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TOPCon已經(jīng)率先邁入產(chǎn)業(yè)化道路，今年底電池產(chǎn)能達(dá)77 GW，同比增幅近七倍。

(資料圖)

在統(tǒng)領(lǐng)光伏江湖約五年后，PERC電池的效率提升達(dá)到瓶頸，開始有些力不從心了。

在它身后，下一代光伏技術(shù)逐漸崛起。目前看，最有望成為下一代技術(shù)統(tǒng)領(lǐng)者的是N型高效電池。

2021年，N型電池技術(shù)被頻繁提及，但更多停留在實(shí)驗(yàn)室效率層面。2022年，它走出了實(shí)驗(yàn)室，開啟了量產(chǎn)元年，電池效率有了更大的提升。

今年11月，隆基綠能自主研發(fā)的硅異質(zhì)結(jié)電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)26.81%，創(chuàng)造了目前全球硅基太陽能電池效率的最高紀(jì)錄。

一直以來，技術(shù)迭代是推動(dòng)光伏行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素，其動(dòng)力主要來自于降低度電成本。

據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2021年電池片占組件成本比重為50.1%。在2022年產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)格高企的背景下，光伏企業(yè)擁有更強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)力在電池技術(shù)上降本增效。

當(dāng)光伏行業(yè)進(jìn)入新的技術(shù)轉(zhuǎn)型關(guān)鍵期，企業(yè)們神經(jīng)緊繃，絲毫不敢輕視對(duì)新技術(shù)的布局。據(jù)《證券時(shí)報(bào)》報(bào)道，國內(nèi)電池N型產(chǎn)能規(guī)劃已超640 GW。這約是去年中國光伏電池在產(chǎn)產(chǎn)能的1.83倍。

N型電池啟幕

光伏技術(shù)路線主要包括晶硅、薄膜等。當(dāng)下主流的技術(shù)路線為晶硅。根據(jù)硅片環(huán)節(jié)長晶工藝的不同，可分為單晶硅和多晶硅兩大門派；根據(jù)電池中的硅片摻雜工藝差異，晶硅電池則可為P型電池和N型電池。

P型電池主要指BSF電池和PERC電池。“2014-2015年前，光伏電池技術(shù)以BSF為主，無論是單晶或多晶電池，背面均用鋁背場鈍化。當(dāng)時(shí)多晶因較高的性價(jià)比，占據(jù)了九成以上的市場?！熬О目萍籍a(chǎn)品技術(shù)部總監(jiān)湯坤向界面新聞介紹。

2015年后，PERC電池發(fā)展起來。PERC電池的背面不只是鋁背場鈍化，同時(shí)主要采用了氧化鋁加氮化硅的鈍化方式，有效避免了此前的一些技術(shù)缺陷。

2015年開始，國家能源局實(shí)施光伏“領(lǐng)跑者”計(jì)劃，加速了PERC電池的產(chǎn)業(yè)化量產(chǎn)。

“自此，憑借單晶在轉(zhuǎn)換效率和生產(chǎn)成本等方面的優(yōu)勢(shì)，PERC電池成為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)度電成本快速下降最有效的技術(shù)?！睖け硎荆撕髢赡?，整個(gè)市場逐步轉(zhuǎn)向PERC技術(shù)。截至2021年，PERC電池產(chǎn)品在全球市場的比例超過約85%。

一不愿意具名的業(yè)內(nèi)人士對(duì)界面新聞稱，目前PERC電池不至于落伍，但預(yù)估最多三年左右，將很難與更高效電池競爭。隨著N型電池的迭代，業(yè)內(nèi)在P型電池上投入的精力也更少，不利于支撐其長遠(yuǎn)發(fā)展。

今年7月，天合光能（688599.SH）光伏科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室宣布，其自主研發(fā)的210 mm×210 mm高效PERC電池最高效率達(dá)24.5%，創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。

據(jù)界面新聞了解，這已近乎是P型電池效率的極限。

相較之下，N型電池具有諸多優(yōu)點(diǎn)，包括轉(zhuǎn)換效率高、雙面率高、溫度系數(shù)低、無光衰、弱光效應(yīng)好、載流子壽命更長等。

N型電池技術(shù)可細(xì)分為異質(zhì)結(jié)（HJT）、TOPCon、IBC等技術(shù)類型，目前，國內(nèi)光伏電池制造商多選擇TOPCon或異質(zhì)結(jié)技術(shù)追求量產(chǎn)。

