P轉N型節點已至，光伏革命大幕拉開
光伏產業網訊
發布日期：2021-10-22
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P轉N型節點已至，光伏革命大幕拉開
效率、良率、成本，N型電池提效降本空間更大的優勢體現;近期原材料飛漲更會加速向N型轉型，P型產線轉向N型電池的關鍵時點已經到來。
為什么要做N型?
首先，為什么要做N型，組件演變發展的趨勢，簡而言之無非是功率的爬升，追根溯源還是與電池片的效率直接掛鉤。目前來講，晶科的單晶PERC電池23.38%的轉換效率已經逐漸逼近其本身的效率極限(24.5%)，在此基礎上再做功率大突破只能從電池片尺寸和組件版型下手，這無疑會給運維成本，支架逆變器匹配性帶來巨大的壓力。而N型TOPCon電池，效率極限遠高于PERC電池(28.2%~28.7%)。N型電池除了具有轉換效率高、還具有雙面率高、溫度系數低、無光衰、弱光效應好、載流子壽命更長等優點。從長期來看具有絕對的性價比優勢。可以說，N型技術的興起是未來必然的趨勢。
目前，N型電池技術主要有TOPCon，HJT以及IBC三類。晶科能源副總裁錢晶出席近日第二屆“一帶一路”能源部長會議期間，在“下一代領先光伏技術如何促進一帶一路能源轉型”的議題中，就效率、成本及工藝等多個角度對這三種工藝做個對比：
1)從效率角度看，TOPCon電池的極限理論效率達到28.7%，高于HJT的27.5%和PERC的24.5%。而從目前量產效率看，晶科最新的TOPCon世界紀錄效率達到25.4%，批量產線效率超過24%，即使這樣距極限效率仍有一定差距，效率提升的空間還很大;
2)從工藝角度看，TOPCon與HJT實現功率提升的方式都是通過鈍化，不過前者通過隧穿氧化層，HJT通過沉積非晶硅薄膜方式。TOPCon需要在PERC產線上增加擴散、刻蝕及沉積設備改造，成本增加幅度小;而HJT電池工藝最簡單、步驟最少(核心工藝4到7步)，但基本全部替換掉PERC產線，
3)從成本角度看，工藝的不同帶來的直接結果就是2.4~4億元/GW的設備成本提升。銀漿消耗量的差距，基于目前的數據來看，HJT電池的銀漿消耗量是TOPCon的兩倍左右，且這個倍率在短期內不會被拉平。工藝的差別，從而導致兩者商業化成本的差值(約0.3￥/W)，隨著銀漿成本上漲，可能0.3元人民幣/瓦的差值還不止。
關鍵時點已經到來
錢晶認為P型產線轉向N型電池的關鍵時點已經到來。N型電池提效降本空間更大的優勢便體現出來，近期的原材料飛漲更會加速向N型轉型。其中TOPCon是最具性價比的路線，電池轉換效率極限較高，設備成本低，量產提速空間更大。
而對于新興資本和新進入者更偏向投資HJT，錢晶認為這是偽命題的理論，難道光伏是那么沒有制造經驗和工藝門檻的嗎，難道新設備拉近車間就能生產出好產品的嗎?沒有累積經驗的新資本、新玩家是需要更長時間和更曲折學習曲線才能實現理論上的優勢，而那個時候TOPCon的優勢又何至于今天已經達到的水平。
TOPCon電池技術，即隧穿氧化層鈍化接觸技術。由于PERC電池金屬電極仍與硅襯底直接接觸，金屬與半導體的接觸界面由于功函數失配會產生能帶彎曲，并產生大量的少子復合中心，對太陽電池的效率產生負面影響。因此，有學者提出電池設計方案中用薄膜將金屬與硅襯底隔離的方案減少少子復合，在電池背面制備一層超薄氧化硅，然后再沉積一層摻雜硅薄層，二者共同形成了鈍化接觸結構。超薄氧化層可以使多子電子隧穿進入多晶硅層同時阻擋少子空穴復合，進而電子在多晶硅層橫向傳輸被金屬收集，極大地降低金屬接觸復合電流，提升了電池的開路電壓和短路電流，從而提升電池轉化效率。
TOPCon的發展歷史其實并不長，由德國Fraunhofer研究所的Frank Feldmann博士在2013年于28th EU-PVSEC首次提出TOPCon的電池概念。此后，經過一系列科研院所的積極研發推進技術工藝的逐步成熟和理論轉換效率提升，TOPCon電池的極限理論效率達到28.7%，高于HJT的27.5%和PERC的24.5%。而目前晶硅電池產業化平均效率低于實驗室效率2個百分點左右，TOPCon電池產業化效率有更高的提升空間。N型TOPCon電池轉換效率較行業有近0.5%以上的優勢。
從量產效率提升明顯，2021年產業化發展提速。目前TOPCon量產的情況看，平均量產效率主要在24.5%，最高效率達到25%，包括晶科等在內的主流電池廠商2021年的規劃產能已經達15GW。目前單晶硅片商業化尺寸TOPCon電池效率首次突破25.4%，創下最新的世界紀錄。
為什么要做N型?
