進入2024年,光伏行業的技術迭代和創新明顯加快。從中國光伏行業協會發布的數據看,2023年時,n型電池組件的市場占比還不到25%(TOPCon約23%),到2024年,n型的市場份額有望達到70%以上,其中僅n型TOPCon的市場份額就有六成。到2028年,n型TOPCon的市場份額依然會有55.4%,保持主流地位。
在TOPCon產能、產量快速增長的同時,XBC技術也開始嶄露頭角。不同光伏技術該如何發展?TOPCon效率該怎樣提升?怎樣結束行業內卷?5家光伏龍頭企業CTO給出了他們的答案。
n型TOPCon快速占領市場有何秘籍?
天合光能 陳奕峰博士
TOPCon電池效率比PERC高1.5%以上,功率超出30W,再加上低溫度系數、低衰減等特點,可以為客戶帶來更低BOS成本和度電成本。從現有價格看,TOPCon組件與PERC組件的價差去年是0.06元/W,今年只有0.02元/W,但創造的價值遠不止于此,意味著大部分價值都分享給客戶,這也是客戶愿意接受TOPCon的重要原因。
供應鏈方面,無論是裝備還是原材料,TOPCon都有穩定的供應商體系。正所謂“獨行快,眾行遠”,TOPCon能取得當前的成就,離不開產業鏈群體創新和努力,擁有巨大的創新增量。
晶科能源 金浩博士
無論原材料還是設備,n型TOPCon都比p型PERC有更多優勢,理論效率更高。過去兩三年,n型TOPCon市場份額快速提升,達到50%、60%甚至更高,離不開供應鏈的支持。
預計兩年左右,TOPCon單結電池完全可能實現27%量產效率,未來還將朝28%以上效率目標不斷邁進,CTM也將不斷改善。
通威股份 邢國強博士
太陽電池的開路電壓是標志技術發展的關鍵指標。TOPCon電池在開路電壓上展現出了優異的特性,從研發初期的710mV逐步提升至現在量產的740mV。此外,TOPCon技術具備快速導入量產的能力,效率分布集中且良率高,這些特點使得TOPCon技術在市場上具有更強的競爭力和更廣闊的應用前景。
晶澳科技 歐陽子博士
光伏發電效率的本質就是對光的吸收最大化。在電池設計環節,需要在鈍化和吸光之間達到平衡,而現階段最好的方案就是接觸鈍化+poly結構,少子對多子的比例達到1:14。正如沈輝老師所言,技術開發就是工藝+設備+材料“三位一體”的結合,從PERC到TOPCon,工藝步驟、設備的改動合計不超過30%,轉換效率得到了大幅提升,具有極高的性價比。因此是頭部企業非常自然的選擇結果。
一道新能 宋登元博士
一道新能在2018年成立之初,就確定TOPCon技術路線。當時的不同技術路線并不像現在這樣清晰,一道選擇TOPCon主要是看到了行業的本質。光伏的本質是能源,能源的本質是電,度電成本更低的技術就可能成為老大。
TOPCon提效空間還有多大?
晶科能源 金浩博士
TOPCon電池如果做正面接觸鈍化,整體效率肯定會有明顯進步。再加上金屬化在逐年逐步發展,由寬變細,由矮變高。在寬變細、矮變高的時候,如何與接觸鈍化做更好的結合,使接觸電阻進一步減小、鈍化水平進一步提高?這一點做好后,也能帶來1-2%的絕對效率提升。
天合光能 陳奕峰博士
未來肯定要把TOPCon做成雙面TOPCon,雙面鈍化接觸。同時,未來要關注光學方面增益,需要把更多光導入電池片。此外,需要減少TOPCon電池在半片切割環節的損失。
晶澳科技 歐陽子博士
隨著新裝備新材料的導入,電池結構和工藝的持續優化,TOPCon技術效率還在穩步提升,TOPCon技術在五年內保持行業的主流地位是沒有問題的。
通威股份 邢國強博士
TOPCon剛剛經歷了瘋狂提效的24個月,接下來可能沒有那么瘋狂,但依然有很大提升空間。高方阻、細柵化、雙面poly等技術會逐漸進入量產。我們更注重“電池+組件一體化”的技術研發,邊緣鈍化是其中一種,還有其他提升單瓦發電量的技術。
一道新能 宋登元博士
在整體結構不變的情況下,TOPCon做到27.5%效率應該是沒有問題的,提效有兩個主要方向。盡管在背面已經做到全面接觸鈍化了,但現在非晶硅的厚度還比較厚,只做到80nm,對于長波長的貢獻較差,如果做到50nm以下,對于電流的改善會比較大。
第二個方向是研發新材料體系。我們研究在電池正面新的選擇性載流子接觸材料,配合不同的功函數,能夠很好的選擇空穴,可以找到相比二氧化硅/多晶硅接觸鈍化更好的一些材料,如果突破,會達到28%以上的效率。
不同光伏技術如何尋找最佳應用場景?
