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隨著光伏技術(shù)全面邁入n型時(shí)代，n型組件的市場(chǎng)份額迅速擴(kuò)大。據(jù)索比光伏網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，2022年全球n型組件出貨量?jī)H為約20GW，而2023年這一數(shù)字已增至約121GW，實(shí)現(xiàn)了五倍增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)到2024年，n型組件出貨量將進(jìn)一步攀升至400GW，占全球市場(chǎng)的80%以上。其中，n型TOPCon組件預(yù)計(jì)占比超過(guò)70%，正式成為市場(chǎng)主流，n型技術(shù)的發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人們的預(yù)期。

回顧光伏行業(yè)的發(fā)展歷程，可以清晰地看到技術(shù)迭代正以驚人的速度推進(jìn)。2017年以后，PERC接棒BSF電池，用五年時(shí)間將市場(chǎng)占比從15%提升至91.2%;而n型替代p型技術(shù)，僅用了兩年。行業(yè)更加“內(nèi)卷”的背后，是科技發(fā)展的必然規(guī)律，也是市場(chǎng)對(duì)更高效率、更低成本技術(shù)的不懈追求。

在索比光伏網(wǎng)主辦的2023“光能杯”跨年分享會(huì)上，n型技術(shù)領(lǐng)軍人物、一道新能CTO宋登元指出，光伏行業(yè)不存在所謂的“終極技術(shù)”。任何技術(shù)都不會(huì)停滯不前，而是在不斷創(chuàng)新和迭代中持續(xù)發(fā)展，永無(wú)止境。

如今，我們不禁要思考：n型技術(shù)發(fā)展到什么階段了?TOPCon的“花期”還能持續(xù)多久?下一代光伏技術(shù)究竟是什么?

根據(jù)技術(shù)生命周期(TLC)理論，一項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展通常經(jīng)歷四個(gè)階段：研發(fā)期、成長(zhǎng)期、成熟期和衰退期。目前，光伏n型技術(shù)正處于從成長(zhǎng)期向成熟期過(guò)渡的黃金階段，市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，入局企業(yè)不斷增加，應(yīng)用場(chǎng)景也日益多樣化。

據(jù)電力設(shè)計(jì)院專家介紹，在下游應(yīng)用環(huán)節(jié)，n型組件高效率、高功率、高雙面率、高發(fā)電量、低LCOE等優(yōu)勢(shì)已得到廣泛認(rèn)可。索比光伏網(wǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2024年上半年光伏組件公開(kāi)招標(biāo)規(guī)模超過(guò)172GW，同比增長(zhǎng)40%。通過(guò)分析各企業(yè)的組件招標(biāo)型號(hào)可以看出，n型技術(shù)已占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)地位，整體占比超過(guò)八成，部分招標(biāo)中甚至已達(dá)到100%。

在產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)格普遍下滑的背景下，n型高效產(chǎn)品也成為了光伏企業(yè)突圍競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵策略。截至目前，超過(guò)80%的企業(yè)選擇n型TOPCon作為主要技術(shù)路線，不少于15家企業(yè)明確提出，2024年n型組件出貨量占比超過(guò)60%，Top9組件企業(yè)中至少5家提出了70%以上的n型占比目標(biāo)，最高達(dá)到90%。

與此同時(shí)，TOPCon技術(shù)領(lǐng)域的競(jìng)賽正在持續(xù)升溫。據(jù)了解，通過(guò)采用正面接觸鈍化技術(shù)、正背面圖形化設(shè)計(jì)、摻雜poly改性、多層材料接觸鈍化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及改進(jìn)金屬化工藝等一系列創(chuàng)新手段，未來(lái)TOPCon電池效率有望實(shí)現(xiàn)1%至2%的提升，逐步逼近29.4%的晶硅電池理論極限。

在不久前由中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)主辦的“2024 TOPCon太陽(yáng)能電池技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)研討會(huì)”上，一道新能CTO宋登元指出，以25.5%的效率為基礎(chǔ)，在不改變TOPCon電池結(jié)構(gòu)的情況下，產(chǎn)業(yè)化效率提升至27.5%以上完全可行。而針對(duì)后續(xù)28%的效率目標(biāo)，一道新能提出了兩條技術(shù)路徑：