首先，為什么要做N型，組件演變發展的趨勢，簡而言之無非是功率的爬升，追根溯源還是與電池片的效率直接掛鉤。目前來講，晶科的單晶PERC電池23.38%的轉換效率已經逐漸逼近其本身的效率極限(24.5%)，在此基礎上再做功率大突破只能從電池片尺寸和組件版型下手，這無疑會給運維成本，支架逆變器匹配性帶來巨大的壓力。而N型TOPCon電池，效率極限遠高于PERC電池(28.2%~28.7%)。N型電池除了具有轉換效率高、還具有雙面率高、溫度系數低、無光衰、弱光效應好、載流子壽命更長等優點。從長期來看具有絕對的性價比優勢。可以說，N型技術的興起是未來必然的趨勢。
目前，N型電池技術主要有TOPCon，HJT以及IBC三類。晶科能源副總裁錢晶出席近日第二屆“一帶一路”能源部長會議期間，在“下一代領先光伏技術如何促進一帶一路能源轉型”的議題中，就效率、成本及工藝等多個角度對這三種工藝做個對比：
1)從效率角度看，TOPCon電池的極限理論效率達到28.7%，高于HJT的27.5%和PERC的24.5%。而從目前量產效率看，晶科最新的TOPCon世界紀錄效率達到25.4%，批量產線效率超過24%，即使這樣距極限效率仍有一定差距，效率提升的空間還很大;
2)從工藝角度看，TOPCon與HJT實現功率提升的方式都是通過鈍化，不過前者通過隧穿氧化層，HJT通過沉積非晶硅薄膜方式。TOPCon需要在PERC產線上增加擴散、刻蝕及沉積設備改造，成本增加幅度小;而HJT電池工藝最簡單、步驟最少(核心工藝4到7步)，但基本全部替換掉PERC產線，
3)從成本角度看，工藝的不同帶來的直接結果就是2.4~4億元/GW的設備成本提升。銀漿消耗量的差距，基于目前的數據來看，HJT電池的銀漿消耗量是TOPCon的兩倍左右，且這個倍率在短期內不會被拉平。工藝的差別，從而導致兩者商業化成本的差值(約0.3￥/W)，隨著銀漿成本上漲，可能0.3元人民幣/瓦的差值還不止。
關鍵時點已經到來
錢晶認為P型產線轉向N型電池的關鍵時點已經到來。N型電池提效降本空間更大的優勢便體現出來，近期的原材料飛漲更會加速向N型轉型。其中TOPCon是最具性價比的路線，電池轉換效率極限較高，設備成本低，量產提速空間更大。
而對于新興資本和新進入者更偏向投資HJT，錢晶認為這是偽命題的理論，難道光伏是那么沒有制造經驗和工藝門檻的嗎，難道新設備拉近車間就能生產出好產品的嗎?沒有累積經驗的新資本、新玩家是需要更長時間和更曲折學習曲線才能實現理論上的優勢，而那個時候TOPCon的優勢又何至于今天已經達到的水平。
TOPCon電池技術，即隧穿氧化層鈍化接觸技術。由于PERC電池金屬電極仍與硅襯底直接接觸，金屬與半導體的接觸界面由于功函數失配會產生能帶彎曲，并產生大量的少子復合中心，對太陽電池的效率產生負面影響。因此，有學者提出電池設計方案中用薄膜將金屬與硅襯底隔離的方案減少少子復合，在電池背面制備一層超薄氧化硅，然后再沉積一層摻雜硅薄層，二者共同形成了鈍化接觸結構。超薄氧化層可以使多子電子隧穿進入多晶硅層同時阻擋少子空穴復合，進而電子在多晶硅層橫向傳輸被金屬收集，極大地降低金屬接觸復合電流，提升了電池的開路電壓和短路電流，從而提升電池轉化效率。
TOPCon的發展歷史其實并不長，由德國Fraunhofer研究所的Frank Feldmann博士在2013年于28th EU-PVSEC首次提出TOPCon的電池概念。此后，經過一系列科研院所的積極研發推進技術工藝的逐步成熟和理論轉換效率提升，TOPCon電池的極限理論效率達到28.7%，高于HJT的27.5%和PERC的24.5%。而目前晶硅電池產業化平均效率低于實驗室效率2個百分點左右，TOPCon電池產業化效率有更高的提升空間。N型TOPCon電池轉換效率較行業有近0.5%以上的優勢。
從量產效率提升明顯，2021年產業化發展提速。目前TOPCon量產的情況看，平均量產效率主要在24.5%，最高效率達到25%，包括晶科等在內的主流電池廠商2021年的規劃產能已經達15GW。目前單晶硅片商業化尺寸TOPCon電池效率首次突破25.4%，創下最新的世界紀錄。