硅片是多晶硅的下游環(huán)節(jié)，按照應用場景可以劃分為光伏硅片與半導體硅片。根據(jù)原料和工藝的不同可以分為單晶硅片與多晶硅片。根據(jù)摻雜與導電類型的不同分為P型硅片與N型硅片。

隨著光伏技術迭代，目前，N型硅片已經(jīng)取代P型硅片，成為硅片行業(yè)的“主流”。那么什么是N型硅片，N型硅片有何優(yōu)勢，近期光伏龍頭紛紛調(diào)漲N型硅片價格的邏輯是什么呢？

什么是N型硅片

對于什么是N型硅片，目前行業(yè)同樣沒有固定的標準。一般而言，N 型單晶硅片即在本征硅晶體中摻入五價元素（如磷），使之取代晶格中硅原子的位置，就形成了N型半導體硅片。由于N型硅片摻雜磷元素，作為基區(qū)存在相對較多的自由電子與少量空穴，這使得后續(xù)發(fā)電時電子通過導線運動至 N 型硅片“搜尋”空穴并復合的速率大大降低，使得電子處于激發(fā)態(tài)，延長少子壽命。少子壽命是指少子的平均生存時間，對光伏電池而言，少子壽命越高，電池效率越高。對此，作為行業(yè)龍頭的TCL中環(huán)與隆基綠能均有論述，此外，N型硅片還具有更低的含氧量、更加集中的電阻率分布。

對于氧含量，根據(jù)晶科行業(yè)會議的論述，硅片中氧含量來源于高溫下硅熔體會與石英坩堝表面發(fā)生的反應以及雜質(zhì)。這也說明，N型硅片所需要的N型硅料需要更高純度。

更集中的電阻率則使軸向電阻分布一致，實現(xiàn)電池效率的分布相對更集中，從而產(chǎn)出更高品質(zhì)的產(chǎn)品。

N型硅片與P型硅片有何區(qū)別？

相較N型硅片，P型硅片摻雜硼元素，使得 P型硅片作為基區(qū)存在較多空穴，在后續(xù)制作成電池后，發(fā)電時電子通過導線運動至 P 型硅片時極易與空穴復合，使其少子壽命降低，從而影響后續(xù)電池效率。

N 型硅片摻磷元素，與硅相溶性差。硼與硅分凝系數(shù)相當，拉棒時分散均勻度容易控制。因此N型硅片工藝難度系數(shù)更高。

此外，N型硅片對材料純度要求9個9，這基本達到了半導體多晶硅的要求。金屬污染容忍度方面，N型硅片更低，因此對于石英坩堝等輔材要求更高。

N型硅片的工藝流程

N型硅片拉棒生產(chǎn)工藝一般使用直拉法（CZ），該方法大致可分為七大步驟，分別為：

（硅片工藝流程圖，來源高景太陽能招股書）

1.裝料：將多晶硅和摻雜劑放入單晶爐內(nèi)的石英坩堝中，N 型硅片摻雜劑為磷、砷、銻等。

2.溶解：對加熱腔體抽真空，并沖入氬氣或氮氣等保護氣體，加熱石英坩堝至融化溫度（約 1420 度左右）使得多晶硅與摻雜劑完全融化。此過程中，將籽晶（一般長度為 1cm）下降與液面接近，預熱幾分鐘以除去表面揮發(fā)性雜質(zhì)并減少熱沖擊。

