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TOPCon的未来空间有多大?

来源:5e
时间:2024-08-22 22:01:52
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进入2024年,光伏行业的技术迭代和创新明显加快。从中国光伏行业协会发布的数据看,2023年时,n型电池组件的市场占比还不到25%(TOPCon约23%),到2024年,n型的市场份额有望达到70%以上,其中仅n型TOPCon的市场份额就有

进入2024年,光伏行业的技术迭代和创新明显加快。从中国光伏行业协会发布的数据看,2023年时,n型电池组件的市场占比还不到25%(TOPCon约23%),到2024年,n型的市场份额有望达到70%以上,其中仅n型TOPCon的市场份额就有六成。到2028年,n型TOPCon的市场份额依然会有55.4%,保持主流地位。

在TOPCon产能、产量快速增长的同时,XBC技术也开始崭露头角。不同光伏技术该如何发展?TOPCon效率该怎样提升?怎样结束行业内卷?5家光伏龙头企业CTO给出了他们的答案。

n型TOPCon快速占领市场有何秘籍?

天合光能陈奕峰博士

TOPCon电池效率比PERC高1.5%以上,功率超出30W,再加上低温度系数、低衰减等特点,可以为客户带来更低BOS成本和度电成本。从现有价格看,TOPCon组件与PERC组件的价差去年是0.06元/W,今年只有0.02元/W,但创造的价值远不止于此,意味着大部分价值都分享给客户,这也是客户愿意接受TOPCon的重要原因。

供应链方面,无论是装备还是原材料,TOPCon都有稳定的供应商体系。正所谓“独行快,众行远”,TOPCon能取得当前的成就,离不开产业链群体创新和努力,拥有巨大的创新增量。

晶科能源金浩博士

无论原材料还是设备,n型TOPCon都比p型PERC有更多优势,理论效率更高。过去两三年,n型TOPCon市场份额快速提升,达到50%、60%甚至更高,离不开供应链的支持。

预计两年左右,TOPCon单结电池完全可能实现27%量产效率,未来还将朝28%以上效率目标不断迈进,CTM也将不断改善。

通威股份邢国强博士

太阳电池的开路电压是标志技术发展的关键指标。TOPCon电池在开路电压上展现出了优异的特性,从研发初期的710mV逐步提升至现在量产的740mV。此外,TOPCon技术具备快速导入量产的能力,效率分布集中且良率高,这些特点使得TOPCon技术在市场上具有更强的竞争力和更广阔的应用前景。

晶澳科技欧阳子博士

光伏发电效率的本质就是对光的吸收最大化。在电池设计环节,需要在钝化和吸光之间达到平衡,而现阶段最好的方案就是接触钝化+poly结构,少子对多子的比例达到1:14。正如沈辉老师所言,技术开发就是工艺+设备+材料“三位一体”的结合,从PERC到TOPCon,工艺步骤、设备的改动合计不超过30%,转换效率得到了大幅提升,具有极高的性价比。因此是头部企业非常自然的选择结果。

一道新能宋登元博士

一道新能在2018年成立之初,就确定TOPCon技术路线。当时的不同技术路线并不像现在这样清晰,一道选择TOPCon主要是看到了行业的本质。光伏的本质是能源,能源的本质是电,度电成本更低的技术就可能成为老大。

TOPCon提效空间还有多大?

晶科能源金浩博士

TOPCon电池如果做正面接触钝化,整体效率肯定会有明显进步。再加上金属化在逐年逐步发展,由宽变细,由矮变高。在宽变细、矮变高的时候,如何与接触钝化做更好的结合,使接触电阻进一步减小、钝化水平进一步提高?这一点做好后,也能带来1-2%的绝对效率提升。

天合光能陈奕峰博士

未来肯定要把TOPCon做成双面TOPCon,双面钝化接触。同时,未来要关注光学方面增益,需要把更多光导入电池片。此外,需要减少TOPCon电池在半片切割环节的损失。

晶澳科技欧阳子博士

随着新装备新材料的导入,电池结构和工艺的持续优化,TOPCon技术效率还在稳步提升,TOPCon技术在五年内保持行业的主流地位是没有问题的。

通威股份邢国强博士

TOPCon刚刚经历了疯狂提效的24个月,接下来可能没有那么疯狂,但依然有很大提升空间。高方阻、细栅化、双面poly等技术会逐渐进入量产。我们更注重“电池+组件一体化”的技术研发,边缘钝化是其中一种,还有其他提升单瓦发电量的技术。

