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光伏巨頭共話TOPCon:未來電池技術如何演變?

2024-08-24股票

本報記者 張英英 吳可仲 北京報道

「何為技術主流?市場占有率超過50%方可稱之。」

在近日舉行的TOPCon太陽能電池技術發展趨勢研討會上,這一話題再次成為焦點。TOPCon電池技術推動者——天合光能(688599.SH)重申了對技術主流的定義。

【中國經營報】記者在研討會現場發現,光伏電池元件巨頭晶科能源(688223.SH)、天合光能、晶澳科技(002459.SZ)、通威股份(600438.SH)和一道新能的CTO(技術長),透過線上線下的方式集聚一堂,而隆基綠能(601012.SH)並未出席這一「TOPCon專場」。

2023年,光伏電池元件龍頭隆基綠能旗幟鮮明地「站隊」BC技術(背接觸電池技術)。盡管其目前堅持TOPCon和BC電池技術「兩條腿」走路的策略,但隆基綠能也向外界宣布,未來5年左右BC電池技術將成為晶矽電池的絕對主流。

主流技術的爭議,一直是光伏行業的主旋律之一。上述多家企業的與會者認為,未來5年內,TOPCon電池技術仍將是市場主流,而且具有可持續提效潛力。天合光能副總裁、光伏科學與技術全國重點實驗室副主任陳奕峰指出,5年後,TOPCon與鈣鈦礦疊層的生命力仍將強勁,電池效率有望突破30%。

誰是5年內的市場主流?

過去3年,隨著光伏電池技術由P型向N型叠代,TOPCon 、BC、異質結技術競相「鬥艷」。不過,在技術路線量產選擇上,以光伏電池元件TOP10為代表的頭部企業紛紛投資TOPCon技術路線,並形成巨大的光伏電池和元件產能規模。

市場普遍認為,如今光伏主流技術已經實作由P型PERC向N型TOPCon轉變。集邦咨詢分析師陳天朗分享的一組光伏電池預測數據顯示,到2024年年底,N型電池產能約1078GW,占比約76%,其中TOPCon電池產能約941GW,占比約66.3%。

技術先天優勢、供應鏈成熟度是TOPCon電池技術能夠快速占領主流市場地位的重要因素。陳奕峰分析稱,一是TOPCon相比PERC的電池效率高出1.5%以上,功率超過30W以上,疊加雙面率、低溫度系數、低衰減等優勢,可以為終端客戶節約BOS成本,並帶來效能溢價;二是TOPCon供應鏈更加成熟,器材投資成本相對更低,形成了穩定且完備的供應鏈體系;三是電池元件企業、器材企業和材料企業等行業同仁的共同努力,產生了增量創新。

在晶科能源CTO金浩看來,TOPCon電池技術能夠實作大規模套用具備了理論和現實基礎。一方面,TOPCon電池優勢明顯,其電池效率更高,可以達到接近晶矽光伏電池極限的效率,挖掘空間大;另一方面,過去兩三年,器材和材料的發展更加適配TOPCon,特別是TOPCon產線可以在原PERC器材基礎上進行改造升級。

開路電壓是太陽能電池最核心的技術指標,意味著其效率提升的潛力。通威股份CTO邢國強認為,TOPCon能夠很快發展成為主流,展示了其開路電壓的優異特性,同時其在效率和良率上也展現出可量產的優勢。

目前,TOPCon電池技術不僅被市場廣泛認可,而且被認為未來仍具有強勁的生命力。

在陳天朗看來,未來5年內,TOPCon電池技術仍為市場主流。

從企業的角度看,2023年,以晶科能源和天合光能為代表的TOPCon電池技術推動主力軍,也向外界傳遞了未來5年內TOPCon電池技術仍為市場主流的觀點。

晶澳科技CTO歐陽子對上述判斷表示贊同。他借用第三方報告數據稱,目前,TOPCon電池總體產能有望逼近900GW,足以滿足未來5年絕大部份的市場需求。同時,未來5年基於TOPCon元件出貨量預估的TOPCon電池技術市場占有率將保持在70%—80%。

不可忽視的是,BC技術作為光伏電池技術的方向之一,也正被隆基股份、愛旭股份(600732.SH)大力推動,並走向了量產階段。其中,曾押註單晶技術而改變行業歷史的隆基綠能,多次強調未來5年左右BC技術是主流的觀點,並認為BC技術已成為光伏行業不可逆轉的發展趨勢,公司已經停止了TOPCon的推廣。

TOPCon仍具成長潛力

TOPCon電池技術仍將不斷叠代。在業內人士看來,TOPCon電池技術具備強大的可持續成長性,電池效率將持續突破提升,並將有望用於下一代產品。

據了解,目前光伏行業內TOPCon電池量產效率正逐漸接近27%,並有望邁向28%。這也是TOPCon電池技術研發者正在努力的目標。

「在電池背面接觸鈍化的基礎上進一步探究TOPCon電池正面的接觸鈍化,以及正面和背面的圖形化設計或Poly改性,疊加金屬化工藝的改進發展,僅這三個方面的進步就會帶來TOPCon電池效率1%—2%的提升,這也是在未來兩三年內TOPCon電池技術發展的主要支撐方向。」金浩說。

陳奕峰表示,TOPCon雙面鈍化接觸和金屬化工藝最佳化都是TOPCon電池技術的重要突破方向。另外一個方向就是要做好光吸收相關技術的研究(陷光技術),以減少光學損失。此外,TOPCon電池切割產生邊緣損傷,使得效率有所損失,為此邊緣鈍化技術也是行業研究方向。

歐陽子對上述觀點表示贊成。在歐陽子看來,TOPCon電池技術仍具有較強的想象空間,可透過工藝最佳化方式提高電池效率。「一般而言,光伏電池技術每年會有0.3%—0.4%的效率提升空間。否則,這個技術將被認為走到了生命末期。」

歐陽子還補充道,利用邊緣鈍化技術可以降低電池切割面損失,提高電池轉換效率。另外,TOPCon作為一個高溫體系,其金屬化方案很多,創新提效的潛力較強。

如今,疊層電池作為突破晶矽電池極限的新一代光伏技術已逐漸成為行業共識。進入疊層時代,「TOPCon+鈣鈦礦」疊層電池有望進一步實作更高效率的突破。

在陳奕峰看來,相比BC,TOPCon更適合作為疊層電池的底電池,且更具性價比,因此TOPCon技術有很強勁的底層生命力。5年後,TOPCon與鈣鈦礦疊層的生命力仍將強勁,並將形成超30%的電池效率。

這一觀點與晶科能源不謀而合。此前,在2024年SNEC光伏展會上,晶科能源副總裁錢晶在接受包括【中國經營報】在內的多家媒體記者采訪時也表示:「未來,鈣鈦礦可以與TOPCon、異質結、BC技術疊層,但最可行且最先實作商業化的,必定是鈣鈦礦疊合TOPCon。」

至於未來5年內和5年後光伏電池技術趨勢如何演變,TOPCon和BC技術又將處於何種地位,有待時間驗證。但是,針對光伏不同套用場景的需求,業內也倡導技術多元化發展,並鼓勵各種技術之間相互借鑒與融合。

陳奕峰認為,當前光伏電池技術正處於「百花齊放、百家爭鳴」的發展階段,每種技術都有自身的優勢,關鍵是要找到適合的套用場景發揮其價值。相比之下,TOPCon更具綜合價值優勢,因而被認為未來5年內的主流技術。

歐陽子表示:「今天我們探討TOPCon是主流技術,但它並非唯一的技術,我們堅持開放的研發態度,對於優勢技術也會取其精華。」