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N型TOPCon或是未来量产主力

来源:《中国电力报》 ​ 时间:2022-08-25 11:16

  8月16日,在保定市满城经济开发区内,英利能源(中国)有限公司高效N型太阳能电池材料产业园项目正式开工建设。今年以来,以N型硅片衬底的TOPCon电池技术(以下简称“N型TOPCon”)布局新增产能的企业不止英利,行业对N型TOPCon的热衷程度不亚于当年对P型硅片衬底的PERC电池技术(以下简称“P型PERC”)的追捧。

  光伏行业协会副秘书长孙广彬表示:“光伏要在未来发展中成为能源应用的主力军,技术创新尤为重要。2022年被业内认为是N型电池的量产元年。今年上半年N型电池在效率提升、成本下降方面均有显著的进步。”

  主流技术的大规模转移,一方面证实了我国在光伏新技术上的研发实力,一方面反映出我国制造业强大的产业转化能力。

  未来十年快速增长

  目前,我国光伏组件以P型单晶PERC电池技术为主,P型PERC电池量产效率已经逼近其理论极限,众多光伏企业把发展的焦点转移至N型电池身上。

  据了解,目前占市场90%以上的P型PERC电池效率出现了瓶颈。P型PERC电池量产效率在23.2%~23.5%之间。据理论计算,P型PERC电池转换效率极限为24.5%,实验室效率在24%左右,换而言之P型PERC电池进行后续低成本的量产遇到了理论极限。另外,从整体的高效电池材料体系来看,少数载流子寿命决定电池效率极限。N型单晶比P型单晶先天具有优势,N型电池效率高于P型。同时N型电池还具有衰减小、温度系数低、用于双面电池双面效率高等特点,从而决定了终端发电量高的优势。

  效率提升的道路应该如何抉择?N型电池因其特有的性能优势自然而然地接过P型的接力棒。

  一道新能源科技(衢州)有限公司(以下简称“一道新能”)首席技术官宋登元表示:“光伏在十几年中得到了快速发展,特别是产业化的技术发展迅速。光伏产业技术迭代已经加速。特别对于高效电池而言,新技术革命已经到来。”

  据光伏行业协会预测,未来十年N型技术将会得到快速的发展。2031年市场将会突破50%,较目前的市场规模有10倍以上的提升。未来十年是N型单晶硅技术快速发展的时期。

  选择TOPCon的五个理由

  对于N型电池的布局,今年上半年,骨干企业多数宣布投产TOPCon技术路线,行业呈现井喷的趋势。

  据宋登元分析,总体来看五大因素标志着N型TOPCon技术元年开启。第一,2022年TOPCon电池产能规划超出60吉瓦,实际出货量预计在15~20吉瓦;第二,TOPCon可以兼容PERC产线设备,设备兼容度良好,工艺成熟;第三,关键设备成熟度高,PERC人才储备充足;第四,投资经济性显著,投资成本相较于其他N型电池技术更具有经济性;第五,TOPCon技术实验室电池效率26%,理论效率28.7%,效率有很大提升空间。

  效率趋势是衡量电池技术的重要指标。

  据了解,硅的极限效率为29.4%,TOPCon电池背面钝化接触结构的电池理论极限效率为27.1%,双面钝化N-TOPCon电池最高28.7%。TOPCon电池实验室效率25.5%~26.1%,预示产业化效率提升空间大。

  发展速度超预期

  据光伏行业协会发布的技术路线图显示,2022年TOPCon电池效率在24.3%,2023年在24.6%。

  7月13日,一道新能发布N型光伏产品白皮书,发布其新品Pro78版型615瓦、72版型570瓦、mini54版型430瓦。

  宋登元表示:“自2018年着手研发,一道新能在N型电池方面有着雄厚的技术积累,特别是在电池结构、材料特性、金属化特性方面均有深入的理解。”

  据了解,目前一道新能大规模生产的TOPCon效率在24.6%,超过行业在今年底的预期。

  作为“N型时代”的领跑者,晶科能源早在2019年就开始布局N型产能。今年4月,再次创下高效N型TOPCon电池转化效率最高可达25.7%的纪录。

  天合光能自2015年开始布局TOPCon电池研发,于今年3月成功实现自主研发的210高效i-TOPCon电池最高电池效率达到25.5%,创造了大面积产业化N型单晶硅TOPCon电池效率新的世界纪录。

  从目前光伏电池设备供应链、钝化原理可能达到的最高电池效率来看,TOPCon技术是一种最适合光伏产业升级高效电池的技术路线,宋登元强调,随着TOPCon电池技术的成熟,具有达到大规模产业化26%以上效率的潜力,2022年底大规模生产电池效率将达到25%。(赵汀

  责任编辑:杜敏