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12月18日，由CREC組委會(huì)主辦，無(wú)錫新能源商會(huì)、國(guó)能能源研究院、光伏頭條承辦的“第二屆n型光伏電池組件技術(shù)交流會(huì) ”在江蘇省無(wú)錫市太湖國(guó)際博覽中心成功舉辦。上海市太陽(yáng)能學(xué)會(huì)名譽(yù)理事長(zhǎng)、上海交通大學(xué)太陽(yáng)能研究所所長(zhǎng)、教授沈文忠應(yīng)邀出席發(fā)表《光伏電池技術(shù)對(duì)比分析與發(fā)展趨勢(shì)思考》主旨報(bào)告。

沈教授詳細(xì)闡釋了TOPCon、SHJ、xBC三大技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)、發(fā)展方向，并預(yù)判n型技術(shù)融合將引領(lǐng)下一代光伏電池技術(shù)。

晶硅電池技術(shù)引領(lǐng)光伏成為最便宜的能源

沈文忠教授表示，過(guò)去40年光伏電池發(fā)展歷程中，晶硅技術(shù)是絕對(duì)的主流。這期間，晶硅技術(shù)最低市占率仍達(dá)到70%，2023年晶硅電池市場(chǎng)份額98%，2024年則將超98%。晶硅電池在效率、成本、穩(wěn)定性等三方面各具特色，毫無(wú)短板。人類一直想把度電成本做到1美分以下，這個(gè)目標(biāo)估計(jì)未來(lái)幾年會(huì)在中國(guó)實(shí)現(xiàn)。

晶硅技術(shù)成為主流技術(shù)的一大優(yōu)勢(shì)在于可持續(xù)性。硅材料在地殼中的含量高達(dá)26.3%，而且人類又掌握了硅的提純技術(shù)。現(xiàn)在全球已經(jīng)有1000G瓦的硅料產(chǎn)能，市場(chǎng)只需有500G瓦左右。人類不用擔(dān)心硅材料的永續(xù)利用問(wèn)題。

此外，人類掌握了晶硅電池高效化技術(shù)。從絨面、多層減反、M(0)BB、背接觸、寬帶隙及上下光轉(zhuǎn)換到疊層技術(shù)，近年來(lái)在不斷突破。電學(xué)性能的鈍化上面，從全表面鈍化到PERC前后表面的鈍化，再到TOPCon或者異質(zhì)結(jié)的鈍化技術(shù)，甚至把柵線做到背面xBC的技術(shù)，都已經(jīng)做到了極致，形成了非常好的解決方案。

沈文忠教授認(rèn)為，過(guò)去中國(guó)光伏20年發(fā)展歷程表明，人類在晶硅電池技術(shù)方面已經(jīng)得心應(yīng)手。他對(duì)于光伏成為人類最便宜的能源非常有信心。

談及當(dāng)前光伏電池技術(shù)，沈文忠表示，經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，晶硅技術(shù)已經(jīng)全面進(jìn)入n型時(shí)代。很幸運(yùn)的是不論硅材料還是半導(dǎo)體材料只有p型和n型，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)入n型之后，就不會(huì)再回到p型了。因?yàn)閚型效率更高。未來(lái)n型技術(shù)是一勞永逸的技術(shù)。當(dāng)下，三大n型技術(shù)TOPCon、異質(zhì)結(jié)、xBC各有特點(diǎn)，而未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)一定是n型技術(shù)的融合發(fā)展。

TOPCon技術(shù)：三大優(yōu)勢(shì)使其成為主流技術(shù)

TOPCon技術(shù)，最初由德國(guó)太陽(yáng)能研究機(jī)構(gòu)Fraunhofer ISE在2014年提出。TOPCon技術(shù)的特點(diǎn)在于其與PERC產(chǎn)線兼容性好，可承受高溫過(guò)程900℃，且雙面率高達(dá)80-85%，具有較好的產(chǎn)業(yè)化前景。

近兩年來(lái)TOPCon技術(shù)迅速發(fā)展。沈文忠教授總結(jié)原因在于選擇性發(fā)射結(jié)合LECO技術(shù)的快速導(dǎo)入，電池轉(zhuǎn)換效率大幅提升。現(xiàn)在激光輔助燒結(jié)已經(jīng)成為行業(yè)的標(biāo)配。今年下半年以來(lái)，TOPCon企業(yè)重點(diǎn)在做雙面的鈍化技術(shù)，其理論轉(zhuǎn)換效率可以超過(guò)28%。

憑借主流PERC電池打下的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，成熟的國(guó)產(chǎn)化核心裝備以及完整的全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)，TOPCon技術(shù)成為了主流技術(shù)。2023年TOPCon技術(shù)發(fā)展迅猛，2024年量產(chǎn)平均效率在25.3%左右而成本基本與PERC持平。未來(lái)2-3年內(nèi)，TOPCon入庫(kù)轉(zhuǎn)換效率可達(dá)26%+。而一些TOPCon企業(yè)也抓住了技術(shù)發(fā)展良機(jī)，成為新一輪行業(yè)洗牌后的龍頭企業(yè)。

當(dāng)然，TOPCon技術(shù)本身也暴露一些問(wèn)題。沈文忠教授介紹了PID失效以及UVID衰減問(wèn)題，此外他還提及TOPCon技術(shù)的測(cè)試效率與入庫(kù)效率差距偏大的問(wèn)題。這些問(wèn)題都需要不斷技術(shù)改進(jìn)以及技術(shù)突破。

異質(zhì)結(jié)是晶硅電池的終極技術(shù)

