隨著我國“雙碳”戰(zhàn)略的提出,光伏將進(jìn)入發(fā)展加速階段,預(yù)計(jì)未來五年年均增長70-90GW(吉瓦),全行業(yè)迎來一個(gè)持續(xù)的規(guī)模增長期。
但在這宏偉的藍(lán)圖背后,停滯不前的電池效率一直是光伏行業(yè)難以跨越的一道坎。目前,行業(yè)主流電池——“發(fā)射極和背面鈍化電池”(PERC)轉(zhuǎn)化效率始終難以突破24%,在風(fēng)電大型化突飛猛進(jìn),氫能也在積極布局的情況下,光伏行業(yè)想“更上一層樓”,新技術(shù)的助力不可或缺。
10月13日,晶科能源宣布,公司研究院所研發(fā)的高效N型單晶硅單結(jié)電池技術(shù)取得重大突破,在權(quán)威第三方測試認(rèn)證機(jī)構(gòu)日本JET檢測實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定全面積電池最高轉(zhuǎn)化效率達(dá)到25.4%,近一年來第四次創(chuàng)造新的大面積N型單晶鈍化接觸(TOPCon)電池轉(zhuǎn)化效率世界紀(jì)錄。
晶科能源副總裁錢晶認(rèn)為,有著更高效率的TOPCon而非異質(zhì)結(jié)(HJT)電池將在未來接棒PERC,成為市場新主流。
除了晶科,包括隆基、中來、東方日升在內(nèi)的多家光伏企業(yè)都在加大TOPCon的產(chǎn)研力度。
TOPCon憑什么接棒PERC?
TOPCon電池在上世紀(jì)80年代就有相關(guān)研究,2010年以后開始逐步應(yīng)用于光伏行業(yè),目前其技術(shù)已經(jīng)從在未來會(huì)具有優(yōu)勢階段進(jìn)入到在當(dāng)下就有明顯產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢的階段。
從性能、功率、能量密度和可靠性方面來看,TOPCon電池相比PERC也是全面增強(qiáng)。目前晶科182硅片的單面TOPCon組件量產(chǎn)輸出功率已高達(dá)620W,雙面達(dá)到615W,量產(chǎn)效率最高達(dá)22.3%,雙面率高達(dá)85%,相較P型雙面率提高約5%-15%。LID和LeTID理論上已接近零光衰,首年衰減低于1%,平均衰減0.4%,TOPCon電池可提供客戶30年質(zhì)保,保證30年后輸出功率不低于原始輸出功率的87.40%。
另外,TOPCon組件具有更優(yōu)的溫度系數(shù),N型TOPCon組件,晶科的產(chǎn)品能做到-0.30%/℃,相較于P型的-0.35%/℃,使其在高溫環(huán)境下發(fā)電性能尤為突出。其弱光性能以及低輻照角度延長了組件一天的工作時(shí)間。結(jié)合低溫度系數(shù)、低衰減以及高雙面率的優(yōu)點(diǎn),發(fā)電率比主流P型雙面組件高約3%。
從效率上看,晶科能源的TOPCon電池最高效率達(dá)到了25.4%,在一年內(nèi)創(chuàng)下四次世界紀(jì)錄,而且在量產(chǎn)方面有非常明確的技術(shù)路線,具備實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的方式、設(shè)備和工藝條件,可以穩(wěn)定達(dá)成24.5%以上的量產(chǎn)效率,相比于PERC有一個(gè)非常明確的升級(jí)換代。
晶科副總裁錢晶表示,25%并不會(huì)成為TOPCon電池終點(diǎn),目前針對它的電池開壓和電流提升晶科都有很多很明確的技術(shù)方案。TOPCon電池不是一個(gè)單一產(chǎn)品和結(jié)構(gòu),而是一個(gè)有非常多的技術(shù)空間可以去進(jìn)行套用的技術(shù)平臺(tái),它整個(gè)效率的成長空間是非常大的。
同為新產(chǎn)品,TOPCon相比HJT有何優(yōu)勢?