一道新能宋登元博士

在整体结构不变的情况下,TOPCon做到27.5%效率应该是没有问题的,提效有两个主要方向。尽管在背面已经做到全面接触钝化了,但现在非晶硅的厚度还比较厚,只做到80nm,对于长波长的贡献较差,如果做到50nm以下,对于电流的改善会比较大。

第二个方向是研发新材料体系。我们研究在电池正面新的选择性载流子接触材料,配合不同的功函数,能够很好的选择空穴,可以找到相比二氧化硅/多晶硅接触钝化更好的一些材料,如果突破,会达到28%以上的效率。

不同光伏技术如何寻找最佳应用场景?

天合光能陈奕峰博士

天合光能光伏科学与技术国家重点实验室从2010年起就开始研究IBC和异质结,每种技术都有自己的优势,也有短板和特点,最关键的是要找到合适应用场景,发挥它的价值。异质结的正背面都是钝化接触,它的温度系数、双面率都很好,需要解决两方面问题:一是量产效率,还没有与TOPCon拉开大的差距,二是装备投资,单GW投资达到TOPCon的近3倍。在中东高温高湿环境的大型地面电站中,异质结拥有独特优势。

BC这一说法并不严谨,因为它包含IBC、MWT等多种形式,目前市场上主要是IBC,实际中还要区分是p型IBC还是n型的TBC、HBC。TBC组件正面功率高,在单面应用场景可以降低BOS成本,对客户有一定价值,但对于双面场景,TOPCon价值更高。

叠层技术的话,TOPCon、异质结都可以与钙钛矿耦合,达到很好的叠层电池结构,但IBC是三端子结构,很难在工程上大规模推广应用。

晶澳科技欧阳子博士

研发不做选择题,但肯定有侧重点。TOPCon是主流技术,但肯定不是唯一技术,只能说它在大多数场景具有优势。对双面率没有太多要求的场景中,BC还是有用武之地的。包括晶澳在内,头部企业都很开放,并没有人为给技术设置鸿沟。比如对TOPCon很重要的氧化铝、氮化硅体系,就是从PERC技术借鉴而来的;TOPCon、异质结都在研发0BB等。所以,每种技术都有自己的优点,哪种合适拿来用就好,不需要搞技术隔离。

实证数据影响因素多,如何看待实证结果?

一道新能宋登元博士

光伏实证基地的要求非常严格,为了测试组件的发电量,要所有的对比条件都严格一致。影响采集的发电数据不准确的因素很多,包括组件安装方式、安装容量、光环境、数据采集方式、采集设备精度、数据采集周期等。推荐参考国家光伏、储能实证实验平台大庆基地,容量大、时间长,就算有误差也比较均匀,数据更可信。

晶科能源金浩博士

最近一两年,新技术的迭代速度很快,整体看,越新的电池、组件,发电量越好。哪怕同样是TOPCon组件进行比较,新的组件对比两年前的TOPCon组件,发电量可能有2-3%的增益。不同技术组件作比较的话,与时间阶段、技术成熟度、产线把控能力都有关系,可能带来差异。

行业“内卷”加剧,如何破局?

天合光能陈奕峰博士

第一,希望协会发挥指引、统筹的作用,龙头企业应该有所担当,团结起来,互相促进,良性竞争。

第二,关于供需问题,希望限制没有技术含量的低端产能继续扩产,特别是地方政府的招商引资以及金融机构的助力。

第三,尊重创新,保护创新,特别是保护知识产权,达到更好的产业生态。

通威股份邢国强博士

光伏行业正在经历“四起四落”中的第四落,但U型曲线终究会向上,只不过是时间和斜率的问题。光伏行业体量特别大,产能也会有优胜劣汰的过程。无论是全球装机还是国内装机,都会比预测提升更多,最终实现供需再平衡。

整个行业一定要尊重创新、重视创新,通过有效的知识产权保护,让大家的研发投入产生差异化和竞争力,这也是光伏行业未来朝着更健康的方向发展的必要途径。

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