n型TOPCon，東風(fēng)漸起
每一種太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)都有其自身能到達(dá)的效率極限，因此光伏技術(shù)迭代是歷史的必然，就像我們經(jīng)歷的PERC電池已經(jīng)替代鋁背場(chǎng)（BSF）電池一樣。p型PERC（Passivated Emitter and Rear Cell，鈍化發(fā)射極和背面電池）量產(chǎn)效率越來(lái)越逼近其理論極限值，雖有大廠號(hào)稱今年底PERC量產(chǎn)效率可達(dá)24%。但是這對(duì)于迫切需要最大限度降低度電成本的光伏行業(yè)來(lái)說(shuō)，仍顯太慢。這給n型TOPCon帶來(lái)前所未有的發(fā)展機(jī)遇。據(jù)行業(yè)專家預(yù)計(jì)，2022年，n型TOPCon將迎來(lái)高光時(shí)刻。
n型TOPCon何以接棒？一道新能CTO宋登元博士介紹，晶硅電池的理論極限效率為29.4%，TOPCon（隧穿氧化層鈍化接觸，Tunnel Oxide Passivated Contact）電池理論極限效率為28.7%，是最接近晶硅電池理論極限效率的技術(shù)，效率提升潛力巨大。中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)CPIA年度報(bào)告指出，2018年以來(lái)TOPCon電池效率提升2.5個(gè)百分點(diǎn)，同期PERC提效幅度為1.3個(gè)百分點(diǎn)，PERC電池在周期中后段接近理論極限，提效進(jìn)程明顯不及TOPCon。n型TOPCon光伏電池更高的效率和功率更能滿足快速發(fā)展的光伏市場(chǎng)。
TOPCon電池結(jié)構(gòu)（來(lái)源：一道新能）
TOPCon工藝已經(jīng)成熟
中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)CPIA數(shù)據(jù)顯示，2021年P(guān)ERC產(chǎn)線投資額約1.94億/GW，TOPCon產(chǎn)線為2.2億/GW，兩者已經(jīng)非常接近。新上PERC產(chǎn)線一般都預(yù)留了TOPCon升級(jí)空間。業(yè)內(nèi)人士介紹，每GWPERC升級(jí)TOPCon工藝路線的設(shè)備成本在5-6千萬(wàn)左右。
從電池制備環(huán)節(jié)看，TOPCon相比PERC增加/替換的主要設(shè)備為B擴(kuò)散、隧穿氧化層及poly Si沉積設(shè)備，其余環(huán)節(jié)基本與PERC產(chǎn)線兼容。光伏設(shè)備專家介紹，老舊PERC產(chǎn)能改擴(kuò)建TOPCon，可采用管式LPCVD+磷擴(kuò)；或者PECVD原位摻雜技術(shù)路線。近兩年新建大尺寸PERC 產(chǎn)線，一般預(yù)留TOPCon空間，可采用PECVD/PVD原位摻雜技術(shù)路線。
據(jù)一道新能介紹，目前TOPCon電池工藝的難點(diǎn)在于減薄多晶硅層厚度和提升摻雜濃度，以提升鈍化效果和增加長(zhǎng)波長(zhǎng)光譜響應(yīng)。同時(shí)，在保證效率的同時(shí)將工藝窗口做大、保證量產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性，是當(dāng)前量產(chǎn)最大的挑戰(zhàn)。一道新能持續(xù)進(jìn)行LPCVD設(shè)備優(yōu)化和工藝優(yōu)化，保證產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。通過(guò)工藝優(yōu)化和管控，控制超薄氧化層和多晶硅層的均勻性，優(yōu)化硼擴(kuò)散條件，控制硅片氧含量，一道新能n型電池良率可以達(dá)到與PERC相近的水平。
資料來(lái)源：光伏百科吳帥
一道新能CTO宋登元博士也特別指出， TOPCon可以兼容 PERC 產(chǎn)線設(shè)備和工藝，可以很好的運(yùn)用PERC技術(shù)積累、人才儲(chǔ)備和設(shè)備成熟的優(yōu)勢(shì)，只有全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同推動(dòng)TOPCon技術(shù)才能快速的發(fā)展。
n型TOPCon先行者
