N型硅片对坩埚、热场等辅材纯度要求更高，同时大尺寸、薄片化继续推进。N型电池多技术路线齐头并进发展，结合不同N型电池技术路线的投资所需成本、量产光电转换效率以及良率情况去看，目前TOPCon电池最具性价比优势。

  硅片在长晶和切片环节的技术变革本质还是致力于降本增效。多晶硅料在单/多晶炉中经过晶体生长或者熔融铸锭形成单晶硅棒或多晶硅锭，再经由金刚线切片机切割成单晶硅片或多晶硅片。目前硅片生产制造已完成多晶往单晶路线的转变，未来出于继续降本增效的考虑，做N型、大尺寸、薄片化的硅片是大势所趋。

  N型技术路线的发展离不开N型单晶硅片的技术上的支持。N型硅片相较P型硅片具备更高的复合载流子寿命、更低的氧含量以及更加集中的电阻率分布，生产的基本工艺方面除了在硅料掺杂元素上的差异以外（N型掺杂磷元素，P型掺杂硼元素），N型硅片对于生产制备过程中的控碳、纯度要求更高。基于N型硅片的纯度要求，石英坩埚的更换频率以及碳碳热场的渗透率都会明显地增加，因此N型硅片对于生产设备、辅材及耗材等提出了更加高的要求。截至2021年，N型单晶硅片的市占率仅为4.1%，预计未来N型硅片的市占率会逐步提升，2030年左右市场占比有望接近一半。

  硅片大尺寸化能增加从硅片、电池、组件再到电站等各环节的产能输出，相当于摊销了上述生产制作的完整过程中部分人工、折旧、水电气等成本投入，以此来降低非硅成本。行业内一般将边长为182㎜和210㎜这两种硅片称为大尺寸硅片，大尺寸硅片的生产要更大炉径的单晶炉设备和大尺寸相适配的坩埚、碳碳热场系统等。根据中国光伏产业协会的数据，2021年大尺寸硅片市场占有率合计占比由2020年的4.5%大幅度的提高至45%左右，预计2022年大尺寸硅片的市占率有望达到75%以上，2023年或达到90%左右的水平。

  硅片薄片化切 割能够大大减少硅料损耗，增加每公斤硅料的出片率，以此来降低硅片含硅成本。硅片的薄片化进程除了切片工艺需要金刚线细线化切割、钨基金刚线材料外，还需要和下游N型电池片、N型组件等制造端的需求相匹配，依赖于产业链各环节共同推进。2021年P型单晶硅片的平均厚度由2020年的175μm下降至170μm左右，N型硅片（TOPCON和HJT）的平均厚度在2021年已经降低至165μm和150μm左右，未来N型硅片的发展会促进加快推进硅片薄片化的进程。

  晶硅电池技术正处于P型往N型切换阶段。太阳能电池片按照底层材料的不同可分为晶硅电池和薄膜电池，而晶硅电池可根据不同的硅片衬底以及元素扩散可进一步分为P型电池（P型硅片衬底扩散磷）和N型电池（N型硅片衬底扩散硼）。P型电池由于经过光照，电池中的硼元素和氧元素容易结合成为复合体，降低电池中的少子寿命，以此来降低电池转换效率。相较之下，N型电池中的硼元素含量极低，从根本上消除了硼氧复合体带来的光致衰减的影响，具有转换效率高、无光衰等优点，成为光伏增效环节的重要技术变革。目前P型电池转换效率已经逐渐接近理论天花板，N型电池无论是已实现量产还是尚处于中试阶段的转换效率较P型电池都再上了一层台阶。

  N型电池多技术路线齐头并进发展。目前N型电池技术路线中受关注度比较高的主要有TOPCon（钝化接触型电池）、HJT（异质结电池）和IBC（全背接触电池）（本文中以上三种细分路线不作特殊说明时均指N型的TOPCon、HJT和IBC）。TOPCon电池本质上是在传统的PERC电池上增加了隧穿氧化层薄膜，提升了其理论转换效率的上限，并且其产线只需在原先的PERC 产线上增加硼扩散、刻蚀及沉积设备的改造即可。HJT电池的PN结由非晶硅和晶体硅两种不同的材料形成，本质上是在晶体硅表面沉积非晶硅薄膜。HJT电池具备极高的转换效率提升潜力，同时核心工艺流程只有4步，完全不同于PERC和TOPCon。IBC电池本质上是交叉背接触式电池，将电池的正负极都置于背面，通过减少栅线对阳光的遮挡来提高转换效率，并且它可以和PERC、TOPCon、HJT、钙钛矿等多种技术叠加应用获得更高的转换效率，有望成为新一代平台型技术。N型电池不同技术路线处于齐头并进式发展，但设备投资所需成本、光电转换效率和良率等量产技术指标的差异会导致它们渗透率提升的节奏会显著不同。

  目前TOPCon电池最具性价比优势，HJT和IBC电池尚需时日。从设备投资所需成本上来看，目前上述三种电池技术路线所使用的设备基本实现国产化，TOPCon电池、HJT电池和IBC电池的单GW设备投资所需成本分布在2-2.5亿元左右、4亿元左右、3.5亿元左右，相比之下，PERC电池的设备投资所需成本只有1.5亿元/GW，显然当前投资所需成本最有机会降至PERC水平的就是TOPCon电池。从量产的光电转换效率数据分析来看，目前TOPCon电池和HJT电池量产条件下的转换效率分别在24%-24.5%、24%-25%左右的水平，IBC电池目前尚无量产转换效率数据，相比之下，PERC电池的转换效率极限水平也就在23.5%左右，因此现阶段TOPCon电池在保证一致性、稳定性前提下转换效率的优势显著。从良率水平来看，TOPCon电池由于工序较长，新增的3-4步工序需要一定的时间来完成学习曲线的累积，因此良率现阶段相对较低在95%-97%左右，未来有望逐步提升至98%以上的水平。HJT电池工序最短，小批量量产的良率水平在97%左右，IBC电池的理论良率水平或介于TOPCon电池与HJT电池之间。因此目前TOPCon电池最具“性价比”优势，HJT电池有待继续降本提升性价比，IBC电池产业化仍需等待。