晶矽光伏電池技術迭代簡述-從PERC到TOPCon

作者：admin2022-10-21 13:51 熱度：46519

一、為(wei) 什麽(me) 要升級電池技術

光伏行業(ye) 得以高速發展的本質是度電成本的降低，在過去十年間，光伏行業(ye) 曆經單多晶轉型，引入金剛線切割、雙麵技術、半片技術、多主柵技術，尺寸逐步做大，等等技術革新，所有這一切本質上均為(wei) 降低度電成本。未來，組件尺寸已趨於(yu) 極限，且逐步穩定，要進一步降低度電成本，提升電池效率將成為(wei) 主要途徑。

P型PERC電池經過5年發展，已逐步逼近理論效率極限，目前產(chan) 線量產(chan) 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技術具有高達28.7%的效率天花板，擁有巨大的發展潛力，且N型TOPCon技術擁有低衰減、低功率溫度係數、高雙麵率、高弱光響應能力等優(you) 良的特性，是十四五光伏產(chan) 業(ye) 發展的核心技術路線，也是目前各個(ge) 主流廠家開始重點布局的技術路線。

二、為(wei) 什麽(me) 下一代技術是N型TOPCon

我們(men) 先來看看行業(ye) 內(nei) 有哪些技術：

單晶電池最早應用的技術叫鋁背場技術，是2013年到2016年的技術，已於(yu) 2017年被單晶PERC技術替代，PERC技術發展過程中，期間還出現過MWT、PERL、PERT、EWT等技術，但因PERC的規模化擠壓，或性價(jia) 比不高，均未實現大規模量產(chan) 。

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

N型HJT也是目前市場熱議的一個(ge) 技術路線，但此技術路線存在幾個(ge) 問題亟待行業(ye) 去解決(jue) ：首先是設備成本，從(cong) PERC技術轉向TOPCon技術，電池產(chan) 線還有70%左右可以兼容，每GW的新增投資額在5000-7000萬(wan) 左右，而HJT產(chan) 線需要重新搭建，每GW投資額達3.5億(yi) 以上，現在整個(ge) 光伏行業(ye) 有超200GW的PERC產(chan) 能，轉型做HJT後的PERC產(chan) 能包袱是整個(ge) 產(chan) 業(ye) 鏈無法接受的。其次，HJT技術需要用到200℃低溫銀漿，價(jia) 格比正常銀漿更高，且目前主要依賴日本進口。還有就是HJT技術需要用到金屬銦，銦的需求量將使得地殼中儲(chu) 量不高的銦價(jia) 格暴漲，從(cong) 而推高組件價(jia) 格。

TOPCon技術擁有著完整的可持續發展的技術路線支撐，未來的迭代升級空間廣闊，預計2024-2025年實現與(yu) IBC技術的結合，形成TBC技術，量產(chan) 效率可達26%-28%，“十五五”期間實現與(yu) 鈣鈦礦的疊層電池量產(chan) ，將量產(chan) 電池效率推高到28%以上。

三、N型TOPCon技術優(you) 勢

N型TOPCon組件具有四大優(you) 勢，兩(liang) 高兩(liang) 低：高效率、高雙麵率、低衰減、低功率溫度係數，我們(men) 與(yu) P型PERC組件做一比較如下：

N型TOPCon

在這些技術優(you) 勢的加持下，N型TOPCon組件的單瓦發電能力將比P型PERC雙麵組件提高3.5-5%，電站建設端的BOS成本節約4分錢左右，綜合來看，N型TOPCon組件在目前與(yu) PERC價(jia) 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。

光伏的本質脫離不開電力屬性，我們(men) 追求的是光伏發電更低的度電成本，而度電成本的快速下降正是依賴於(yu) 光伏產(chan) 業(ye) 技術的不斷進步，這其中包括生產(chan) 工藝、材料、能耗等等的進步，但最終讓這個(ge) 行業(ye) 永葆青春的核心要素依舊是新技術的迭代和組件性價(jia) 比的提高。

四、N型TOPCon發電實證

案例一：某項目發電量數據：

某項目發電量數據

該電站采用N型TOPCon及P型PERC兩(liang) 種組件做發電量實證比較，采用平單軸安裝，統計該電站2019年11月至2020年9月間的發電量情況，可以看出N型TOPCon整體(ti) 發電能力明顯優(you) 於(yu) PERC組件，統計期間內(nei) ，平均單瓦發電增益為(wei) 4.85%。

案例二：某項目發電量數據：

某項目發電量數據

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

從(cong) 以往的電站數據來看，N型TOPCon組件的發電能力相較PERC是有較大提升的，在光伏高速發展的今天，土地與(yu) 裝機容量的矛盾日益加劇，而N型TOPCon組件更高的效率與(yu) 更優(you) 異的發電能力，這無疑會(hui) 為(wei) 電站的經濟性帶來提升。

目前，行業(ye) 內(nei) 第一批以N型技術為(wei) 發展路線的光伏企業(ye) ，已經掌握了TOPCon技術和產(chan) 品的研發和生產(chan) 。其基於(yu) J-TOPCon2.0技術的大尺寸電池片實現了高達25.4%的實驗室效率，量產(chan) 平均效率也可以達到24%+，為(wei) 組件產(chan) 品優(you) 異的性能打下了良好的基礎，為(wei) 行業(ye) 技術的發展指引了新的方向。

ky体育的光學濾光片及複製鏡麵產(chan) 品目前正應用在世界上許多的實驗室中，幫助人們(men) 在基礎科學及應用領域的探索。太陽光模擬器廣泛應用於(yu) 單晶矽、多晶矽、非晶薄膜、染料敏化等各種不同類型的太陽電池性能測試實驗。以ky体育的AM0瞬態太陽光模擬器為(wei) 例：

1、產(chan) 品情況

AM0瞬態太陽光模擬器用於(yu) 航天航空裝備中太陽能電池組件的測試需求。該設備采用直射式結構，可根據現場環境實現側(ce) 打光/上打光等安裝方式。

1). 采用 AAA 級光源配置：不均勻度、光譜匹配度、光強穩定度三大核心性能指標均超過行業(ye) 標準。

2). 全光譜；光譜範圍滿足300-1800nm範圍，實現高效晶矽電池的全光譜測試，測試準確性大幅提高。太陽電池組件采用四線連接，以及高速數據采集係統，確保了太陽電池電流測量的準確性。紅外無接觸式測溫，準確測出組件溫度，確保了溫度修正的準確性。

3). 測試對象：適用於(yu) 晶體(ti) 矽太陽能電池組件（PERC、N型、IBC以及HIT等）、薄膜電池組件的電性能參數的測試和結果記錄及導出。

晶體(ti) 矽太陽能電池組件