受益于異軍突起的HIT光伏電池概念股，近期光伏概念指數(shù)大漲。1月7日，光伏板塊有超過(guò)10家個(gè)股漲停，其中異質(zhì)結(jié)電池（HIT）概念股捷佳偉創(chuàng)、山煤國(guó)際、東方日升、金辰股份、邁為股份全部漲停。消息面，機(jī)構(gòu)近期密集關(guān)注HIT，招商證券指出：“綜合產(chǎn)業(yè)端的現(xiàn)狀，HIT電池產(chǎn)業(yè)化在加速，并且可能正在醞釀著突破。”。

HIT是“異質(zhì)結(jié)”電池技術(shù)的英文簡(jiǎn)稱(chēng)，簡(jiǎn)單說(shuō)就是一種全新的光伏電池生產(chǎn)技術(shù)。HIT技術(shù)具有幾方面優(yōu)勢(shì)：光電轉(zhuǎn)換效率高，性能優(yōu)異，降成本空間大，平價(jià)上網(wǎng)前景好。作為電池技術(shù)解決方案之一，HIT技術(shù)一度被業(yè)內(nèi)稱(chēng)為下一代商業(yè)光伏生產(chǎn)的候選技術(shù)之一。

從HIT光伏電池發(fā)展歷史看，近期才真正開(kāi)始出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化突破。2019年，國(guó)內(nèi)企業(yè)漢能研發(fā)效率達(dá)25.11%，晉能和鈞石研發(fā)效率接近25%，量產(chǎn)效率站上24%。靶材和銀漿國(guó)產(chǎn)化也取得了重大突破，HIT降低成本的路徑越來(lái)越清晰，性?xún)r(jià)比不斷提升，布局HIT的企業(yè)從早期7家拓展到了目前的約20家。未來(lái)，隨著光伏電池技術(shù)革新帶來(lái)產(chǎn)業(yè)繁榮，光伏市場(chǎng)規(guī)模有望保持高速增長(zhǎng)，也將為相關(guān)上市公司股價(jià)提供有力支撐。

何為HIT？

1、HIT電池結(jié)構(gòu)和原理

HIT是Heterojunctionwith Intrinsic Thin-layer的縮寫(xiě)，意為本征薄膜異質(zhì)結(jié)，因HIT已被日本三洋公司申請(qǐng)為注冊(cè)商標(biāo)，所以又被稱(chēng)為HJT或SHJ（Silicon Hetero junctionsolar cell）。該類(lèi)型太陽(yáng)能電池最早由日本三洋公司于1990年成功開(kāi)發(fā)，當(dāng)時(shí)轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到14.5%（4mm2的電池），后來(lái)在三洋公司的不斷改進(jìn)下，三洋HIT電池的轉(zhuǎn)換效率于2015年已達(dá)到25.6%。2015年三洋的HIT專(zhuān)利保護(hù)結(jié)束，技術(shù)壁壘消除，是我國(guó)大力發(fā)展和推廣HIT技術(shù)的大好時(shí)機(jī)。

下圖是HIT太陽(yáng)能電池的基本構(gòu)造，其特征是以光照射側(cè)的p-i型a-Si：H膜（膜厚5-l0nm）和背面?zhèn)鹊膇-n型a-Si：H膜（膜厚5-l0nm）夾住晶體硅片，在兩側(cè)的頂層形成透明的電極和集電極，構(gòu)成具有對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的HIT太陽(yáng)能電池。

圖表1：HIT太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)示意圖


2、HIT電池工藝流程

HIT電池的一大優(yōu)勢(shì)在于工藝步驟相對(duì)簡(jiǎn)單，總共分為四個(gè)步驟：制絨清洗、非晶硅薄膜沉積、TCO制備、電極制備。

圖表2：HIT太陽(yáng)能電池工藝流程


制備的核心工藝是非晶硅薄膜的沉積，其對(duì)工藝清潔度要求極高，量產(chǎn)過(guò)程中可靠性和可重復(fù)性是一大挑戰(zhàn)，目前通常用PECVD法制備。

HIT電池的制備工藝步驟簡(jiǎn)單，且工藝溫度低，可避免高溫工藝對(duì)硅片的損傷，并有效降低排放，但是工藝難度大，且產(chǎn)線(xiàn)與傳統(tǒng)電池不兼容，設(shè)備資產(chǎn)投資較大。

3、優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)

HIT電池具有發(fā)電量高、度電成本低的優(yōu)勢(shì)，具體特點(diǎn)如下：

（1）低溫工藝HIT電池結(jié)合了薄膜太陽(yáng)能電池低溫（<250℃）制造的優(yōu)點(diǎn)，從而避免采用傳統(tǒng)的高溫（>900℃）擴(kuò)散工藝來(lái)獲得p-n結(jié)。這種技術(shù)不僅節(jié)約了能源，而且低溫環(huán)境使得a_Si：H基薄膜摻雜、禁帶寬度和厚度等可以較精確控制，工藝上也易于優(yōu)化器件特性；低溫沉積過(guò)程中，單品硅片彎曲變形小，因而其厚度可采用本底光吸收材料所要求的最低值（約80μm）；同時(shí)低溫過(guò)程消除了硅襯底在高溫處理中的性能退化，從而允許采用“低品質(zhì)”的晶體硅甚至多晶硅來(lái)作襯底。

