12月18日，由CREC組委會主辦，無錫新能源商會、國能能源研究院、光伏頭條承辦的“第二屆n型光伏電池組件技術交流會 ”在江蘇省無錫市太湖國際博覽中心成功舉辦。上海市太陽能學會名譽理事長、上海交通大學太陽能研究所所長、教授沈文忠應邀出席發(fā)表《光伏電池技術對比分析與發(fā)展趨勢思考》主旨報告。

沈教授詳細闡釋了TOPCon、SHJ、xBC三大技術的優(yōu)缺點、發(fā)展方向，并預判n型技術融合將引領下一代光伏電池技術。

上海市太陽能學會名譽理事長上海交通大學太陽能研究所所長、教授 沈文忠

晶硅電池技術引領光伏成為最便宜的能源

沈文忠教授表示，過去40年光伏電池發(fā)展歷程中，晶硅技術是絕對的主流。這期間，晶硅技術最低市占率仍達到70%，2023年晶硅電池市場份額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，毫無短板。人類一直想把度電成本做到1美分以下，這個目標估計未來幾年會在中國實現(xiàn)。

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

此外，人類掌握了晶硅電池高效化技術。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，近年來在不斷突破。電學性能的鈍化上面，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，甚至把柵線做到背面xBC的技術，都已經(jīng)做到了極致，形成了非常好的解決方案。

沈文忠教授認為，過去中國光伏20年發(fā)展歷程表明，人類在晶硅電池技術方面已經(jīng)得心應手。他對于光伏成為人類最便宜的能源非常有信心。

談及當前光伏電池技術，沈文忠表示，經(jīng)過幾年的發(fā)展，晶硅技術已經(jīng)全面進入n型時代。很幸運的是不論硅材料還是半導體材料只有p型和n型，產(chǎn)業(yè)化進入n型之后，就不會再回到p型了。因為n型效率更高。未來n型技術是一勞永逸的技術。當下，三大n型技術TOPCon、異質(zhì)結(jié)、xBC各有特點，而未來發(fā)展趨勢一定是n型技術的融合發(fā)展。

TOPCon技術：三大優(yōu)勢使其成為主流技術

TOPCon技術，最初由德國太陽能研究機構(gòu)Fraunhofer ISE在2014年提出。TOPCon技術的特點在于其與PERC產(chǎn)線兼容性好，可承受高溫過程900℃，且雙面率高達80-85%，具有較好的產(chǎn)業(yè)化前景。

近兩年來TOPCon技術迅速發(fā)展。沈文忠教授總結(jié)原因在于選擇性發(fā)射結(jié)合LECO技術的快速導入，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)的標配。今年下半年以來，TOPCon企業(yè)重點在做雙面的鈍化技術，其理論轉(zhuǎn)換效率可以超過28%。

憑借主流PERC電池打下的堅實基礎，成熟的國產(chǎn)化核心裝備以及完整的全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)，TOPCon技術成為了主流技術。2023年TOPCon技術發(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2-3年內(nèi)，TOPCon入庫轉(zhuǎn)換效率可達26%+。而一些TOPCon企業(yè)也抓住了技術發(fā)展良機，成為新一輪行業(yè)洗牌后的龍頭企業(yè)。

當然，TOPCon技術本身也暴露一些問題。沈文忠教授介紹了PID失效以及UVID衰減問題，此外他還提及TOPCon技術的測試效率與入庫效率差距偏大的問題。這些問題都需要不斷技術改進以及技術突破。

異質(zhì)結(jié)是晶硅電池的終極技術

對于異質(zhì)結(jié)技術，沈文忠教授表示，這是一個天然的雙面鈍化接觸技術，結(jié)構(gòu)對稱，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)技術應該是晶硅電池的終結(jié)技術。

從異質(zhì)結(jié)技術發(fā)展來看，中國光伏人非常聰明，把簡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，都做了相關的處理。這里面涉及到微晶的應用，包括分層處理以及TCO兩層處理方案。

但是，近年來異質(zhì)結(jié)技術發(fā)展速度較慢。最大原因是設備降本以及產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)構(gòu)建不及預期。

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

對于未來，沈文忠教授認為異質(zhì)結(jié)技術的機會在于三個方面。其一，硅片上的降本。相比其他技術，異質(zhì)結(jié)硅片可以更薄。其二，0BB+銀包銅技術的推進。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。

BC技術有利于做更高效的電池

“xBC技術最大優(yōu)勢是美觀，是分布式市場的應用。”沈文忠教授對于xBC技術一語中的。在電池優(yōu)化過程當中，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)化可以各自單獨處理，因此非常有利于做更高效的電池技術。這是TOPCon電池或者其他的電池不具備的條件。

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

2024年，產(chǎn)業(yè)界xBC技術經(jīng)歷了從懷疑到相信過程。沈文忠教授表示，目前有七八家企業(yè)在做xBC技術，預計2025年會有更多企業(yè)加入xBC陣營。他總結(jié)為三點原因：其一，硅片技術的提升，成本的下降；其二，是激光工藝的運用；其三，龍頭企業(yè)的引領。

沈文忠教授判斷：“TOPCon的紅利已經(jīng)過去了，xBC在未來兩三年內(nèi)，有十倍的增長空間，從20GW做到兩三百GW不是太稀奇的事情！”

n型技術融合引領下一代光伏電池技術

近兩年來，行業(yè)提出THBC概念，也有企業(yè)稱作HTBC，不論名稱如何，實質(zhì)是TOPCon跟異質(zhì)結(jié)技術的融合。該技術正面全部用管式的PECVD來實現(xiàn)，背面n區(qū)可以用管式的PECVD來實現(xiàn)。對于p+ poly鈍化性能比較差的問題，用異質(zhì)結(jié)的非晶硅或者納米晶硅來代替。

沈文忠教授表示，該方案應該是兩全其美的解決方案。目前已經(jīng)有企業(yè)進入了中試階段，平均效率可以達到27%，結(jié)果非常好。他認為，這種電池技術未來兩三年之內(nèi)會成為晶硅電池的終極方案，因為它兼具效率和成本的特色。

晶硅電池效率達到28%之后，要進一步突破30%，未來的必須走疊層電池的技術路線。對于鈣鈦礦薄膜電池而言，由于設備高昂、大面積效率提升困難等問題，鈣鈦礦與晶硅疊層技術也是其必經(jīng)之路。

最后，沈文忠教授寄語行業(yè)：雙碳目標指引下的光伏產(chǎn)業(yè)蓬勃生機！n型轉(zhuǎn)型驅(qū)動下的光伏技術如虎添翼！激烈競爭形勢下的光伏創(chuàng)新重中之重。

來源：光伏頭條