3.引晶：當溫度穩(wěn)定后，將籽晶與熔融態(tài)的原料接觸，當籽晶與熔體液面浸潤良好時，開始緩慢提拉，伴隨籽晶上升，硅在籽晶頭部逐漸結(jié)晶。

4.縮頸:引晶后略微降低溫度，提高拉速，拉一段直徑比籽晶細的部分。此目的在于有效集中和消除位錯，從而制備出位錯含量較低的硅單晶。頸的長度一般要大于 20mm。

5.放肩:縮頸工藝完成后，略降低提升速度并調(diào)整溫度，讓晶體逐漸長大到所需的直徑為止。

6.等徑生長:當晶體直徑到達所需尺寸后，提高拉速，使晶體直徑不再增加以完成收肩。收肩后需控制溫度與拉速不變，即等徑生長。單晶硅硅片取自等徑部分。

7.收尾:通過稍升溫，降拉速等操作，逐步縮小單晶直徑，直到成一尖點而與液面分開，以防止位錯反延。

下一個環(huán)節(jié)便是機加工階段：

截斷，采用截斷機切除單晶硅圓棒的頭部、尾部及超出客戶規(guī)格的部分，并分段成切片設備可以處理的長度；

開方：將單晶硅圓棒采用金剛線開方機切成準四方型。

磨倒：單晶硅方棒磨倒目的是消除硅棒邊緣由切割產(chǎn)生的機械損傷，防止邊緣內(nèi)破裂，利于后續(xù)生產(chǎn)工藝的順利進行。

隨后便是切片階段：

粘棒：用粘棒膠將方棒的一個平面粘在相應機型的樹脂板上，粘好膠的硅棒固定到工裝夾具中送入切片工序。

切片：用多線切割機將硅棒切割成標準厚度的硅片。

脫膠：硅棒切割結(jié)束后通過脫膠機實現(xiàn)樹脂板與切割好的硅片的分離。

此外，還包括清洗、入庫等后續(xù)環(huán)節(jié)。

N型硅片的優(yōu)勢

光伏硅片領域的技術迭代體現(xiàn)在單晶硅片取代多晶硅片以及金剛線切割技術的運用。這兩大技術推動了單晶硅電池技術的迭代與量產(chǎn)。如今行業(yè)再次來到技術迭代的門口，N型取代P型漸成行業(yè)主流，這與本其本身的諸多優(yōu)勢密切相關。

與P型硅片相比，N型硅片具有更高發(fā)電效率，溫度系數(shù)低、無光衰、弱光性能更好等優(yōu)勢。

更高發(fā)電效率：N型硅片以電子導電為主，相比P型硅片空穴導電，N型自由電子更多，導電能力更強。

低溫度系數(shù)、弱光響應：由于N型硅片具有較高的少子壽命，從而溫度系數(shù)低以及具有更高的弱光性能。N型硅片由于摻雜元素的不同、材料高純度不同，使其具有更好的物理屬性。而更低溫度系數(shù)以及良好的弱光性能則是光伏產(chǎn)品普遍的要求以及技術發(fā)展趨勢。

N型硅片的成本

影響N型硅片的成本除N型硅料之外，還包括坩堝、熱場、金剛線等原材料及制造工藝均提出了更高的要求，因而需要更強的成本控制能力。

硅料方面，N型硅片需求N型硅料，N型硅料價格更高。對于坩堝的需求，歐晶科技曾在交流互動平臺表示，N型對于石英坩堝的品質(zhì)有更高的要求，同時為了良率，相較于P型硅片使用的石英坩堝拉晶時間需要縮短。金剛線方面，高測股份表示，在硅片切割環(huán)節(jié)如果用相同線徑的金剛線進行切割，硅片尺寸越大厚度越薄則切割難度越大，耗用金剛線相應越多。

光伏熱場隔熱碳材料作為晶硅制造熱場系統(tǒng)的重要耗材，其灰分含量直接影響硅片純度。由于N型硅片要求更高純度，因而對光伏熱場隔熱碳材料純度提出更高要求。

N型硅片生產(chǎn)企業(yè)

硅片企業(yè)包括N型硅片生產(chǎn)企業(yè)基本分為兩大類，其一是，專業(yè)化的硅片企業(yè)如中環(huán)、隆基、高景太陽能、美科股份等。其二是一體化企業(yè)如，天合、晶科、晶澳、阿特斯、東方日升等，基本是自產(chǎn)自銷。