天合光能 陳奕峰博士
天合光能光伏科學與技術國家重點實驗室從2010年起就開始研究IBC和異質結,每種技術都有自己的優勢,也有短板和特點,最關鍵的是要找到合適應用場景,發揮它的價值。異質結的正背面都是鈍化接觸,它的溫度系數、雙面率都很好,需要解決兩方面問題:一是量產效率,還沒有與TOPCon拉開大的差距,二是裝備投資,單GW投資達到TOPCon的近3倍。在中東高溫高濕環境的大型地面電站中,異質結擁有獨特優勢。
BC這一說法并不嚴謹,因為它包含IBC、MWT等多種形式,目前市場上主要是IBC,實際中還要區分是p型IBC還是n型的TBC、HBC。TBC組件正面功率高,在單面應用場景可以降低BOS成本,對客戶有一定價值,但對于雙面場景,TOPCon價值更高。
疊層技術的話,TOPCon、異質結都可以與鈣鈦礦耦合,達到很好的疊層電池結構,但IBC是三端子結構,很難在工程上大規模推廣應用。
晶澳科技 歐陽子博士
研發不做選擇題,但肯定有側重點。TOPCon是主流技術,但肯定不是唯一技術,只能說它在大多數場景具有優勢。對雙面率沒有太多要求的場景中,BC還是有用武之地的。包括晶澳在內,頭部企業都很開放,并沒有人為給技術設置鴻溝。比如對TOPCon很重要的氧化鋁、氮化硅體系,就是從PERC技術借鑒而來的;TOPCon、異質結都在研發0BB等。所以,每種技術都有自己的優點,哪種合適拿來用就好,不需要搞技術隔離。
實證數據影響因素多,如何看待實證結果?
一道新能 宋登元博士
光伏實證基地的要求非常嚴格,為了測試組件的發電量,要所有的對比條件都嚴格一致。影響采集的發電數據不準確的因素很多,包括組件安裝方式、安裝容量、光環境、數據采集方式、采集設備精度、數據采集周期等。推薦參考國家光伏、儲能實證實驗平臺大慶基地,容量大、時間長,就算有誤差也比較均勻,數據更可信。
晶科能源 金浩博士
最近一兩年,新技術的迭代速度很快,整體看,越新的電池、組件,發電量越好。哪怕同樣是TOPCon組件進行比較,新的組件對比兩年前的TOPCon組件,發電量可能有2-3%的增益。不同技術組件作比較的話,與時間階段、技術成熟度、產線把控能力都有關系,可能帶來差異。
行業“內卷”加劇,如何破局?
天合光能 陳奕峰博士
第一,希望協會發揮指引、統籌的作用,龍頭企業應該有所擔當,團結起來,互相促進,良性競爭。
第二,關于供需問題,希望限制沒有技術含量的低端產能繼續擴產,特別是地方政府的招商引資以及金融機構的助力。
第三,尊重創新,保護創新,特別是保護知識產權,達到更好的產業生態。
通威股份 邢國強博士
光伏行業正在經歷“四起四落”中的第四落,但U型曲線終究會向上,只不過是時間和斜率的問題。光伏行業體量特別大,產能也會有優勝劣汰的過程。無論是全球裝機還是國內裝機,都會比預測提升更多,最終實現供需再平衡。
整個行業一定要尊重創新、重視創新,通過有效的知識產權保護,讓大家的研發投入產生差異化和競爭力,這也是光伏行業未來朝著更健康的方向發展的必要途徑。
責任編輯: 李穎