《InfoLink:TOPCon技术更具LCOE优势,未来5年都是主流》

  • 来源专题:能源情报网监测服务平台
  • 编译者: 郭楷模
  • 发布时间:2024-09-18
  • 2013年,TOPCon技术于由德国Fraunhofer系统性提出;2015年,天合光能对TOPCon电池结构进行重新设计,实现了这一超高效电池技术的产业化;2021年之后进入规模化应用阶段。2023年TOPCon电池组件市场占比约为23%。

    全球光伏行业的权威分析机构InfoLink近日表示,目前看来光伏电池的下一次技术迭代不会太快来临,TOPCon电池在未来5内将持续为市场上最主要的产品。根据InfoLink预测,2028年,TOPCon技术市占率将达到75%。在应用端,TOPCon技术在LCOE方面更具优势。

    技术+供应链优势TOPCon技术持续成为市场的主流选择

    InfoLink认为,TOPCon的未来市场来自于其技术优势和供应链的推动。

    随着激光辅助烧结技术的全面普及,TOPCon主流厂商的量产效率已经来到25%+的水平。InfoLink在报告中称:“得益于规模经济效应的发挥以及生产工艺的持续优化,其生产成本进一步下降,TOPCon技术持续为市场的主流选择;相比之下,HJT较高的生产成本仍是制约其大规模应用的主要因素。”

    其次,InfoLink认为,由于前几年市场需求的快速增长,各环节产能过度扩张。2024年全球光伏需求预计将落在470-530GW间,而当前硅料、硅片、电池、组件四大环节产能却都超过1100GW,在阶段性供需错配的背景下,技术的领先性仍是头部厂家为维持市场竞争力的关键因素之一。

    正是在这样的背景之下,InfoLink认为,光伏电池的下次技术迭代不会太快来临,TOPCon电池在未来5年内将持续成为市场上最主要的产品。


    LCOE更低“光伏江湖”地位更高

    InfoLink还指出,TOPCon电池由于其高转换效率和稳定性能,适合用于大规模地面电站,这些电站需要在广阔土地上实现最大化的能量输出,在每瓦度电成本(LCOE)中也相比其他技术更具优势。

    TOPCon技术的度电成本优势主要来自于低辐照优势及双面率优势。

    更高的双面率。TOPCon为正背双面接触结构,xBC为交叉指状背接触结构。xBC结构决定了其正面无遮挡,背面遮挡率和Poly Si寄生吸收却远高于TOPCon。通过理论推算及实际测试,TOPCon的双面率较xBC高15%。

    双面率越高,在双面场景下单瓦发电能力越强。通过模拟不同地面反射率情况下TOPCon与xBC发电量差异,可见5%—30%的地面反射率对应TOPCon单瓦发电能力增益为0.4%—1.09%。地面反射率越高,单瓦发电能力差异越大。

    更好的低辐照性能。BC的结构是把正面电极也引到了背面,无形之中增加了很多漏电通道,通过量化测试可以发现,TOPCon漏电流是0.05安培,xBC平均漏电流是2.5安培,是TOPCon的50倍之多。漏电流大,意味着并联电阻偏低,导致低辐照性能差。

    在全球双面场景下,TOPCon的综合客户价值高于XBC 0.06-0.15元/W;在全球单面场景下,在低辐照地区,TOPCon综合客户价值比XBC高约0.088元/W-0.14元/W。

    一道新能CTO宋登元博士表示,一道新能在2018年成立之初,就确定了TOPCon技术路线,就是因为看到了TOPCon优秀的LCOE表现。“光伏的本质是能源,能源的本质是电,度电成本更低的技术就可能成为老大。”

    山东省太阳能协会副会长张晓斌也透露,目前户用光伏市场的出资方以融资租赁公司为主体,更希望尽快回本,在产品选择更青睐行业主流品牌产品。“xBC的价格每瓦价格贵2、3分钱,尺寸还与统一规划的尺寸不匹配,造成在户用租赁市场的弱势。”

    TOPCon的未来创新空间还有哪些?

    谈及未来TOPCon的技术创新空间,晶科能源CTO金浩博士提出:“TOPCon电池做正面接触钝化,辅之以金属化浆料技术,会将持续减小电阻,提升效率。”天合光能副总裁陈奕峰博士表示:“未来肯定要把TOPCon做成双面TOPCon,双面钝化接触。同时,未来要关注光学方面增益,需要把更多光导入电池片。此外,需要减少TOPCon电池在半片切割环节的损失。”晶澳科技CTO欧阳子博士也认为:“随着新装备新材料的导入,电池结构和工艺的持续优化,TOPCon技术效率还在稳步提升。”宋登元博士则透露,一道新能正在研究在电池正面新的选择性载流子接触材料,配合不同的功函数,能够很好的选择空穴。

