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近日，國務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)國家發(fā)展改革委、國家能源局關(guān)于促進(jìn)新時代新能源高質(zhì)量發(fā)展實(shí)施方案的通知。通知明確指出，要實(shí)現(xiàn)到2030年風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到12億千瓦以上的目標(biāo)，加快構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系。加快推進(jìn)以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)的大型風(fēng)電光伏基地建設(shè)。

大型風(fēng)電光伏基地建設(shè)為光伏產(chǎn)業(yè)帶來巨大機(jī)遇的同時，也對光伏行業(yè)提出更高要求。以沙漠、戈壁、荒漠為主的大基地項(xiàng)目氣候特點(diǎn)通常為光照時間長、氣溫高、地面反射率大、降水稀少、風(fēng)沙大等。

一道新能CTO宋登元博士介紹，n型TOPCon組件具有更高效率與可靠性、更高的雙面率、更優(yōu)的溫度系數(shù)、更好的弱光響應(yīng)能力以及零光衰的特性，在大基地項(xiàng)目中具備更強(qiáng)的競爭力。

TOPCon電池結(jié)構(gòu)堪稱完美

據(jù)宋登元博士介紹，與PERC、HJT、IBC等電池結(jié)構(gòu)都是實(shí)驗(yàn)室原創(chuàng)于上世紀(jì)80~90年代不同，TOPCon是2013年由德國Fraunhofer太陽能研究院首次提出的，是一種非常新的電池技術(shù)。

這種電池結(jié)構(gòu)基于全面積接觸鈍化原理，通過選擇能帶結(jié)構(gòu)匹配型功能材料，在Si界面直接形成對空穴較高勢壘，以及對電子較小的勢壘，形成最佳的載流子選擇性傳輸，同時電極不直接與Si襯底接觸，降低了金屬/Si的接觸損失，堪稱是目前為止硅電池最完美的電池結(jié)構(gòu)。計算標(biāo)明，TOPCon電池效率極限28.7%，最接近晶體硅太陽能電池理論極限效率29.43%。

n型襯底具備先天優(yōu)勢

TOPCon選用的n型襯底有諸多優(yōu)勢。相較PERC電池所使用的p型，n型硅片在相同金屬雜質(zhì)濃度下比p型硅片有更高的光電轉(zhuǎn)換效率。n型硅片對銅、鐵等金屬雜質(zhì)有較高的容忍度，少子壽命比p型硅片少子壽命高，沒有硼氧復(fù)合體帶來的光衰。

與p型單晶硅制備過程摻硼不同，n單晶硅的制備過程摻磷，拉晶工程沒有本質(zhì)的區(qū)別，都是非常成熟的半導(dǎo)體工藝。隨著n型單晶硅片生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和技術(shù)的進(jìn)步，兩者之間的生產(chǎn)成本將會越來越接近。

高效率兼具高可靠性

n型TOPCon電池效率高，一道新能量產(chǎn)效率達(dá)24.6%，實(shí)驗(yàn)室效率達(dá)25.5%，遠(yuǎn)高于p型PERC電池24.04%的最高效率。同尺寸的組件版型，n型組件比p型組件在單片組件上功率要高出15-20瓦，單位面積功率密度高出3.7%。

除了n型TOPCon具有高效率、高功率之外，n型TOPCon還具備很多優(yōu)勢。首先來說，n型產(chǎn)品雙面率高。一道新能介紹，n型電池組件雙面率高達(dá)80%以上，較常規(guī)p型高出15%。憑借高雙面率優(yōu)勢，較市場常規(guī)產(chǎn)品，n型TOPCon組件發(fā)電量提高 0.8% 以上。大基地項(xiàng)目，一般地域遼闊，無遮擋，地面為反射率較高的沙土地，反射率通常可達(dá)30%，大基地項(xiàng)目中使用具備高雙面率的n型組件發(fā)電增益更為明顯。

n型TOPCon還具備高可靠性。隆基綠能介紹其TOPCon（HPC）工藝無需背面激光開槽，在相同載荷條件下，理論上較BiPERC電池的應(yīng)力極值小7%，即TOPCon產(chǎn)品抗隱裂能力更強(qiáng)。大基地風(fēng)沙較大，環(huán)境惡劣，具備高可靠性得n型TOPCon無疑是最佳選擇。

零衰減甚至負(fù)衰減

宋登元博士介紹，相比p型電池，n型電池的LID和LeTID風(fēng)險大大降低。

據(jù)介紹，1973年H.Fischer等發(fā)現(xiàn)p型摻硼電池在光照下會發(fā)生明顯的電性能衰減。1997年J.Schmidt等證實(shí)硼摻雜電池出現(xiàn)光致衰減是由于光照或電流注入導(dǎo)致硅片中的硼和氧形成硼氧體復(fù)合中心，起到載流子陷阱的作用，從而使少子壽命降低，引起電池轉(zhuǎn)換效率下降。摻磷的n型晶體硅中硼含量極低，本質(zhì)上消除了硼氧復(fù)合體的影響，所以幾乎沒有光致衰減效應(yīng)的存在。

LeTID現(xiàn)象最先由K. Ramspeck等人于2012年在P型多晶PERC電池上發(fā)現(xiàn)。LeTID是光伏材料普遍存在的一種現(xiàn)象：摻鎵p型晶硅和n型晶硅都有關(guān)于這種現(xiàn)象的報道。