第一，基于現(xiàn)有材料和結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步優(yōu)化電池前后面的效率。盡管背面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全面接觸鈍化，但目前80微米的Poly-Si膜厚度仍較大，容易導(dǎo)致長(zhǎng)波光的寄生吸收，進(jìn)而降低短路電流，未來(lái)將其厚度減至50微米以下有助于顯著提升電流。此外，仿真研究表明，正面改進(jìn)對(duì)效率的提升比背面更為顯著。通過(guò)在正面引入接觸鈍化技術(shù)，如Poly-finger，并提升發(fā)射極方塊電阻、降低金屬柵線下的復(fù)合電流，可有效提高電池的開(kāi)路電壓和填充因子，從而推進(jìn)效率的提升。

第二，研發(fā)新材料體系?，F(xiàn)有的接觸鈍化技術(shù)依賴載流子選擇性接觸，即在TOPCon電池中，隧穿氧化物能有效選擇電子作為載流子。通過(guò)研發(fā)新型選擇性載流子接觸材料，并結(jié)合不同功函數(shù)的材料，可以在正面實(shí)現(xiàn)對(duì)空穴的高效選擇。這種結(jié)構(gòu)被稱為TOPCon/CSPC(選擇性載流子接觸結(jié)構(gòu))，有望將效率提升至28%以上，甚至接近晶硅電池的理論極限。

對(duì)于n型技術(shù)的“下一站”，業(yè)內(nèi)普遍看好基于晶硅的疊層電池技術(shù)，以突破晶硅電池29.4%的理論極限。值得關(guān)注的是，作為n型技術(shù)的領(lǐng)軍者，一道新能自創(chuàng)立以來(lái)持續(xù)保持大量的研發(fā)投入。從建立國(guó)內(nèi)首條n型TOPCon產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)線，到在短短8個(gè)月內(nèi)三次打破世界紀(jì)錄，電池生產(chǎn)線的量產(chǎn)平均效率已達(dá)到26.6%。同時(shí)，公司還圍繞領(lǐng)先的TOPCon技術(shù)，前瞻性地布局了TOPCon4.0、TBC、SCPC、TSiP和SFOS五大技術(shù)路線。

其中，TSiP疊層電池采用了開(kāi)路電壓超過(guò)742mV的TOPCon 4.0作為底電池，結(jié)合寬帶隙、高穩(wěn)定性的鈣鈦礦頂電池，中間界面層采用與常規(guī)界面層(如TCO或摻雜非晶硅/多晶硅材料)不同的新型界面材料，使得在降低光寄生吸收的同時(shí)，載流子傳輸性能得到了大幅提升。目前實(shí)驗(yàn)室小面積TSiP疊層電池效率已經(jīng)突破了32.3%，并持續(xù)向35%的目標(biāo)邁進(jìn)。

宋登元強(qiáng)調(diào)，光伏的本質(zhì)始終是一種能源，核心的產(chǎn)品是電，下游客戶更為關(guān)注的關(guān)鍵是產(chǎn)品的性價(jià)比，即度電成本(LCOE)。根據(jù)《中國(guó)的能源轉(zhuǎn)型》白皮書，我國(guó)已經(jīng)建成完備的光伏全產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)設(shè)計(jì)和集成制造體系。目前，我國(guó)對(duì)TOPCon整線全套核心設(shè)備自主可控，在制造業(yè)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)水平、應(yīng)用市場(chǎng)拓展等方面均位居全球前列，使得產(chǎn)線投資及電池、組件所用輔材的成本相比其他技術(shù)具有顯著的經(jīng)濟(jì)性，有力推動(dòng)了整體成本的持續(xù)下降。

n型技術(shù)憑借其低度電成本的顯著優(yōu)勢(shì)，不僅滿足了當(dāng)前市場(chǎng)需求，還為未來(lái)的技術(shù)升級(jí)和優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)?？梢灶A(yù)見(jiàn)，n型技術(shù)具備延長(zhǎng)生命周期的巨大潛力，將在更長(zhǎng)的周期內(nèi)持續(xù)引領(lǐng)市場(chǎng)，成為光伏行業(yè)未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。

原標(biāo)題：光伏"迭代創(chuàng)新"背后: n型技術(shù)的崛起、爆發(fā)與進(jìn)化