隨著N型高效電池與P型電池的效率進一步拉大,HJT、TOPCon、XBC等N型產(chǎn)品的競爭力愈發(fā)凸顯,光伏行業(yè)開始加速邁向“N”型時代。與此同時,TOPCon電池因其高效率、高雙面率、低衰減等性能優(yōu)勢,相對成熟的設(shè)備及工藝優(yōu)勢,及兼容PERC產(chǎn)線、設(shè)備升級成本低等成本優(yōu)勢,在N型技術(shù)滲透率提升初期占得先機,成為當(dāng)前階段廣受市場認可的極具性價比的主流電池技術(shù)之一。
TOPCon的定義及原理
TOPCON(Tunnel Oxide Passivating Contact)中文名為隧穿氧化層鈍化接觸,是一種發(fā)源于2013年的先進N型硅片電池技術(shù)。TOPCon電池是以N型硅作為襯底的隧穿氧化物鈍化接觸太陽能電池。與PERC電池相比,它采用了具有優(yōu)異電荷傳輸特性的隧道氧化物(tunnel oxide)作為電池背面的電荷傳輸層,再沉積一層20nm左右的摻雜多晶硅薄層,形成背面鈍化接觸結(jié)構(gòu),可有效降低表面復(fù)合和金屬接觸復(fù)合,提高開壓,提高能量轉(zhuǎn)化效率。
技術(shù)迭代初期,TOPCon性價比優(yōu)勢凸顯
從性能層面來說,TOPCon具備以下優(yōu)勢:1)轉(zhuǎn)換效率高。得益于TOPCon電池獨特的鈍化接觸設(shè)計,其轉(zhuǎn)換效率極限高達28.7%,而目前TOPCon領(lǐng)先企業(yè)的電池量產(chǎn)效率已達到25.5%以上,相比主流PERC電池(目前量產(chǎn)轉(zhuǎn)化效率23.5%,理論極限24.5%)有顯著的提升。2)高雙面率。TOPCon雙面電池單瓦發(fā)電量高出雙面PERC電池約3%以上。在同樣的地面電站應(yīng)用場景下,會產(chǎn)生更高的發(fā)電量增益。3)低溫度系數(shù)。N型TOPCon組件的溫度系數(shù)低至-0.30%/℃,優(yōu)于P型組件的-0.35%/℃,在高溫環(huán)境下發(fā)電性能表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性。4)低衰減。摻磷的N型晶體硅中硼含量極低,基本上無硼氧復(fù)合,衰減率具有優(yōu)勢。愛康TOPCon組件首年衰減為1%,線性年度衰減為0.4%,相比 PERC 組件首年 2%、線性0.45%有大幅提升,可帶來全生命周期單瓦組件發(fā)電量增益。5)弱光表現(xiàn)優(yōu)勢。TOPCon電池同時兼顧對短波和長度的響應(yīng)度,在早晚及陰天等弱光下發(fā)電能力表現(xiàn)依然優(yōu)異。
從經(jīng)濟層面來說,TOPCon具備以下優(yōu)勢:1)與PERC電池制造工藝高度兼容,技術(shù)升級難度降低。TOPCon可在PERC工藝技術(shù)上進行延伸,只需要新增硼發(fā)射極的制備、生長隧穿氧化層、沉積多晶硅并對其進行摻雜、擴散后的清洗等四道工序,降低了技術(shù)升級的難度,加速了TOPCon技術(shù)的推廣。2)產(chǎn)線平滑轉(zhuǎn)換,設(shè)備投資成本低。新建TOPCon新線設(shè)備投資需2.0-2.5億元,HJT新線為3.5-4.0億元。而TOPCon與存量PERC產(chǎn)線具有較好的設(shè)備兼容性,只需新增硼擴散及多晶硅/非晶硅沉積的LPCVD / PECVD / PVD設(shè)備,設(shè)備投資額在0.5-0.7億元,避免了新設(shè)備的大規(guī)模投入和產(chǎn)線的大面積改造,因此經(jīng)濟性較高。3)TOPCon產(chǎn)品有很大的溢價空間。TOPCon組件相較PERC組件具有更高的單瓦發(fā)電量、更高的發(fā)電增益和更低的系統(tǒng)成本,因此帶來了較大的溢價空間。
TOPCon滲透率加速,產(chǎn)能迅速放量
TOPCon技術(shù)已逐步在市場中得到應(yīng)用,并表現(xiàn)出顯著的增長趨勢。根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會(CPIA)的統(tǒng)計,“TOPCon電池的市場占比由2021年的3%,提升至2022年的8.9%,2023年預(yù)計將達到21.1%?!睋?jù)PV InfoLink統(tǒng)計,2023年底TOPCon名義產(chǎn)能將有望超過600GW,組件出貨有望達到約120GW上下的水平,TOPCon 組件產(chǎn)品在2023年的市占比將在25-30%左右,24年有望成長至60%左右。
未來,隨著硅片薄片化、銀漿耗量降低、設(shè)備國產(chǎn)化進程推進,TOPCon成本將進一步降低,疊加SE激光摻雜、雙面POLY、疊層電池等提效方法,TOPCon效率和發(fā)電量將持續(xù)提升,為N型技術(shù)商業(yè)化大規(guī)模量產(chǎn)注入活力。
圖片來源:CPIA中國光伏行業(yè)協(xié)會
愛康布局TOPCon技術(shù),引領(lǐng)N型高效未來
近幾年,光伏全球市場需求旺盛,行業(yè)加速向N型升級。愛康憑借長期積累的技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢和生產(chǎn)制造經(jīng)驗,開始啟動“HJT+TOPCon”雙輪驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略,以異質(zhì)結(jié)高效電池及組件為核心,同步產(chǎn)業(yè)化布局TOPCon產(chǎn)線,率先領(lǐng)跑N型光伏主賽道。在TOPCon組件方面,愛康現(xiàn)有AK iTopper 4.0/5.0/6.0三個高效系列。
圖片來源:愛康A(chǔ)K iTopper系列高效TOPCon組件
愛康TOPCon雙玻組件的雙面率高達75-85%,背面可帶來7%-25%的發(fā)電增益,相比于P型組件有效增加了發(fā)電量。首年衰減1%,線性年度衰減為0.4%,可以保證25年不低于89.4%的發(fā)電量。特殊表面鈍化層為TOPCon帶來效率優(yōu)勢,愛康TOPCon組件最高轉(zhuǎn)換效率可達22.46%,且效率提升潛力大,可實現(xiàn)全生命周期內(nèi)更高的發(fā)電量輸出。
主動擁抱N型技術(shù),是順應(yīng)行業(yè)趨勢、響應(yīng)市場需求的應(yīng)有之義,也是各企業(yè)不斷創(chuàng)新突破、加速迭代升級的動力所趨,愛康將持續(xù)加大研發(fā)投入,推進光伏高效電池片技術(shù)降本增效步伐,助力N型產(chǎn)業(yè)化高質(zhì)量發(fā)展。
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