晶科能源介紹，其根本原因尚未明確，但目前學(xué)術(shù)界提供了兩種可能的理論解釋：（1）HID（氫誘導(dǎo)衰減），新南威爾士大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)將LeTID的原因更多地歸結(jié)于氫誘導(dǎo)。（2）鈍化衰減，尚未有人揭露其清晰的物理機(jī)制，但改善這一問題的可能方向還是采用低氫含量的薄膜層、控制電池制作過程中的溫度、開發(fā)與LID類似的LeTID恢復(fù)技術(shù)等?；趯?shí)驗(yàn)室條件，剛經(jīng)生產(chǎn)完畢的n型電池及組件都有“零衰減”甚至是“負(fù)衰減”等特性，晶科的數(shù)據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，針對n型TOPCon測試為-0.1%LID及-0.3%LeTID。


一道新能介紹，相較于傳統(tǒng)PERC組件來說，n型TOPCon功率質(zhì)保達(dá)到首衰1%，線性衰減0.4%的水平,保證30年后輸出功率不低于原始輸出功率的87.40% ，n型組件功率質(zhì)?？蛇_(dá)30年，無論從首年還是整個生命周期的發(fā)電量來看，都會有更加顯著的優(yōu)勢。

更低的工作溫度，弱光性優(yōu)異

n型TOPCon電池具備溫度系數(shù)低，更低的工作溫度。得益于n型TOPCon電池的高開路電壓，改善較高溫度下的發(fā)電性能，發(fā)電能力提升明顯。隆基綠能介紹，高轉(zhuǎn)換率也使得n型組件工作溫度有一定的降低。

一道新能介紹，組件的額定功率是在IEC標(biāo)準(zhǔn)測試條件下獲得的：測量溫度為25℃，光譜AM1.5，光強(qiáng)1000W/m2。但組件在實(shí)際戶外工作時，組件電池溫度會遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于25℃。以更接近實(shí)際條件的標(biāo)稱工作條件為例，組件電池實(shí)際溫度可高達(dá)45℃。n型組件的溫度系數(shù)為-0.31%/℃，p型組件的溫度系數(shù)為-0.35%/℃。標(biāo)稱條件下的組件電池溫度與實(shí)際戶外工作時的組件電池溫度差值可達(dá)20℃。

經(jīng)計算得出，n型組件的發(fā)電量損失為20℃*0.31%/℃=6.2%，p型組件的發(fā)電量損失為20℃*0.35%/℃=7%，由此可以得出，7%-6.2%=0.8%，在標(biāo)稱條件下，n型組件比P型組件發(fā)電量增益高約0.8%。大基地項(xiàng)目，日照時間長，溫度高，導(dǎo)致組件功率損失大，n型組件溫度系數(shù)低，極大的降低光伏系統(tǒng)在這些區(qū)域的發(fā)電功率損失，提升電站的發(fā)電能力和電站的整體收益率。

強(qiáng)光優(yōu)異，弱光更優(yōu)。n型組件弱光性優(yōu)異。得益于n型電池的高并聯(lián)電阻(＞3000Ω)，提高了早晚、陰雨等弱光條件下的發(fā)電性能。最后，由于n型基體材料高的少子壽命，n型晶硅組件在弱光下表現(xiàn)出比常規(guī)p型晶硅組件更優(yōu)異的發(fā)電特性。一道新能介紹，相同尺寸的n型組件和p型組件，在1000W/㎡的光照條件下，標(biāo)準(zhǔn)182硅片72片版型組件，正面分別產(chǎn)生560W和540W功率。以200W/㎡的光照條件為例，已知n型組件和p型組件的低輻照性能分別為98.5%和97%。

經(jīng)計算可得，n型組件正面功率為560*200/1000*98.5%=110.32W，p型組件正面功率為540*200/1000*97%=104.76W。根據(jù)公式計算（110.32-104.76）÷104.76×100%=5.3%，由此可以得出，n型組件在200W/㎡的弱光下，正面發(fā)電量增益比p型要高出約5.3%。同理，我們可以計算出背面發(fā)電量的增益。

更強(qiáng)發(fā)電能力


一道新能實(shí)證數(shù)據(jù)也顯示，n型TOPCon發(fā)電性能更強(qiáng)。在2020年11月采用n型雙面雙玻組件的青海格爾木烏圖美仁光伏項(xiàng)目，于2020年12月底并網(wǎng)，經(jīng)過一年多時間的運(yùn)行，一道新能n型高效組件的發(fā)電量優(yōu)勢很快凸顯了出來。

據(jù)了解，一道新能選取了兩個系統(tǒng)設(shè)計和安裝環(huán)境完全相同的組件陣列做對比（上圖所示），可以看出2021年一道n型雙面雙玻組件發(fā)電量比同等情況下的P型雙面雙玻組件分別高了6.8%和8.54%，發(fā)電性能優(yōu)異，大幅提升了光伏電站的營收和系統(tǒng)收益率。n型TOPCon產(chǎn)品價值已經(jīng)被光伏電站投資人認(rèn)可。

迎面而來的“大基地”時代，要推進(jìn)“碳中和”時代清潔能源不斷向前發(fā)展，助力我國3060目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，更高功率、更高可靠性、更具投資回報價值的光伏新產(chǎn)品成為了行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，光伏項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性轉(zhuǎn)型也成為了高效時代的大勢所趨。各家企業(yè)積極尋求技術(shù)上的創(chuàng)新與突破，光伏頭部企業(yè)正激烈角逐具備高效率和優(yōu)異性能且具備性價比的n型TOPCon技術(shù)路線。

隨著n型TOPCon組件產(chǎn)能布局的擴(kuò)大，n型產(chǎn)品價格進(jìn)一步下探，未來n型將加速滲透，n型組件將在大基地項(xiàng)目中發(fā)揮更大優(yōu)勢。 

原標(biāo)題：大基地機(jī)遇下，眾企為何激烈角逐n型TOPCon技術(shù)？