  • 原文来源:https://solar.in-en.com/html/solar-2444462.shtml
相关报告
  • 《放眼全场景应用,TOPCon技术是现在,更是未来!》

    • 来源专题:能源情报网监测服务平台
    • 编译者:郭楷模
    • 发布时间:2024-07-29
    • 伴随光伏行业对TOPCon技术的认识和潜力挖掘越来越深刻,TOPCon技术正在成为行业的绝对主流。 从大规模产业化距今一年半左右的时间,TOPCon技术无论从产能产量、制造成本、效率抬升还是全场景应用,乃至未来的远期潜力,都在持续颠覆业界初期的预估。 未来五年:唯一已知的客户价值“顶流” 市场是检验价值的唯一标准。据InfoLink光伏技术趋势报告,目前包括在建产能,TOPCon总体产能有望逼近900GW,足以满足未来五年绝大部分的市场需求;同时,该报告预测,未来五年基于TOPCon组件出货量预估的TOPCon技术市占率将保持在70%-80%左右。 相较另两大n型技术路线——BC及HJT,未来五年TOPCon独领风骚,在市场占有率上遥遥领先,绝不是一件令人感到意外的事情。 TOPCon、HJT和BC三大技术路线的理论效率基本都处于28.7-29.1%之间,但基于能够最大化兼容上一代技术的独有优势,TOPCon技术是当前产业化成熟度最高、电池配套技术和装备成熟度最高、产业协同效率最高、制造成本相对更低的技术。 同时,站在光伏系统成本角度考虑,相较于正负极都置于电池背面的BC技术路线,采用TOPCon技术的双面组件产品,其正面功率虽稍有逊色,但背面功率要高的多。双面组件销售向来以正面功率算价格,背面功率算“赠送”,这无疑让TOPCon产品更具竞争优势。 因而能够看到,当下凡是有能力将TOPCon技术产业化的企业,无一不在做相应产品,即使是BC技术路线的拥趸隆基绿能和爱旭股份,也都设有不小的TOPCon产能。可以说,TOPCon技术就是目前组件客户价值的唯一代表。 绝对主流:巨量潜力持续引领行业 在TOPCon技术大规模产业化初期,行业对该技术的预期是未来五年的绝对主流。但如今,基于TOPCon技术在降本增效上的飞速进展,以及行业对TOPCon技术优势的认识加深,越来越多的观点认为该技术将不止引领未来五年。 以TOPCon技术的领导者之一晶澳科技为例,2022年下半年,晶澳公布的基于TOPCon技术的BYCIUM电池量产效率为25%。如今一年半时间过去,晶澳的BYCIUM电池已经迭代至第五代,量产效率已超过26.5%,实验室第三方认证效率更是达到了26.7%,提升超过1.5个百分点,此种效率的突破不可谓不大。 有行业技术专家表示,在背面激光图形、边缘钝化等技术的优化之下,预计今年底,TOPCon电池量产效率可接近或达到27%,2025年必定突破27%。鉴于TOPCon技术具备超过28%的理论效率,该技术无疑还有更大的效率挖潜空间。与此同时,在TOPCon技术大规模产业化的一年半时间里,TOPCon产品的制造成本也在大幅下降,质价比愈发突出。未来伴随采用超细栅线、新型印刷、银包铜浆料、电镀铜等新型技术,TOPCon技术在降本方面的挖潜空间同样显著。 值得一提的是,虽然TOPCon技术产业化极为成熟,但实现TOPCon规模化量产的门槛绝对不低。站在工艺角度而言,TOPCon电池工艺流程更多,制程控制难度更大,从已公布的产线数据来看,各家TOPCon产线的效率、良率离散性极大,很多企业投产多时上量爬坡依旧缓慢,真正能够发挥TOPCon产业成熟优势,建立竞争力的企业并没有多少。 然而,正是这些具有TOPCon产业化高度竞争力的企业,如今已经发掘到TOPCon技术的远期潜力,即可以使TOPCon不止引领未来五年市场潮流的突破口。 如有头部企业提出,相较于BC,TOPCon更适合作为叠层电池的底电池,TOPCon+钙钛矿叠层电池技术,未来的产业化效率将超过30%。在远期尺度下,TOPCon技术有可能最早引领行业进入“30%+”效率时代。 同时,当前围绕光伏行业的另一大发展焦点“全场景应用解决方案”,已有诸多企业开始对TOPCon技术进行挖掘,并取得了重要成果。基于全场景应用的巨大潜力,TOPCon技术持续引领客户价值的无限前景已然更加清晰。 