（2）雙面電池HIT是非常好的雙面電池，正面和背面基本無(wú)顏色差異，且雙面率（指電池背面效率與正面效率之比）可達(dá)到90%以上，最高可達(dá)96%，背面發(fā)電的優(yōu)勢(shì)明顯。

（3）高效率目前HIT電池的實(shí)驗(yàn)室效率已達(dá)到23%，市售200W組件的電池效率達(dá)到19.5%。

（4）高穩(wěn)定性HIT電池的光照穩(wěn)定性好，理論研究表明非品硅薄膜/晶態(tài)硅異質(zhì)結(jié)中的非晶硅薄膜沒(méi)有發(fā)現(xiàn)Staebler-Wronski效應(yīng)，從而不會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似非晶硅太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率因光照而衰退的現(xiàn)象；HIT電池的溫度穩(wěn)定性好，與單晶硅電池-0.5%/℃的溫度系數(shù)相比，HIT電池的溫度系數(shù)可達(dá)到-0.25%/℃，使得電池即使在光照升溫情況下仍有好的輸出。

（5）無(wú)光致衰減困擾晶硅太陽(yáng)能電池最重要的問(wèn)題之一就是光致衰減，而HIT電池天然無(wú)衰減，甚至在光照下效率有一定程度的增加，上海微系統(tǒng)所在做HIT光致衰減實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，光照后HIT電池轉(zhuǎn)換效率增加了2.7%，在持續(xù)光照后同樣沒(méi)有出現(xiàn)衰減現(xiàn)象。

（6）對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)適于薄片化HIT電池完美的對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)和低溫度工藝使其非常適于薄片化，上海微系統(tǒng)所經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，硅片厚度在100-180μm范圍內(nèi)，平均效率幾乎不變，100μm厚度硅片已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了23%以上的轉(zhuǎn)換效率，目前正在進(jìn)行90μm硅片批量制備。

（7）低成本HIT電池的厚度薄，可以節(jié)省硅材料；低溫工藝可以減少能量的消耗，并且允許采用廉價(jià)襯底；高效率使得在相同輸出功率的條件下可以減少電池的面積，從而有效降低了電池的成本。

此外，影響HIT產(chǎn)業(yè)化的重要因素之一即成本問(wèn)題。HIT電池BOM成本前四項(xiàng)為硅片、導(dǎo)電銀漿、靶材、制絨添加劑。針對(duì)這幾個(gè)高成本部分，可進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)降本，包括降低原材料的消耗量、關(guān)鍵設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化、關(guān)鍵原材料的國(guó)產(chǎn)化、新技術(shù)的導(dǎo)入等。

4、發(fā)展現(xiàn)狀

從需求端看，由于HIT成本較高，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求不足。因此，HIT太陽(yáng)能電池的量產(chǎn)存重大挑戰(zhàn)。

從供給端來(lái)看，主要是由于HIT生產(chǎn)設(shè)備成本高，導(dǎo)致并未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)不明顯。目前HIT需要新建產(chǎn)線(xiàn)，不能利用原有產(chǎn)線(xiàn)，初始投資很高，進(jìn)口生產(chǎn)設(shè)備約為8億～10億元/吉瓦，國(guó)產(chǎn)設(shè)備約為5億～8億元/吉瓦，是PERC產(chǎn)線(xiàn)的2～3倍。

晉能科技總經(jīng)理?xiàng)盍⒂压_(kāi)表示，HIT進(jìn)入大規(guī)模量產(chǎn)需要同時(shí)滿(mǎn)足三個(gè)要求：轉(zhuǎn)換效率達(dá)到24.5%，成本不能高于單晶PERC的15%，設(shè)備初始投資不能超過(guò)單晶PERC的1.25倍。

依此標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，HIT還處于小范圍示范階段，距離大規(guī)模量產(chǎn)還有一段路要走。對(duì)此，第三方機(jī)構(gòu)國(guó)際“光伏技術(shù)線(xiàn)路線(xiàn)”(TRPV)預(yù)測(cè)，HIT市場(chǎng)份額將從2018年的3%增加到2025年的10%。

全球領(lǐng)先的瑞士太陽(yáng)能設(shè)備公司梅耶博格公司預(yù)測(cè)，HIT的市場(chǎng)份額2020年將達(dá)到8%，2023年將達(dá)到10%。

而國(guó)內(nèi)最早做HIT的鈞石能源預(yù)測(cè)，2021年至2023年HIT裝機(jī)容量將擴(kuò)產(chǎn)10吉瓦，到2025年HIT的市場(chǎng)份額將有望達(dá)到20%。