對(duì)于異質(zhì)結(jié)技術(shù)，沈文忠教授表示，這是一個(gè)天然的雙面鈍化接觸技術(shù)，結(jié)構(gòu)對(duì)稱，雙面率可以做到90%以上，甚至95%。按照現(xiàn)在的理解，異質(zhì)結(jié)技術(shù)應(yīng)該是晶硅電池的終結(jié)技術(shù)。

從異質(zhì)結(jié)技術(shù)發(fā)展來(lái)看，中國(guó)光伏人非常聰明，把簡(jiǎn)單的四層薄膜做了分層處理，不論是鈍化層、功能層，還是TCO層，都做了相關(guān)的處理。這里面涉及到微晶的應(yīng)用，包括分層處理以及TCO兩層處理方案。

但是，近年來(lái)異質(zhì)結(jié)技術(shù)發(fā)展速度較慢。最大原因是設(shè)備降本以及產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)構(gòu)建不及預(yù)期。

沈文忠教授總結(jié)2022年-2024年異質(zhì)結(jié)技術(shù)發(fā)展歷程，主要體現(xiàn)為三減一增，即減銀、減硅、減柵、增效。當(dāng)前，雙面微晶技術(shù)的推廣使異質(zhì)結(jié)電池效率提升0.5-0.6%。轉(zhuǎn)光膜成為行業(yè)標(biāo)配，光伏電池效率又大幅提升1.5-2.0%。此外，0BB技術(shù)、銀包銅普及，更低的銀含量、薄片化成為行業(yè)的主旋律。

對(duì)于未來(lái)，沈文忠教授認(rèn)為異質(zhì)結(jié)技術(shù)的機(jī)會(huì)在于三個(gè)方面。其一，硅片上的降本。相比其他技術(shù)，異質(zhì)結(jié)硅片可以更薄。其二，0BB+銀包銅技術(shù)的推進(jìn)。其三，更低的碳足跡。低溫工藝的異質(zhì)結(jié)產(chǎn)品的碳足跡可以低至300kg eq 二氧化碳/kW，在產(chǎn)品出口方面，具有重大優(yōu)勢(shì)。

BC技術(shù)有利于做更高效的電池

“xBC技術(shù)最大優(yōu)勢(shì)是美觀，是分布式市場(chǎng)的應(yīng)用。”沈文忠教授對(duì)于xBC技術(shù)一語(yǔ)中的。在電池優(yōu)化過(guò)程當(dāng)中，xBC電池正面鈍化的優(yōu)化不受發(fā)射極的影響，所以正面跟背面的優(yōu)化可以各自單獨(dú)處理，因此非常有利于做更高效的電池技術(shù)。這是TOPCon電池或者其他的電池不具備的條件。

BC技術(shù)早在20年前就已經(jīng)誕生，其發(fā)展緩慢的原因在于其是獨(dú)家的孤獨(dú)的電池技術(shù)，缺少產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同。

2024年，產(chǎn)業(yè)界xBC技術(shù)經(jīng)歷了從懷疑到相信過(guò)程。沈文忠教授表示，目前有七八家企業(yè)在做xBC技術(shù)，預(yù)計(jì)2025年會(huì)有更多企業(yè)加入xBC陣營(yíng)。他總結(jié)為三點(diǎn)原因：其一，硅片技術(shù)的提升，成本的下降；其二，是激光工藝的運(yùn)用；其三，龍頭企業(yè)的引領(lǐng)。

沈文忠教授判斷：“TOPCon的紅利已經(jīng)過(guò)去了，xBC在未來(lái)兩三年內(nèi)，有十倍的增長(zhǎng)空間，從20GW做到兩三百GW不是太稀奇的事情！”

n型技術(shù)融合引領(lǐng)下一代光伏電池技術(shù)

近兩年來(lái)，行業(yè)提出THBC概念，也有企業(yè)稱作HTBC，不論名稱如何，實(shí)質(zhì)是TOPCon跟異質(zhì)結(jié)技術(shù)的融合。該技術(shù)正面全部用管式的PECVD來(lái)實(shí)現(xiàn)，背面n區(qū)可以用管式的PECVD來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于p+ poly鈍化性能比較差的問(wèn)題，用異質(zhì)結(jié)的非晶硅或者納米晶硅來(lái)代替。

沈文忠教授表示，該方案應(yīng)該是兩全其美的解決方案。目前已經(jīng)有企業(yè)進(jìn)入了中試階段，平均效率可以達(dá)到27%，結(jié)果非常好。他認(rèn)為，這種電池技術(shù)未來(lái)兩三年之內(nèi)會(huì)成為晶硅電池的終極方案，因?yàn)樗婢咝屎统杀镜奶厣?br />
晶硅電池效率達(dá)到28%之后，要進(jìn)一步突破30%，未來(lái)的必須走疊層電池的技術(shù)路線。對(duì)于鈣鈦礦薄膜電池而言，由于設(shè)備高昂、大面積效率提升困難等問(wèn)題，鈣鈦礦與晶硅疊層技術(shù)也是其必經(jīng)之路。

最后，沈文忠教授寄語(yǔ)行業(yè)：雙碳目標(biāo)指引下的光伏產(chǎn)業(yè)蓬勃生機(jī)！n型轉(zhuǎn)型驅(qū)動(dòng)下的光伏技術(shù)如虎添翼！激烈競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)下的光伏創(chuàng)新重中之重。 

原標(biāo)題：沈文忠：n型技術(shù)融合引領(lǐng)下一代光伏電池技術(shù)