N型光伏时代迎面呼啸而至，谁主硅片沉浮？

前言最近论坛上经常有各种对硅片错误的认知，以及对产业竞争格局恶化的担忧，因此我简单整理了一份关于N型硅片的材料，以正视听，以飨读者！

2022年毫无疑问是N型产业链的爆发元年，钧达股份为代表的的Topcon电池股风起云涌，以迈为股份、帝尔激光、捷佳伟创等设备股也有很好的表现，这都预示着未来N型产业的快速发展，而今年的N型产能并没有这么快投放，主要原因在于并未大规模而导致的成本略高、效率没有达到理想中、以及产业链配套不够。

实际上大规模的N型产能主要的上马时期在23-25年，前三年主要为topcon，后三年主要为HJT和TOPcon并肩而行。

为什么选择TOPCon电池？

1）PERC电池效率快要达到极限效率24.5%；

2）而TOPCon电池新结构形成良好的钝化接触结构，具有低衰减系数和高双面率的特点，理论极限效率为28.7%；

3）TOPCon与PERC部分工艺设备流程相同且技术成熟、产线升级成本更低，而当前技术背景下HJT和IBC路线的单GW设备投资成本更高。

为什么倾向N型电池和N型硅片？

1）N型硅片所持成电池的理论极限效率更高、少子寿命高；

2）P型与N型电池最大的区别是原材料硅片，P型硅片在拉晶工艺中掺杂硼元素，而N型硅片在拉晶工艺中掺杂磷元素、在电池片生产工艺中再进行磷离子注入/扩散。

TOPCon电池结构由上至下(加粗黑色是与PERC电池核心区别)

1)正面电极 2)氮化硅层 3)氧化铝钝化层 4)掺硼发射级 5)N型晶体硅 6)扩散掺杂层 7)超薄隧穿层氧化硅 8)磷掺杂多晶硅Poly-Si 9)氮化硅层 10)背面电极

以下是工艺路线图，可直接略过看总结重点

1、P型与N型硅片的差别

纯净的硅是不导电的，因此无论是用半导体做光伏电池，还是集成电路，需要导电地方都不能用纯净的硅材料。对于光伏而言，整个硅片应当都是可以导电的，否则无法和外界发生电荷转移。让硅片导电，就要向其中掺入杂质，根据杂质元素的不同，分为P型半导体和N型半导体，切出来的硅片就是P型硅片和N型硅片。

2、N型硅片的优点

光伏硅片的导电性能，是依靠多数载流子实现的。P型硅片的多数载流子是空穴，N型硅片的多数载流子是电子，由于电子的有效质量远小于空穴，因此电子的迁移率要远远大于空穴，这样一来，得到相同导电能力的硅片，N型半导体的掺杂浓度会低于P型半导体，由于杂质更少，相同电导率下，N型半导体的少子寿命更高。更高的少子寿命带来的好处是很大的，直接影响到开路电压和短路电流，表现出来的就是更高的光电转换效率。

光伏硅片的发电性能，是依靠少数载流子实现的。光伏硅片的衬底掺杂轻一些，电阻率相对较高，此处N型半导体的少子寿命要相对高于P型半导体的少子寿命，发射区的掺杂重一些，电阻率相对较低，此处P型半导体的少子寿命要相对高于N型半导体的少子寿命，因此N型硅片要更加适合制作电池。

除此以外，还有说法是N型硅片的温度系数更低，因此高温下表现要好些，还有说N型硅片的机械强度高一些，所以比较容易做薄。

3、N型硅片的难度在于掺杂和制造

当时N型硅片也有自己的劣势。主要表现在制作难度上。P型硅片主要是在拉单晶的时候掺入硼或者镓，他们的分凝系数接近于0.8，因此浓度相对好控制；N型硅片是掺入磷，其分凝系数大约在0.3，浓度不好控制。此外N型衬底的硅片在制造PN结的过程中，需要沉积硼，P型硅片则需要沉积磷，后者温度和时间都要小很多。

不过，鉴于目前电池生产中，钝化技术已经发展成熟，少数载流子的表面复合已经被明显压降，降低内部复合中心，将是一个方向，因此N型硅片是一个大的方向。

4、P型料与N型料的差别。

多晶硅料可分为太阳能级和电子级。其中，P型单晶单根拉制需使用太阳能1级以上硅料、多根拉制需要太阳能特级到电子3级硅料；N型单晶单根拉制需要电子3级以上硅料、多根拉制需要使用电子2级以上硅料。

简而言之，大家要明白，普通的N型硅片是一二三四线企业都可以做的，包括一体化企业的硅片产能，三线切片企业转型的硅片产能，正在IPO阶段的高景，他们都可以做，没什么太大难度。

但是，N型硅片的难度要高出普通的P型硅片很多级别，也就是但很多厂家看着硅片企业盈利能力很强，足以转嫁硅料成本的开始大举入场P型硅片的时候，N型硅片才是真正头部玩家的蓝海市场，这里面工艺和难度很复杂，有空再写文章梳理。

