IBC电池技术，为何没有成为光伏行业主流？

近日，TCL中环宣布以2亿美元认购参股公司MAXN的可转债，以用于支持其基于IBC电池技术的Maxeon 7系列产品研发。在发布公告后的第一个交易日，TCL中环的股价强势涨停。而同样是采用IBC电池技术的爱旭股份，随着ABC电池即将量产，自4月27日以来股价涨幅已超4倍。

随着光伏行业逐步进入N型时代，以TOPCon、HJT、IBC为代表的N型电池技术成为了企业争相布局的焦点。数据显示，TOPCon现有产能54GW，在建及规划产能146GW；HJT现有产能7GW，在建及规划产能180GW。

不过，相比于TOPCon和HJT，IBC的拥簇却并不多，仅有TCL中环、爱旭股份、隆基绿能等区区几家企业，现有、在建及规划产能规模合计不超过30GW。要知道，拥有近40年发展史的IBC早已实现了商业化落地，生产工艺已经发展成熟，且效率与成本均具有一定优势。那么，究竟是何种原因导致IBC没有成为行业的主流技术路线？

转换效率更高、外形美观且具备经济性的平台型技术

资料显示，IBC是一种背结背接触的光伏电池结构，由SunPower首次提出，距今已有近40年历史。其正面采用SiNx/SiOx双层减反钝化薄膜，无金属栅线；而发射极、背场以及对应的正负金属电极呈叉指状集成在电池背面。由于正面没有栅线遮挡，因此能够最大限度的利用入射光，增加有效发光面积，减少光学损失，继而达到提高光电转换效率的目的。

数据显示，IBC的理论转换效率极限为29.1%，高于TOPCon和HJT的28.7%和28.5%。目前，MAXN最新的IBC电池技术的平均量产转换效率已经达到25%以上，新产品Maxeon 7有望提高至26%以上；爱旭股份的ABC电池平均转换效率预计能够达到25.5%，实验室最高转换效率更是高达26.1%。而对比企业披露的TOPCon和HJT的平均量产转换效率，一般在24%-25%之间。

受益于单面结构，IBC还可以与TOPCon、HJT、钙钛矿等电池技术叠加，形成转换效率更高的TBC、HBC以及PSC IBC，因此也被誉为是一项“平台技术”。目前，TBC和HBC的实验室最高转换效率已经达到26.1%和26.7%。而根据国外某研究团队进行的PSC IBC电池性能模拟仿真结果显示，在25%光电转换效率正面制绒的IBC底电池上制备的3-T结构PSC IBC转换效率高达35.2%。

在极限转换效率更高的同时，IBC也具备较强的经济性。根据业内专家的测算，目前TOPCon和HJT的单W成本较PERC高0.04-0.05元/W和0.2元/W，而完全掌握IBC生产工艺的企业，成本能够做到与PERC持平。与HJT类似的是，IBC的设备投资额相对较高，达到3亿元/GW左右。不过，受益于低银耗的特性，IBC的单W成本更低。值得一提的是，爱旭股份的ABC已经实现了无银技术。

此外，IBC由于正面无栅线遮挡，外形较为美观，更适用于户用场景以及BIPV等分布式市场。尤其是面对价格敏感度更低的户用市场，消费者非常乐意为美观的外形付出一定的溢价。比如在部分欧洲国家户用市场非常畅销的黑组件，由于与深色屋顶搭配更为美观，因此相较于常规PERC组件获得了更高的溢价水平。不过，黑组件由于制备工艺的问题，其转换效率要低于PERC组件，而“天生丽质”的IBC则不会产生这样的问题，其在外形美观的同时，转换效率也更高，因此应用场景更为广泛、产品溢价能力更强。

生产工艺成熟，但技术难度高

既然IBC在转换效率更高的同时，也具备经济性优势，那么为何布局IBC的企业却少之又少？前述中曾提到，只有完全掌握IBC生产工艺的企业，成本才能够与PERC基本持平。因此，复杂的生产工艺，尤其是存在较多类半导体工艺，是导致其“拥簇”较少的核心原因。

从传统意义上讲，IBC主要有三种工艺路线：一是以SunPower为代表的经典IBC工艺，二是以ISFH为代表的POLO-IBC工艺（TBC与其同宗同源），三是以Kaneka为代表的HBC工艺。而爱旭股份的ABC技术路线，则可以看做是第四种工艺路线。

