電池片的技術(shù)進(jìn)步,是光伏各環(huán)節(jié)技術(shù)迭代中影響最大的方向,隨著P型PERC電池在性能上接近理論極限后,N型電池逐漸受到業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注,產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不斷加速。實(shí)際上,光伏行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步從未停止,從多晶到單晶,從早期的BSF電池到當(dāng)前的PERC電池,似乎每一次技術(shù)變革最終都會(huì)影響產(chǎn)業(yè)格局。
當(dāng)前按照產(chǎn)業(yè)成熟度劃分,技術(shù)路線(xiàn)可以大致劃分為:(1)PERC成熟路線(xiàn)、(2)TOPCon、HJT等導(dǎo)入期路線(xiàn)、(3)IBC、鈣鈦礦等前沿方案。當(dāng)前PERC電池量產(chǎn)效率接近理論極限24.5%,降本進(jìn)程趨緩,新的技術(shù)路線(xiàn)TOPCon逐漸開(kāi)始得到產(chǎn)業(yè)認(rèn)可。
基礎(chǔ)架構(gòu)角度,N型TOPCon與P型PERC相比,主要變化體現(xiàn)在兩點(diǎn)。其一,襯底由P型更換為N型,對(duì)金屬污染寬容度更高。其二,在背面結(jié)構(gòu)中,增加隧穿氧化層SiOx,再沉積一層摻雜多晶硅n poly Si,形成背面鈍化接觸結(jié)構(gòu),提供良好的化學(xué)鈍化性能。
眾所周知,投資中需要回避不斷重置固定資產(chǎn)的商業(yè)模式,而從產(chǎn)線(xiàn)與工藝角度,盡管TOPCon作為新的技術(shù),但卻能更好的兼容PERC產(chǎn)線(xiàn)工藝。從硅料/硅片環(huán)節(jié)看,TOPCon采用N型襯底,對(duì)硅料純度要求較P型更高,目前硅料企業(yè)新產(chǎn)線(xiàn)基本滿(mǎn)足N型需求。N型硅片拉晶過(guò)程要求部分輔材雜質(zhì)含量更低,切片厚度與PERC大體一致,總體上在上游硅料、硅片重資產(chǎn)環(huán)節(jié)不涉及設(shè)備更替。從電池制備環(huán)節(jié)看,工藝路線(xiàn)差異主要體現(xiàn)在多晶硅生長(zhǎng)和氧化層的制備上。
TOPCon相比PERC增加/替換的主要設(shè)備為B擴(kuò)散、隧穿氧化層以及Si沉積設(shè)備,其余環(huán)節(jié)基本與PERC產(chǎn)線(xiàn)兼容。從組件制備環(huán)節(jié)看,TOPCon通常配合SMBB減少銀漿用量,此時(shí)要求串焊機(jī)做相應(yīng)調(diào)整。綜合來(lái)說(shuō),TOPCon與現(xiàn)有PERC工藝大部分較為接近。
對(duì)于光伏組件來(lái)說(shuō),經(jīng)濟(jì)性的高低直接決定了新能源運(yùn)營(yíng)商的采購(gòu)意愿。TOPCon組件較PERC提供5-6%的功率增量,并且首年衰減、弱光表現(xiàn)表現(xiàn)更佳,全生命周期發(fā)電量較PERC提升4-5%。當(dāng)前實(shí)際的PERC產(chǎn)線(xiàn)投資額已經(jīng)下降至1.5億/GW,而TOPCon產(chǎn)線(xiàn)投資額也下降至2億/GW。
盡管TOPCon相較于PERC在成本端新增銀耗和設(shè)備折舊成本合計(jì)大概0.06-0.1元/W,但效率增益帶來(lái)的組件溢價(jià)可以補(bǔ)償組件成本的增加,根據(jù)招標(biāo)數(shù)據(jù),TOPCon組件較同版型PERC電池高出0.1-0.14元/W。并且,從長(zhǎng)期看,TOPCon組件成本隨著規(guī)模效應(yīng)的提升仍然具備下降空間。
目前TOPCon技術(shù)仍然處于推廣期,在材料選擇、漿料適配、鈍化層厚度等參數(shù)上,不同企業(yè)仍然存在較大差異,這直接導(dǎo)致了個(gè)別企業(yè)在量產(chǎn)效率、成本控制上能力的不同。因?yàn)門(mén)OPCon是在原有的PERC基礎(chǔ)上增加部分工序,電池企業(yè)前期的know-how積累更加深入,一道新能、中來(lái)光電、晶科能源等提前布局TOPCon并率先量產(chǎn)的企業(yè),將會(huì)具備先發(fā)優(yōu)勢(shì)。
原標(biāo)題:TOPCon——產(chǎn)業(yè)化初期的光伏技術(shù)