光伏電池技術(shù)迭代簡述——從PERC到TOPCon

一、為什么要升級電池技術(shù)

光伏行業(yè)得以高速發(fā)展的本質(zhì)是度電成本的降低，在過去十年間，光伏行業(yè)歷經(jīng)單多晶轉(zhuǎn)型，引入金剛線切割、雙面技術(shù)、半片技術(shù)、多主柵技術(shù)、尺寸逐步做大等等技術(shù)革新，所有這一切本質(zhì)上均為降低度電成本。

未來，組件尺寸已趨于極限，且逐步穩(wěn)定，要進一步降低度電成本，提升電池效率將成為主要途徑。

P型PERC電池經(jīng)過5年發(fā)展，已逐步逼近理論效率極限，目前產(chǎn)線量產(chǎn)效率23%左右，理論極限效率24.5%，未來提升空間有限，且提升難度極大。N型TOPCon技術(shù)具有高達28.7%的效率天花板，擁有巨大的發(fā)展?jié)摿?，且N型TOPCon技術(shù)擁有低衰減、低功率溫度系數(shù)、高雙面率、高弱光響應能力等優(yōu)良的特性，是十四五光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心技術(shù)路線，也是目前各個主流廠家開始重點布局的技術(shù)路線。

二、為什么下一代技術(shù)是N型TOPCon

我們先來看看行業(yè)內(nèi)有哪些技術(shù)：

      單晶電池最早應用的技術(shù)叫鋁背場技術(shù)，是2013年到2016年的技術(shù)，已于2017年被單晶PERC技術(shù)替代，PERC技術(shù)發(fā)展過程中，期間還出現(xiàn)過MWT、PERL、PERT、EWT等技術(shù)，但因PERC的規(guī)?；瘮D壓，或性價比不高，均未實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。

目前公認的可替代PERC的技術(shù)有三個，TOPCon、HJT和IBC，其中N型IBC技術(shù)因其成本較高，現(xiàn)階段無法與TOPCon與HJT競爭(IBC技術(shù)在未來是可以與其他技術(shù)疊加)，故而目前最有可能替代PERC的是TOPCon與HJT技術(shù)。

N型HJT也是目前市場熱議的一個技術(shù)路線，但此技術(shù)路線存在幾個問題亟待行業(yè)去解決：首先是設(shè)備成本，從PERC技術(shù)轉(zhuǎn)向TOPCon技術(shù)，電池產(chǎn)線還有70%左右可以兼容，每GW的新增投資額在5000-7000萬左右，而HJT產(chǎn)線需要重新搭建，每GW投資額達3.5億以上，現(xiàn)在整個光伏行業(yè)有超200GW的PERC產(chǎn)能，轉(zhuǎn)型做HJT后的PERC產(chǎn)能包袱是整個產(chǎn)業(yè)鏈無法接受的。其次，HJT技術(shù)需要用到200℃低溫銀漿，價格比正常銀漿更高，且目前主要依賴日本進口。還有就是HJT技術(shù)需要用到金屬銦，銦的需求量將使得地殼中儲量不高的銦價格暴漲，從而推高組件價格。

TOPCon技術(shù)擁有著完整的可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)路線支撐，未來的迭代升級空間廣闊，預計2024-2025年實現(xiàn)與IBC技術(shù)的結(jié)合，形成TBC技術(shù)，量產(chǎn)效率可達26%-28%，“十五五”期間實現(xiàn)與鈣鈦礦的疊層電池量產(chǎn)，將量產(chǎn)電池效率推高到28%以上。 

      三、N型TOPCon技術(shù)優(yōu)勢

N型TOPCon組件具有四大優(yōu)勢，兩高兩低：高效率、高雙面率、低衰減、低功率溫度系數(shù)，我們與P型PERC組件做一比較如下：

      在這些技術(shù)優(yōu)勢的加持下，N型TOPCon組件的單瓦發(fā)電能力將比P型PERC雙面組件提高3.5-5%，電站建設(shè)端的BOS成本節(jié)約4分錢左右，綜合來看，N型TOPCon組件在目前與PERC價差0.1-0.15元/Wp的情況下，仍然具有更高的投資收益率和更低的度電成本。

甘肅新能源協(xié)會會長李世民表示：光伏的本質(zhì)脫離不開電力屬性，我們追求的是光伏發(fā)電更低的度電成本，而度電成本的快速下降正是依賴于光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)的不斷進步，這其中包括生產(chǎn)工藝、材料、能耗等等的進步，但最終讓這個行業(yè)永葆青春的核心要素依舊是新技術(shù)的迭代和組件性價比的提高。

四、N型TOPCon發(fā)電實證

案例一：海興領(lǐng)跑者某項目發(fā)電量數(shù)據(jù)：

      該電站采用N型TOPCon及P型PERC兩種組件做發(fā)電量實證比較，采用平單軸安裝，統(tǒng)計該電站2019年11月至2020年9月間的發(fā)電量情況，可以看出N型TOPCon整體發(fā)電能力明顯優(yōu)于PERC組件，統(tǒng)計期間內(nèi)，平均單瓦發(fā)電增益為4.85%。

案例二：白城領(lǐng)跑者某項目發(fā)電量數(shù)據(jù)：

      該項目采用中來N型TOPCon組件，與另外兩家主流廠家P型PERC組件做發(fā)電量實證對比，統(tǒng)計發(fā)電量時間為2019年8月至2020年9月，結(jié)果顯示，同樣采用平單軸支架的情況下，N型TOPCon組件發(fā)電能力比兩家PERC組件分別高出4.87%和6.65%，發(fā)電量增益顯著。

中國電研工業(yè)產(chǎn)品環(huán)境適應性國家重點實驗室曾湘安表示：從以往的電站數(shù)據(jù)來看，N型TOPCon組件的發(fā)電能力相較PERC是有較大提升的，在光伏高速發(fā)展的今天，土地與裝機容量的矛盾日益加劇，而N型TOPCon組件更高的效率與更優(yōu)異的發(fā)電能力，這無疑會為電站的經(jīng)濟性帶來提升。

（文章來源：光伏盒子）