N型TOPCon電池的理論效率可達(dá)28.7%，異質(zhì)結(jié)電池理論效率可達(dá)27.5%。

今年N型電池產(chǎn)能快速擴(kuò)張。以TOPCon電池為例，據(jù)SMM統(tǒng)計(jì)，2022年底該電池產(chǎn)能達(dá)77.4 GW，同比增幅近七倍，主要分別在江蘇、安徽、浙江，分別占比42.76%、31.01%、19.38%。

隨著量產(chǎn)產(chǎn)線的投產(chǎn)，N型電池在2022年具備了性價(jià)比。

普樂新能源科技（徐州）有限公司總經(jīng)理歐文凱曾對(duì)界面新聞稱，目前P型PERC電池生產(chǎn)成本約0.7-0.9元/W，預(yù)計(jì)N型電池將在三年內(nèi)實(shí)現(xiàn)“本壘打”，即量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率達(dá)24.5%以上、生產(chǎn)成本低于PERC電池。

TOPCon暫時(shí)領(lǐng)先

作為N型電池的細(xì)分技術(shù)， TOPCon陣營在今年率先開啟大規(guī)模量產(chǎn)。沐邦高科、皇氏集團(tuán)等多家跨界公司入局光伏電池制造時(shí)，也紛紛選擇了TOPCon技術(shù)路線。

TOPCon電池全名為隧穿氧化層鈍化接觸電池，2013年由德國Frauhofer研究所提出。2015年，F(xiàn)rauhofer研究所研發(fā)出效率25.1%的新一代TOPCon電池。

目前國內(nèi)光伏廠商中，布局了TOPCon電池技術(shù)的包括晶科能源、中來股份、隆基綠能、鈞達(dá)股份、晶澳科技等。

中信證券認(rèn)為，TOPCon是目前產(chǎn)業(yè)化較快的新技術(shù)路線選擇。

一方面，TOPCon電池28.7%的理論效率遠(yuǎn)超P型電池，目前量產(chǎn)及最高效率已分別超24.5%和25%，且擁有低衰減、高雙面率等優(yōu)點(diǎn)，在終端電站的發(fā)電增益效果明顯。

另一方面，TOPCon與現(xiàn)有PERC產(chǎn)線兼容，單GW改造成本在0.5億元左右。在大規(guī)模PERC產(chǎn)線設(shè)備資產(chǎn)折舊計(jì)提的壓力下，龍頭企業(yè)采用TOPCon技術(shù)，通過升級(jí)改造拉長設(shè)備使用周期，在提效降本方面的優(yōu)勢(shì)更加明顯。

據(jù)SMM預(yù)計(jì)，2023年底，TOPCon電池產(chǎn)能將達(dá)305.9 GW，其中年新增產(chǎn)能將達(dá)228.5 GW，新增產(chǎn)能主要集中在江蘇、安徽、浙江以及山西。

在各家公司爭先量產(chǎn)TOPCon電池的階段，晶科能源因出手較早搶占了先機(jī)。目前，該公司一期16 GW的TOPCon電池產(chǎn)能已建成滿產(chǎn)，二期產(chǎn)能陸續(xù)投產(chǎn)中，包括合肥二期8 GW、尖山二期11 GW。

晶科能源今年TOPCon電池和組件的業(yè)務(wù)量，將約占其總業(yè)務(wù)量的四分之一，計(jì)劃明年占比將達(dá)50%以上。

晶科能源副總裁錢晶此前在接受界面新聞采訪時(shí)表示，該公司會(huì)堅(jiān)持N型TOPCon技術(shù)的發(fā)展，直至完成理論極限。未來會(huì)考慮TOPCon疊加鈣鈦礦技術(shù)的研發(fā)，這種模式可以將電池理論效率推升至35%以上。

湯坤稱，未來2-3年內(nèi)，晶澳科技也將以TOPCon電池技術(shù)為主要努力方向。

他表示，相較于PERC電池，TOPCon電池的非硅成本仍偏高一些，但其提效降本手段較為明確，一是如何把正反表面鈍化做的更高且節(jié)省成本，二是可以使用SE或細(xì)柵疊加工藝，短期內(nèi)非硅成本有望和PERC持平。

“TOPCon的各技術(shù)路線博弈越來越清晰，產(chǎn)品產(chǎn)能將逐步釋放?！甭』G能集中式業(yè)務(wù)中心高級(jí)經(jīng)理方剛也對(duì)界面新聞稱，預(yù)計(jì)2023年下半年會(huì)繼續(xù)擴(kuò)大產(chǎn)品影響力，加入白熱化產(chǎn)品競爭序列中，全年出貨占比將達(dá)25%上下。