不過,TOPCon電池并不是唯一一個(gè)想要接棒PERC的新產(chǎn)品。據(jù)《中國能源報(bào)》8月11日報(bào)道,包括金剛玻璃、山煤國際、明陽智能在內(nèi)的多家非光伏企業(yè)都在積極布局異質(zhì)結(jié)(HJT)電池,華安證券表示,異質(zhì)結(jié)電池量產(chǎn)效率能夠穩(wěn)定超過PERC電池24%的瓶頸其規(guī)?;瘮U(kuò)產(chǎn)條件已經(jīng)成熟,加之未來降本路徑清晰,異質(zhì)結(jié)電池產(chǎn)能有望加速爆發(fā)。
同TOPCon相比,HJT在核心設(shè)備、工藝、技術(shù)人才要求上同主流PERC技術(shù)存在著較大不兼容性。中電科電子裝備集團(tuán)有限公司董事長左雷指出:“TOPCon是對PERC的升級(jí),可充分利用原有PERC電池片生產(chǎn)線,只是多加了一些工藝,異質(zhì)結(jié)則需要投建全新生產(chǎn)線。”
錢晶則指出,從成本上看,HJT較TOPCon顯著偏高,比如銀漿耗量,HJT銀漿用量比TOPCon多出50%,隨著漿料價(jià)格越來越貴,兩者成本差異也越來越大。另外,HJT產(chǎn)品因?yàn)殡姵亟Y(jié)構(gòu)和工藝特點(diǎn)的影響,組件DH等可靠性風(fēng)險(xiǎn)更高,這也給客戶增加了風(fēng)險(xiǎn)成本。而且,雖然很多人認(rèn)為未來隨著規(guī)模起來,HJT國產(chǎn)的設(shè)備成本會(huì)降低,但是這個(gè)未來沒有定數(shù),等到那個(gè)時(shí)候,HJT或許已經(jīng)過氣,有下一代技術(shù)上來了。那么在這個(gè)時(shí)間差里,哪里來的需求會(huì)撐起這個(gè)需要的規(guī)模,又有誰愿意出高價(jià)來培育這個(gè)需求?
她認(rèn)為,先進(jìn)技術(shù)要轉(zhuǎn)換成生產(chǎn)優(yōu)勢,還得有生產(chǎn)良率、工藝可靠性、準(zhǔn)時(shí)交貨性、充足產(chǎn)能及Capex和Opex的考量,以應(yīng)付客戶需求和生產(chǎn)周期,然后才能最終轉(zhuǎn)換成與客戶的長期關(guān)系,形成信任紐帶,而這正是有著成熟PERC生產(chǎn)線企業(yè)的優(yōu)勢所在。
TOPCon未來的走向如何?
據(jù)錢晶介紹,目前晶科在小面積電池上已經(jīng)看到一些清晰的技術(shù)路線,可以實(shí)現(xiàn)超過26%的效率,所以在量產(chǎn)上目標(biāo)沖擊25.5%的平均效率,有望在產(chǎn)品性能和成本收益上帶來一個(gè)質(zhì)的飛躍。
成本方面,由于在最重要的良率上晶科的TOPCon可以和PERC持平,所以有著扎實(shí)的降本基礎(chǔ),放眼未來,晶科預(yù)計(jì)在以銀漿為主的原材料方面會(huì)有非常大的降本空間,此外包括能耗、人工、自動(dòng)化、智能化等多個(gè)方面都有望降低成本。
最終相對于傳統(tǒng)的PERC電池,TOPCon電池將憑借功率提升帶來發(fā)電站綜合收益和客戶體驗(yàn)提升,其整體的可靠性承諾指標(biāo)會(huì)有非常明顯的進(jìn)步。
晶科預(yù)計(jì),TOPCon電池未來將升級(jí)到以背面接觸形成的IBC電池技術(shù)路線,它的目標(biāo)是沖擊電池效率大于26%,還會(huì)憑借雙結(jié)疊層電池突破32%。疊層和TOPCon結(jié)合有著比較好的優(yōu)勢,它有比較好的平整度,還有自帶導(dǎo)電屬性。
除了晶科,其他光伏企業(yè)也在積極布局TOPCon電池項(xiàng)目。今年7月,隆基宣布其P型TOPCon電池效率達(dá)25.19%,創(chuàng)世界紀(jì)錄,N型電池效率也在6月達(dá)到25.21%,而且他們將在今年把TOPCon投入量產(chǎn)。通威宣布其TOPCon研發(fā)線平均電池效率達(dá)到24.10%;中來宣布其基于J-TOPCon2.0技術(shù)的N型TOPCon電池最高量產(chǎn)效率可達(dá)24.5%,正努力實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室研發(fā)向量產(chǎn)線成果轉(zhuǎn)化的過程。
原標(biāo)題:轉(zhuǎn)化率突破25%再創(chuàng)世界紀(jì)錄!晶科等中國光伏企業(yè)力推TOPCon電池成行業(yè)主流