很多頭部企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始行動(dòng)，比如晶科能源、一道新能、天合光能，他們正把更多的精力投注在n型產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)上。
晶科能源表示，已投產(chǎn)的16GW大尺寸n型TOPCon產(chǎn)能爬坡順利；大尺寸TOPCon電池量產(chǎn)效率已經(jīng)超過(guò)24.6%，良率接近PERC水平。近日，晶科能源宣布其182 n型TOPCon轉(zhuǎn)化效率經(jīng)中國(guó)計(jì)量科學(xué)院第三方測(cè)試認(rèn)證，全面積電池轉(zhuǎn)化效率達(dá)到 25.7%。
一道新能介紹，其已建成6GW的n型產(chǎn)能， TOPCon產(chǎn)線的電池量產(chǎn)效率突破24.6%，實(shí)驗(yàn)室效率突破25.5%。按照擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃和建設(shè)進(jìn)度，預(yù)計(jì)今年底一道新能n型產(chǎn)能將達(dá)到20GW。值得一提的是，一道新能率先建立n型TOPCon產(chǎn)品報(bào)價(jià)體系。近日，中國(guó)n型高效光伏電池技術(shù)領(lǐng)軍人物宋登元博士正式加入一道新能，擔(dān)任首席技術(shù)官（CTO），在負(fù)責(zé)n型高效電池、組件的技術(shù)提升和生產(chǎn)工藝管理的同時(shí)，全面負(fù)責(zé)一道新能研發(fā)工作。宋登元博士的加盟，將進(jìn)一步鞏固一道新能在n型光伏技術(shù)領(lǐng)域的引領(lǐng)地位以及公司整體研發(fā)實(shí)力。
天合光能210大尺寸TOPCon中試線電池量產(chǎn)平均效率突破24.5%，量產(chǎn)線實(shí)驗(yàn)批次最高效率達(dá)到25%。天合光能在接受調(diào)研時(shí)表示，新增產(chǎn)能主要為基于210尺寸的高效能TOPCon電池組件產(chǎn)能。
統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2022年開(kāi)始TOPCon產(chǎn)能提升明顯，2022年底累計(jì)產(chǎn)能（含在建）有望超過(guò)50GW，2023年底將有望接近80GW。據(jù)此，宋登元博士表示，2022年是TOPCon技術(shù)元年。
n型TOPCon備受青睞
毫無(wú)疑問(wèn)，p型PERC仍是市場(chǎng)主流，但是具備衰減低、溫度系數(shù)高、弱光性好、雙面率高的n型TOPCon產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)始受到市場(chǎng)關(guān)注。招商證券游家訓(xùn)團(tuán)隊(duì)分析文章指出，TOPCon將在今明年開(kāi)始規(guī)模應(yīng)用，TOPCon仍然是稀缺的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)能，在技術(shù)變革的先發(fā)紅利期，優(yōu)勢(shì)企業(yè)將有較好的收益。業(yè)內(nèi)專家分析認(rèn)為，晶科能源、一道新能等n型企業(yè)將率先受益。
在上半年的招投標(biāo)項(xiàng)目中就可見(jiàn)一斑。今年3月份，華電公示2022年單晶組件采購(gòu)中標(biāo)候選人，1.5GW中標(biāo)組件為n型TOPCon產(chǎn)品。另外，中核匯能、國(guó)家電投4.5GW集采項(xiàng)目也設(shè)置了n型組件標(biāo)段。一道新能、晶澳科技、天合光能等企業(yè)積極參與投標(biāo)。
在國(guó)外，天合光能n型TOPCon也有著不錯(cuò)的收獲。繼與中東Al-Raebi公司簽n型組件訂單后，天合光能210+n型組件海外需求持續(xù)旺盛。日前，與山東電建三公司簽訂的44MW至尊n型690W系列組件訂單已經(jīng)開(kāi)始向目的地沙特朱拜勒市發(fā)貨。
p型PERC之后，n型TOPCon是一種更適合大規(guī)模生產(chǎn)的技術(shù)路線。一道新能CTO宋登元博士認(rèn)為，n型TOPCon在降低BOS成本與度電成本方面優(yōu)勢(shì)明顯，其在一定時(shí)間內(nèi)必將成為市場(chǎng)主流。
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