光伏頭條（微信號：PV-2005）梳理2023年光伏上市企業(yè)年報顯示，目前17家上市企業(yè)從事硅棒、硅片環(huán)節(jié)的生產(chǎn)，合計產(chǎn)能859.5GW。

這些企業(yè)之中，像TCL中環(huán)等已經(jīng)完成了N型化轉(zhuǎn)型。2023年，TCL中環(huán)N型及大尺寸產(chǎn)品出貨75GW，占比至66%。隆基則表示其硅片產(chǎn)線均可以生產(chǎn)P型硅片和N型硅片。硅片代加工企業(yè)高測股份則在2023年底表示，N型占比超70%。另一家硅片企業(yè)雙良節(jié)能早在去年四季度已N型產(chǎn)品占比提升至40%以上。

N型硅片發(fā)展趨勢

主流化：根據(jù)光伏行業(yè)協(xié)會預測，從2024年開始，N型電池占比將接近75%，成為市場主流。這意味著相應的N型硅片市場占比超75，成為市場主流。

（數(shù)據(jù)來源：中國光伏行業(yè)協(xié)會）

薄片化：根據(jù)中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖（2022 年版）顯示，多晶硅片厚度在180微米左右。P型硅片可以下探至140微米左右。目前主流的P型硅片在150微米。而N型不論是TOPCon還是HJT，硅片都大幅減低。特別是異質(zhì)結(jié)技術，目前已有企業(yè)研發(fā)90微米的硅片?？梢婋S著N型硅片的推廣，薄片化的推進，硅料成本將大為降低。

數(shù)據(jù)來源：《中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖（2022 年版）》,CPIA

大尺寸化：硅片尺寸越大，單片功率就越高，相對單瓦非硅成本更低。因此，硅片本身趨于大尺寸化。2019 年以前，幾乎所有硅片的尺寸都在 166mm 以下，2023 年進入N型化元年，市場N硅片尺寸為 182 方片。今年隨著技術的進步210方形硅片，微矩形片G12R硅片相繼推出，建成行業(yè)主流。

N型硅片為什么漲價？

8月27日，TCL中環(huán)全面上調(diào)硅片價格，NG10產(chǎn)品1.15元/片，NG12產(chǎn)品1.5元/片，NG12R產(chǎn)品1.3元/片。8月26日，隆基綠能N-G10L提價為1.15元/片，N-G12R1.3元/片。新報價平均上調(diào)5分/片。兩大龍頭這次漲價劍指N型硅片。

光伏頭條（微信號PV-2005）梳理硅業(yè)分會硅片價格顯示，今年年初以來，硅片價格不論是N型還是P型都呈下降趨勢，特別是從3月下旬開始，硅片價格激烈震動，價格快速下行。從3月21日開始，N型硅片便低于相近尺寸的P型硅片。從5月中旬開始，N型硅片穩(wěn)定在1.1元/片附近。P型硅片相較N型，差價穩(wěn)定在0.1元/片。

（數(shù)據(jù)來源：硅業(yè)分會）

從4月11日，硅業(yè)分會新增N型G12硅片報價。同樣初期，N型硅片具有一定溢價優(yōu)勢。從6月13日開始，情勢便發(fā)生了逆轉(zhuǎn)。P型硅片反而比N型硅片高0.07元/片，而且這一趨勢一直持續(xù)，甚至從7月18日開始，擴大至0.1元/片。

（數(shù)據(jù)來源：硅業(yè)分會）

一方面，N型硅片被普遍認為是行業(yè)主流方向，擁有諸多的性能、產(chǎn)品優(yōu)勢。同時其較高的技術門檻與工藝難度決定其成本更高，應該具有更高的市場價格。然而情況卻出現(xiàn)了倒掛，N型硅片價格長期低于P型，這無論是對于行業(yè)技術研發(fā)還是產(chǎn)品屬性的提升，可以都是一種傷害。因此行業(yè)龍頭提漲硅片價格是一種積極的市場信號，值得肯定。