周浪：太阳电池技术与产品发展大势试析

2022年11月16日，由中国高科技行业门户OFweek维科网主办的“OFweek 2022（第十三届）太阳能光伏产业大会暨光伏行业年度评选颁奖典礼”在深圳成功举办。

会议现场高朋满座，气氛热烈。南昌大学光伏研究院院长周浪教授，带来《太阳电池技术与产品发展大势试析》的主题演讲。

图片图南昌大学光伏研究院院长周浪

周浪首先介绍了光伏发展的历史，20世纪50年代贝尔实验室诞生的第一块太阳能电池，转换效率只有6%。2020年，大规模量产电池效率已经达到了22%水平。但在原来的基础上，引入了半导体材料，与硅片衬底形成了异质结，有硅异质结（简称“HAC”）和TOPCON两大类。

两类电池技术的原创都不出自中国，分别在日本和德国曾被长时间研发。HAC电池在发电效率上曾经一路领先，然而一些中国头部企业坚定、潜心TOPCON电池，使其效率和良率以更快的进度追平HAC电池。

周浪认为，在可见的未来，背接触硅异质结电池（HBC或 IBH）和钙钛矿/硅异质结叠层电池是重要发展方向。

其中，背接触硅异质结电池（HBC 或 IBH）产品目标效率26.5%。有降低成本潜力。但没有背面进光发电，只适合于屋面系统。预期两年出产品。

钙钛矿/硅异质结叠层电池产品目标效率28%。可背面进光发电。目前1平方厘米小样品率已超过31%。大尺寸和稳定性难度很大，迄今没有公认解决方案。预期5~10年出产品。

具体方面，周浪指出HAC电池的经典结构是四层氢化非晶硅薄膜，缺点是正面薄非晶硅膜吸光，使电流不高。更理想的单面HAC结构，是能够避免正面寄生吸收，也能兼具高开压性能。就需要一种利用遂穿氧化硅薄膜来钝化的、正背面统一高温工艺的结构。这就与当前大行其道的TOPCON电池高度相似。

对此，周浪提出了几点结论

TopCon相比经典HAC电池，是一种演进，用遂穿氧化硅薄膜替代了本征非晶硅薄膜、用掺杂微晶硅薄膜替代了掺杂非晶硅薄膜，达到能够承受电极栅线烧结制程高温的目的。演进的好处是电流增大，付出的代价是电压下降、工艺复杂。经过几年的不懈努力，TopCon电池在效率上基本追平了经典HAC电池，良率也翻了身。

然而HAC电池也并没有停留在经典结构上不变。在正面以掺杂微晶硅替代掺杂非晶硅，乃至进一步掺氧，来减小寄生吸收，已经从研究走到初步试产，取得成功，使效率再升0.5%。

周浪认为，按照这样的演进思维，终极选择就是牺牲背面进光，只适用于屋面光伏系统，考虑到屋面光伏市场足够大，也不是不能接受。爱旭的ABC电池和隆基的HPBC电池，就是按照这样的思路打造的产品。

随后，周浪又分析了TOPCON和HAC电池在发电能力、成本上的差异，后者在成本上会略高一些。对此，周浪表示，HAC电池更高的效率可以帮助用户在较短期内收购成本，不存在太大问题，对于以电站规模为标的的用户来说，就可能难以接受。但如果单纯考虑初始投资成本就放弃了更高效率的电池技术，显然不利于光伏产业的发展。

最后，周浪也给参会观众留下了一个值得探讨的问题。为何发达国家市场较能够接受高效高价的电池技术，而国内市场较难接受？是国外更尊重技术进步 ？ 还是国外科技普及程度更高？值得我们深思。