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。中國光伏行業(yè)協(xié)會CPIA年度報告指出,2018年以來TOPCon電池效率提升2.5個百分點,同期PERC提效幅度為1.3個百分點,PERC電池在周期中后段接近理論極限,提效進程明顯不及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。
TOPCon電池結(jié)構(gòu)(來源:一道新能)
TOPCon工藝已經(jīng)成熟
中國光伏行業(yè)協(xié)會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升級空間。業(yè)內(nèi)人士介紹,每GWPERC升級TOPCon工藝路線的設(shè)備成本在5-6千萬左右。
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)能改擴建TOPCon,可采用管式LPCVD+磷擴;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波長光譜響應(yīng)。同時,在保證效率的同時將工藝窗口做大、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)化硼擴散條件,控制硅片氧含量,一道新能n型電池良率可以達到與PERC相近的水平。
資料來源: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,可以很好的運用PERC技術(shù)積累、人才儲備和設(shè)備成熟的優(yōu)勢,只有全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同推動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)開始行動,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)中國計量科學(xué)院第三方測試認證,全面積電池轉(zhuǎn)化效率達到 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%,實驗室效率突破25.5%。按照擴產(chǎn)規(guī)劃和建設(shè)進度,預(yù)計今年底一道新能n型產(chǎn)能將達到20GW。值得一提的是,一道新能率先建立n型TOPCon產(chǎn)品報價體系。近日,中國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,全面負責(zé)一道新能研發(fā)工作。宋登元博士的加盟,將進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)線實驗批次最高效率達到25%。天合光能在接受調(diào)研時表示,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)計數(shù)據(jù)顯示,2022年開始TOPCon產(chǎn)能提升明顯,2022年底累計產(chǎn)能(含在建)有望超過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
毫無疑問,p型PERC仍是市場主流,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)開始受到市場關(guān)注。招商證券游家訓(xùn)團隊分析文章指出,TOPCon將在今明年開始規(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)勢企業(yè)將有較好的收益。業(yè)內(nèi)專家分析認為,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)項目中就可見一斑。今年3月份,華電公示2022年單晶組件采購中標(biāo)候選人,1.5GW中標(biāo)組件為n型TOPCon產(chǎn)品。另外,中核匯能、國家電投4.5GW集采項目也設(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)。
在國外,天合光能n型TOPCon也有著不錯的收獲。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宋登元博士認為,n型TOPCon在降低BOS成本與度電成本方面優(yōu)勢明顯,其在一定時間內(nèi)必將成為市場主流。
原標(biāo)題: n型TOPCon,東風(fēng)漸起