高景、美科你们这帮小兄弟都在冲P型红海市场，那么请思考一下，N型蓝海市场是谁的？谁具备差异化、产业链定价的能力？

目前具备P型电池片技术的厂家非常多，主流的一体化厂家都具有，具备N型硅片厂家不多，具备大规模投产能力对外供应的厂家只有中环。

（以下是仅仅作为投资备忘录）

中环在N型硅片的优势总结下来有几点（部分整合自调研）

1、N型硅片是未来。从21年开始，电池行业对Perc的投产几乎就停止了，电池端因为青黄不接、盈利能力上升，行业对N型电池的成本容忍度可能会略有提升，N型电池的投Zi会加速，N型电池片对P型的替代会非常快。有机构预测25年会到50%。其实看渗透率也简单就看增量，未来的增量几乎都是N型，增量多渗透率就快，从光伏行业目前的发展速度，这个预判应该并不乐观。所以，N+型硅片才是未来。

2、N型硅片壁垒比P型高，大尺寸N型更难。某企业说N型比P型更耗坩埚是事实，因为他们拉棒又短又细，他们的长晶速度慢，但对坩埚的消耗、对能源的消耗都是按时间计算的，所以肯定更耗坩埚，这种效率下生产各种消耗都会多、成本肯定更高。从难度上讲，210N型硅片难度已经相当于6寸的半导体，没有半导体基础的光伏企业想去做好是有难度的。即使对对半导体企业来说也不容易，因为半导体企业对成本的控制不是核心竞争力。另外，N型电阻等参数的范围更广，现在P型就要进行客户匹配，N型未来匹配类型会更多，这对检测匹配、柔性化生产也有要求。中环预计，在210N上，即使公司静止不动，行业和公司的差距也有5年。

3、既然N型壁垒高，中环去生产210N，其他企业去生产小一点尺寸的N是不是可以？是可以，但很难走成平行线。首先，行业未来电池片厂产能多来自没有硅片产能的电池片厂，且N型电池片属于技术尚未成熟阶段，成本的把控、效率的提升是活下去的关键，因此这些电池片厂一定会选择品质最好、成本控制做好的硅片厂的产品。再加上，N型电池片相对P型投资更重，越是生产大尺寸效率越高、折旧摊薄越有优势，所以大尺寸一定是N型电池片厂的选择。

4、中环N型现状。从拉晶环节看，目前N型和P型的拉棒已经没有什么差异。从出货看，6月开始正式对外报价，每月出货现在0.2GW，除了JK、LJ不用，其他企业都在用。但大部分企业都是在实验阶段，所以还没有正式放量。从成本看，和P型还有一点差距，主要的原因是一是，N型生态没有成熟，下游企业现在在实验阶段都是用最好的N型产品，导致品质稍差的没人用，但将来这种情况一定会改善，随着公司IBC投产，也会像叠瓦一样部分可以自产自销。二是，废料的回收还不成规模，成本较高，这些在产品上量之后都会有一定改善。

5、中环未来210N的供不应求。光伏硅片的内卷确实比较严重，中环210N型硅片市场是供不应求的，其技术壁垒是很高的，领先光伏硅片国际龙头隆基绿能36个月。

6、关于中环的业绩与研发情况。中环这几个月研发成本投入太大，对冲了公司的归母利润，而机构只看到利润了，没有看到研发投入背后技术起飞的预期差。大尺寸210P型硅片，210N型硅片及硅片薄片化和工业4.0，中环的硅片壁垒只会越来越高。

7、中环在降价周期中的优势。可以做到低库存高周转，目前公司库存周转期也就22天左右（从硅料采购到硅片销售），其它同行业公司平均在40天以上。硅料价格在300元每公斤时，硅片的非硅成本占比仅为17%，对标行业领先公司全成本优势约为7.3%，如果硅料价格回归至每公斤70-80元，硅片的非硅成本占比提升40%以上，对标行业领先公司的全成本优势有望提升在15%以上。另外，大尺寸N型硅片技术壁垒大幅提升，盈利能力具备优势。12英寸P型硅片难度从整体难度上要比泛8英寸高3-5倍，P型210硅片单月供给过GW的只有中环一家，12英寸N型硅片难度更高。工业4.0推动制造方式变革，公司通过柔性供应＋柔性制造＋柔性营销保障N型硅片品质，实现低成本量产。目前公司210N型HJT和TOPCon，硅片已实现批量出货，非硅成本有望年内追平P型，同厚度N型硅片存在6%溢价（单W价格更低），公司在技术，品质，成本引领行业。

8、N型时代中环与下游企业的深度合作。N型电池片属于技术尚未成熟阶段，成本的把控、效率的提升是活下去的关键，因此这些电池片厂一定会选择品质最好、成本控制做好的硅片厂的产品，在这个前提下中环在6月公开的报价，就是为N型时代打下了良好的基础，各家都会使用中环的硅片做电池的研发和测试，这给中环未来的产业链深度合作打下了基础。

7、总结来看，未来的电池看N型，N型硅片看中环，这会在210之后公司又一个区分度更高的产品，硅片的分化才刚开始。

2023年，硅料回归普通周期品+N型的高歌猛进的时代，正在迎面扑来。