技術(shù)博弈仍激烈

TOPCon能夠快速量產(chǎn)，很大程度是因?yàn)槠涑杀菊紦?jù)優(yōu)勢(shì)，但這并不代表異質(zhì)結(jié)技術(shù)路線就此失去競爭力。

“異質(zhì)結(jié)有三方面優(yōu)勢(shì)。一是提效降本的路線同樣清晰，多家公司都在研究制備，只是不確定產(chǎn)業(yè)化能否走通以及何時(shí)走通，這取決于技術(shù)進(jìn)步情況。二是資本市場比較看好，愿意提供資金支持；三是異質(zhì)結(jié)和鈣鈦礦疊加更為合適，也更有潛力，所以該技術(shù)有發(fā)展存在的道理。”湯坤稱。

目前國內(nèi)廠商中，多數(shù)光伏企業(yè)同時(shí)對(duì)異質(zhì)結(jié)技術(shù)有所儲(chǔ)備。諸如寶馨科技、乾景園林等跨界企業(yè)，也押注了該技術(shù)。

solarzoom光伏太陽能網(wǎng)預(yù)計(jì)，2022年隆基綠能、愛康科技、東方日升、明陽智能等企業(yè)在建或待建異質(zhì)結(jié)產(chǎn)能約28 GW。

12月24日，東方日升宣布“700Wp＋異質(zhì)結(jié)伏曦”組件正式量產(chǎn)，組件效率超22.5%。該公司規(guī)劃，伏曦組件電池和組件產(chǎn)能在2023年上半年達(dá)5 GW，2023年下半年達(dá)15 GW。

方剛認(rèn)為，未來異質(zhì)結(jié)技術(shù)產(chǎn)品會(huì)因成本劣勢(shì)，被TOPCon和PERC產(chǎn)品壓制。但異質(zhì)結(jié)電池對(duì)高溫的不敏感性，讓其在類似中東非等高溫干燥區(qū)域，仍可獲得較大的市場，預(yù)計(jì)其2023年出貨量排在第三，較多晶硅和薄膜電池組件稍高。

也有觀點(diǎn)認(rèn)為，若論長期路線發(fā)展，異質(zhì)結(jié)技術(shù)更優(yōu)，因?yàn)樵摷夹g(shù)的起步效率更高，如果生產(chǎn)成本、原材料需求問題能得到解決，未來會(huì)有很強(qiáng)的競爭力。

除異質(zhì)結(jié)和TOPCon外，還有多種新技術(shù)也在發(fā)力。

今年11月，行業(yè)龍頭隆基綠能推出了基于HPBC電池技術(shù)的全新組件Hi-MO 6系列產(chǎn)品。HPBC是P型TOPCon技術(shù)以及IBC技術(shù)的融合結(jié)果，優(yōu)勢(shì)是美觀，可與自然和建筑美學(xué)相結(jié)合，更適合分布式應(yīng)用場景。

跳出晶硅的限制，鈣鈦礦作為第三代光伏電池，也得到越來越多人的關(guān)注。

湯坤認(rèn)為，目前勢(shì)頭正盛的N型TOPCon、HJT、IBC等技術(shù)，未來將滿足不同的市場和客戶需求共存。雖然TOPCon將成為主流，但不代表它會(huì)一統(tǒng)江湖。各企業(yè)應(yīng)在各自選擇的電池技術(shù)路線上，不停地去研發(fā)和更新。

他指出，在“一強(qiáng)多大”的局面下，未來技術(shù)還將相互融合，例如，TOPCon融合BC類技術(shù)，形成TBC技術(shù)；HJT融合BC類技術(shù)，成為HBC技術(shù)。

“最終會(huì)出現(xiàn)一種結(jié)合了幾種電池技術(shù)優(yōu)勢(shì)的綜合性技術(shù)，屆時(shí)才有一統(tǒng)江湖的可能?！睖しQ。

當(dāng)前正值站在電池技術(shù)變革期，企業(yè)對(duì)技術(shù)路線的選擇變得尤為關(guān)鍵。湯坤將電池技術(shù)創(chuàng)新視為產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的發(fā)動(dòng)機(jī)。

“公司都想走對(duì)技術(shù)路線，未來會(huì)不惜在研發(fā)、資金、人才等方面進(jìn)行大量投入?！睖しQ，不同技術(shù)的產(chǎn)線，設(shè)備配置、材料類別以及供應(yīng)鏈完全不同，一旦實(shí)施產(chǎn)業(yè)化，資金投入更大，因此公司在路線選擇上需要謹(jǐn)慎。