从生产工艺成熟度来看，经典IBC早已实现大规模量产，数据显示SunPower已累计出货35亿片；ABC将于今年三季度实现6.5GW的量产规模，爱旭股份也正式发布了基于该技术的“黑洞”系列组件。相对而言，TBC、HBC的技术不够成熟，实现商业化落地尚需时日。

具体到生产工艺上，IBC与PERC、TOPCon、HJT相比主要变化在于背电极的构型上，即形成叉指状的p+区和n+区，其也是影响电池性能的关键。在经典IBC的生产过程中，背电极的构型主要有丝网印刷、激光刻蚀、离子注入三种方法，由此也产生了三种不同的子路线，每种子路线所对应的工序多达14步、12步和9步。

资料显示，工艺成熟的丝网印刷虽然表面看起来工艺简单，具有显著的成本优势。不过，由于其容易造成电池表面缺陷，掺杂效果难以控制，需要经过多次丝网印刷和精确的对准工艺，因而增加了工艺难度以及生产成本。激光刻蚀具有复合低、掺杂类型可控等优点，但工艺过程复杂，工艺难度大。离子注入具有控制精度高、扩散均匀性好等特点，但其设备昂贵，且容易造成晶格损伤。

参考爱旭股份的ABC生产工艺，其主要采用了激光刻蚀的方法，生产工序多达14步。根据公司在业绩交流会上披露的数据，ABC的量产良率仅为95%，显著低于PERC和HJT的98%以上。要知道，爱旭股份是专业化的电池片厂商，拥有极为深厚的技术积淀，出货量常年稳居全球第二。由此也直接印证了，IBC生产工艺的难度之高。

TOPCon、HJT的下一代技术路线之一

虽然IBC的生产工艺难度较高，但其平台型的技术特征叠加更高的转换效率极限，能够有效延长技术生命周期，在保持企业市场竞争力的同时，亦可降低技术迭代所带来的经营风险。尤其是与TOPCon、HJT、钙钛矿叠加形成转换效率更高的叠层电池，更是被业内一致认为是未来的主流技术路线之一。因此，IBC大概率会成为当下TOPCon和HJT阵营的下一代技术路线之一。目前，已有多家企业披露正在进行相关的技术研究。

具体而言，由TOPCon和IBC叠加形成的TBC，将POLO技术用于正面无遮挡的IBC，在不损失电流的基础上提高钝化效果和开路电压，继而提高光电转换效率。TBC具有稳定性好、选择性钝化接触优异以及与IBC技术兼容性高等优势。其生产工艺技术难点在于背面电极隔离、多晶硅钝化质量的均匀性以及与IBC工艺路线的集成等。

由HJT与IBC叠加形成的HBC，其前表面无电极遮挡，采用减反射层取代TCO，在短波长范围内光学损失更少，成本更低。HBC由于钝化效果更好、温度系数更低，在电池端转换效率优势明显同时，在组件端的发电量也更高。不过，IBC严格的电极隔离、制程复杂及工艺窗口窄等生产工艺问题依然是阻碍其产业化的难点。

由钙钛矿和IBC叠加形成的PSC IBC，能够实现吸收光谱互补，继而通过提升太阳光谱的利用率来提高光电转换效率。虽然从理论上讲PSC IBC的极限转换效率更高，但在叠加后对晶硅电池产品稳定性的影响以及生产工艺对现有产线的兼容程度，是制约其发展的重要因素之一。

引领光伏行业的“颜值经济”

从应用层面来看，随着全球范围内分布式市场的爆发，拥有更高转换效率、颜值更高的IBC组件产品拥有广阔的发展前景。尤其是其高颜值特性，能够满足消费者对于“美”的追求，有望获得一定的产品溢价。参考家电行业，“颜值经济”成为疫情前市场增长的核心驱动力，而那些仅仅注重产品质量的企业，却逐渐被消费者所抛弃。此外，IBC也非常适合BIPV，这将成为其中长期内的潜在增长点。

就市场格局而言，目前IBC领域仅有TCL中环（MAXN）、隆基绿能和爱旭股份等少数玩家，而分布式的市场份额，则已经占到了整体光伏市场的一半以上。尤其是随着价格敏感度更低的欧洲户用光储市场的全面爆发，高效率、高颜值的IBC组件产品，大概率会受到消费者的热捧。

文章作者：倪克