HJT相同。HBC電池結(jié)合了HJT和IBC電池結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，基于其二者結(jié)合后的電池結(jié)構(gòu)，HBC電池有部分工序也與HJT電池相同，存在部分兼容。從HJT電池的制作流程看，其核心制造工序主要為清洗制絨、非晶硅薄膜沉積、TCO膜沉積和電極金屬化4道工序。與HJT電池工序流程相比，HBC電池工藝流程的差異主要體現(xiàn)在如何實(shí)現(xiàn)背面的局域摻雜，以及背面金屬電極的制作。具體工藝流程來(lái)看，結(jié)合國(guó)家電投、金石能源、愛(ài)旭股份等公司的發(fā)明專利申請(qǐng)來(lái)看，HBC電池的關(guān)鍵工藝在于制備電池背面叉指狀排列的摻硼和摻磷氫化非晶硅區(qū)域，類似TBC電池，因此也會(huì)涉及到掩膜、開(kāi)槽、沉積、刻蝕等多道工藝的交替應(yīng)用。整體來(lái)看，XBC電池的工藝流程在晶硅電池中最為復(fù)雜，在技術(shù)升級(jí)為T(mén)BC、HBC電池之后，工藝步驟較經(jīng)典IBC電池進(jìn)一步增加。以HBC電池為例，其不僅需要解決HJT技術(shù)存在的TCO靶材和低溫銀漿成本高等問(wèn)題，還需要解決IBC電池電極隔離（正負(fù)電極都位于背面）、工藝流程復(fù)雜及工藝窗口窄等問(wèn)題。從設(shè)備投資成本看，對(duì)比不同電池技術(shù)路線，目前TOPCon電池設(shè)備投資額約2億元/GW左右，經(jīng)典IBC電池約3億元/GW左右，HJT電池約4.0-4.5億元/GW，而TBC、HBC電池作為升級(jí)技術(shù)，因?yàn)樵黾恿斯ば虿襟E及對(duì)應(yīng)設(shè)備，單GW設(shè)備投資相對(duì)較高。激光在XBC電池中應(yīng)用場(chǎng)景更加豐富，涉及開(kāi)槽、摻雜、轉(zhuǎn)印、氧化等多種工藝結(jié)合激光在光伏行業(yè)的應(yīng)用來(lái)看，激光主要應(yīng)用于電池片、組件環(huán)節(jié)。其中，在電池片環(huán)節(jié)的應(yīng)用包括開(kāi)槽、摻雜、打孔、刻蝕、退火等多種工藝；組件端包括劃片、串焊等應(yīng)用。對(duì)于光伏高效電池的生產(chǎn)制備，其光電轉(zhuǎn)換效率提升的關(guān)鍵在于控制光學(xué)損失和電學(xué)損失，激光具有快速、準(zhǔn)確、零接觸以及良好的熱效應(yīng)等優(yōu)勢(shì)，可以極大避免太陽(yáng)能電池制造過(guò)程中的損耗，從而提升光電轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)還能降低生產(chǎn)成本。激光技術(shù)在PERC、TOPCon、IBC和HJT電池當(dāng)中，均已經(jīng)有多種激光技術(shù)的應(yīng)用。具體到XBC電池，由于XBC電池工藝路線比較復(fù)雜，需要在電池背面制備叉指狀排列的摻硼P+區(qū)域和摻磷N+區(qū)域，工藝過(guò)程中需要結(jié)合掩膜、激光開(kāi)槽、刻蝕等多種工藝交替應(yīng)用，最后還需要制作對(duì)應(yīng)的電極。因此，從XBC電池的電池結(jié)構(gòu)及工藝流程來(lái)看，XBC電池為激光技術(shù)的應(yīng)用提供了更豐富的應(yīng)用場(chǎng)景和機(jī)會(huì)，結(jié)合各光伏企業(yè)的專利申請(qǐng)來(lái)看，激光在XBC電池中的應(yīng)用包括激光開(kāi)槽、激光刻蝕、激光熱氧化、激光摻雜及激光轉(zhuǎn)印，另外，在HBC電池中還可以使用激光對(duì)N+摻雜非晶硅層進(jìn)行激光處理，使得局域N+薄膜晶化或者晶化度提高。具體來(lái)看，激光在XBC電池中的應(yīng)用潛力如下：2、激光輻照，形成氧化物掩膜層（激光氧化工藝）。根據(jù)隆基樂(lè)葉申請(qǐng)日為2021年9月30日提交的發(fā)明專利申請(qǐng)（申請(qǐng)公布號(hào)：CN113921626A），公司提出了在制備XBC電池過(guò)程中，通過(guò)兩步激光氧化工藝來(lái)分別形成P+和N+特定摻雜區(qū)域的氧化物掩膜層。具體方法來(lái)看，在含氧氣氛環(huán)境下，通用激光直接對(duì)P+和N+的特定區(qū)域進(jìn)行激光輻照，從而在激光掃過(guò)的區(qū)域形成氧化物掩膜層。激光輻照的方法使得氧化物掩膜層的形成精度高，相較于外加熱氧化或者PECVD形成的掩膜