HIT的发展趋势

在现在的生活中，太阳能产品处处可见，人们用太阳能煮饭，还有太阳能热水器等等，无处不见太阳能产品，当然，最重要的还是太阳能发电，但是目前的技术并不能让人们很好利用太阳能发电。受益于异军突起的HIT光伏电池概念股，近期光伏概念指数大涨。1月7日，光伏板块有超过10家个股涨停，其中异质结电池(HIT)概念股捷佳伟创、山煤国际、东方日升、金辰股份、迈为股份全部涨停。消息面，机构近期密集关注HIT，招商证券指出：“综合产业端的现状，HIT电池产业化在加速，并且可能正在酝酿着突破。”。

HIT是“异质结”电池技术的英文简称，简单说就是一种全新的光伏电池生产技术。HIT技术具有几方面优势：光电转换效率高，性能优异，降成本空间大，平价上网前景好。作为电池技术解决方案之一，HIT技术一度被业内称为下一代商业光伏生产的候选技术之一。

从HIT光伏电池发展历史看，近期才真正开始出现产业化突破。2019年，国内企业汉能研发效率达25.11%，晋能和钧石研发效率接近25%，量产效率站上24%。靶材和银浆国产化也取得了重大突破，HIT降低成本的路径越来越清晰，性价比不断提升，布局HIT的企业从早期7家拓展到了目前的约20家。未来，随着光伏电池技术革新带来产业繁荣，光伏市场规模有望保持高速增长，也将为相关上市公司股价提供有力支撑。

何为HIT?

1、HIT电池结构和原理

HIT是Heterojunctionwith Intrinsic Thin-layer的缩写，意为本征薄膜异质结，因HIT已被日本三洋公司申请为注册商标，所以又被称为HJT或SHJ(Silicon Hetero junctionsolar cell)。该类型太阳能电池最早由日本三洋公司于1990年成功开发，当时转换效率可达到14.5%(4mm2的电池)，后来在三洋公司的不断改进下，三洋HIT电池的转换效率于2015年已达到25.6%。2015年三洋的HIT专利保护结束，技术壁垒消除，是我国大力发展和推广HIT技术的大好时机。

下图是HIT太阳能电池的基本构造，其特征是以光照射侧的p-i型a-Si：H膜(膜厚5-l0nm)和背面侧的i-n型a-Si：H膜(膜厚5-l0nm)夹住晶体硅片，在两侧的顶层形成透明的电极和集电极，构成具有对称结构的HIT太阳能电池。

2、HIT电池工艺流程

HIT电池的一大优势在于工艺步骤相对简单，总共分为四个步骤：制绒清洗、非晶硅薄膜沉积、TCO制备、电极制备。制备的核心工艺是非晶硅薄膜的沉积，其对工艺清洁度要求极高，量产过程中可靠性和可重复性是一大挑战，目前通常用PECVD法制备。HIT电池的制备工艺步骤简单，且工艺温度低，可避免高温工艺对硅片的损伤，并有效降低排放，但是工艺难度大，且产线与传统电池不兼容，设备资产投资较大。

3、优势和特点

HIT电池具有发电量高、度电成本低的优势，具体特点如下：

(1)低温工艺HIT电池结合了薄膜太阳能电池低温(<250℃)制造的优点，从而避免采用传统的高温(>900℃)扩散工艺来获得p-n结。这种技术不仅节约了能源，而且低温环境使得a_Si：H基薄膜掺杂、禁带宽度和厚度等可以较精确控制，工艺上也易于优化器件特性;低温沉积过程中，单品硅片弯曲变形小，因而其厚度可采用本底光吸收材料所要求的最低值(约80μm);同时低温过程消除了硅衬底在高温处理中的性能退化，从而允许采用“低品质”的晶体硅甚至多晶硅来作衬底。

(2)双面电池HIT是非常好的双面电池，正面和背面基本无颜色差异，且双面率(指电池背面效率与正面效率之比)可达到90%以上，最高可达96%，背面发电的优势明显。

(3)高效率目前HIT电池的实验室效率已达到23%，市售200W组件的电池效率达到19.5%。

(4)高稳定性HIT电池的光照稳定性好，理论研究表明非品硅薄膜/晶态硅异质结中的非晶硅薄膜没有发现Staebler-Wronski效应，从而不会出现类似非晶硅太阳能电池转换效率因光照而衰退的现象;HIT电池的温度稳定性好，与单晶硅电池-0.5%/℃的温度系数相比，HIT电池的温度系数可达到-0.25%/℃，使得电池即使在光照升温情况下仍有好的输出。

(5)无光致衰减困扰晶硅太阳能电池最重要的问题之一就是光致衰减，而HIT电池天然无衰减，甚至在光照下效率有一定程度的增加，上海微系统所在做HIT光致衰减实验时发现，光照后HIT电池转换效率增加了2.7%，在持续光照后同样没有出现衰减现象。

(6)对称结构适于薄片化HIT电池完美的对称结构和低温度工艺使其非常适于薄片化，上海微系统所经过大量实验发现，硅片厚度在100-180μm范围内，平均效率几乎不变，100μm厚度硅片已经实现了23%以上的转换效率，目前正在进行90μm硅片批量制备。

(7)低成本HIT电池的厚度薄，可以节省硅材料;低温工艺可以减少能量的消耗，并且允许采用廉价衬底;高效率使得在相同输出功率的条件下可以减少电池的面积，从而有效降低了电池的成本。

此外，影响HIT产业化的重要因素之一即成本问题。HIT电池BOM成本前四项为硅片、导电银浆、靶材、制绒添加剂。针对这几个高成本部分，可进行专项降本，包括降低原材料的消耗量、关键设备的国产化、关键原材料的国产化、新技术的导入等。

4、发展现状

从需求端看，由于HIT成本较高，国内外市场需求不足。因此，HIT太阳能电池的量产存重大挑战。从供给端来看，主要是由于HIT生产设备成本高，导致并未实现大规模量产，性价比优势不明显。目前HIT需要新建产线，不能利用原有产线，初始投资很高，进口生产设备约为8亿～10亿元/吉瓦，国产设备约为5亿～8亿元/吉瓦，是PERC产线的2～3倍。

晋能科技总经理杨立友公开表示，HIT进入大规模量产需要同时满足三个要求：转换效率达到24.5%，成本不能高于单晶PERC的15%，设备初始投资不能超过单晶PERC的1.25倍。依此标准来看，HIT还处于小范围示范阶段，距离大规模量产还有一段路要走。对此，第三方机构国际“光伏技术线路线”(TRPV)预测，HIT市场份额将从2018年的3%增加到2025年的10%。

全球领先的瑞士太阳能设备公司梅耶博格公司预测，HIT的市场份额2020年将达到8%，2023年将达到10%。而国内最早做HIT的钧石能源预测，2021年至2023年HIT装机容量将扩产10吉瓦，到2025年HIT的市场份额将有望达到20%。目前太阳能还未能更好被人类利用，需要科研人员不断努力，研究出更高效地产品，这样才能保证我们人类的能源够人类发展所需。