无限前景:TOPCon与全场景应用解决方案 对于光伏行业而言,光电转换效率每提升1%都至关重要,电池组件企业为了追求这1%,可谓“肝脑涂地”,非常不易。但另一方面,若站在整个光伏系统角度来看,无论转换效率如何提升,系统的能量效率始终只有80%左右,还有20%的巨大浪费。 同时,随着光伏装机的增加,市场对于细分场景解决方案的需求也在上涨,以及当今全球各地极端天气频频发生,各种极限状况都可能遇到,此种复杂性,已不是单一组件解决方案能够应对的。 在此背景下,如果想真正将组件所有性能数据充分发挥,挽回20%系统能量效率的浪费,并保证全生命周期的稳健可靠,就必须不断丰富组件解决方案,建立全场景应用能力,这已成为光伏行业提升客户价值的另一大重要方向。 因此可以看到,无论是资深光伏龙头晶澳科技,还是n型时代下冉冉升起的“新星”一道新能源等企业,都在专注于全场景应用解决方案的研发。而这些企业无一例外都选择了TOPCon技术产品作为价值锚点。 今年7月,在温州召开的一场重量级光伏行业会议中,晶澳科技不惜花费大量篇幅,全方位分享了旗下全场景应用解决方案的最新进展与成果。其针对海洋、湿热、高原、极寒、沙漠、屋顶等不同应用场景,针对性总结了不同应用痛点,并围绕旗下基于TOPCon技术的n型旗舰组件DeepBlue 4.0 Pro,通过分别优化组件BOM,推出了不同组件解决方案。 如针对海上应用场景,晶澳科技基于该场景高盐雾、高温高湿、强紫外、强风海浪等环境特点,升级了高耐候双层镀膜玻璃(正面)、镀膜玻璃(背面)、防水接线盒、防水连接器、聚氨酯边框、高耐候封装材料等,极大增强了组件对盐雾、湿热、PID、机械载荷等负面因素的抵抗能力。 再如屋顶应用场景,市场从未推出过一款兼顾轻量化、高发电、高可靠、易运维的组件解决方案,但晶澳科技叠加先进单玻技术以及专利研发的防积灰边框,推出了针对屋顶场景的解决方案。该方案既规避了单玻组件被水汽侵入腐蚀的问题,又解决了组件积灰所带来的一系列问题,大幅增加可靠性,降低了业主的运维成本,成就又一大组件解决方案。 此外,针对其他特殊场景,晶澳科技也推出了行之有效的解决方案,并且已经得到了大量实证测试数据与机构认证。 能够取得这样的成果,一方面当然有赖于晶澳科技的龙头实力,但另一方面,也基于TOPCon技术量产时间早、产业化成熟的优势。此种优势是其他技术路线所不具备的,这给予了晶澳科技不断增强、完善、验证旗下全场景解决方案的产业协同能力与操作时间。 与此同时,全场景应用解决方案对组件会有非常多的改进,势必将增加组件成本以及工艺难度,唯有TOPCon技术,可以凭借其他技术路线难以企及的高质价比与产业成熟度,从而实现这一切。可以说,TOPCon技术与全场景应用解决方案,互相成就了彼此的未来。 结语 纵观光伏行业波澜壮阔的发展史,其中每一次技术路线的交锋与更迭,都基于对未来客户价值的深刻洞察与勇毅探索。 就此而言,无论站在组件本身角度,追求性能数据的不断提升;还是站在整个系统价值角度,通过全场景应用解决方案,追求80%系统能量效率的持续突破,TOPCon技术都具备极佳的战略性。 在全行业的共同努力下,TOPCon技术将不仅是现在,更是未来!
  • 《逐鹿主流TOPCon技术,晶科争做顶流》

    • 来源专题:能源情报网监测服务平台
    • 编译者:郭楷模
    • 发布时间:2024-07-11
    • 近日,为进一步加强光伏制造行业管理,促进行业高质量发展,工业和信息化部电子信息司修订形成《光伏制造行业规范条件(2024年本)》(以下简称“2024年本规范条件”)、《光伏制造行业规范公告管理办法(2024年本)》(以下简称“2024年本公告管理办法”)(征求意见稿),并公开向社会征求意见。 征集意见稿中,2024年本规范条件在2021年本基础上对多处数据方面进行了修订,删除了原有条件中的对新建和改扩建多晶硅制造项目的资本金比例要求,并将新建和改扩建光伏制造项目的最低资本金比例从原来的20%提升为30%。就这一调整,晶科能源全球副总裁钱晶接受媒体采访时表示,任何行业要实现健康可持续的发展,适度的政策引导是有必要的。一旦有明确政策出台,就说明调控进入激活程序,是利好消息。当前,就光伏产业而言,仍寄期望通过新增规模来缩短距离的,能脱颖而出的机率不大。 除上述调整外,2024年本规范条件中,就光伏行业的工艺技术方面,相比2021年本,无论是对现有光伏制造企业及项目产品,还是对新建和改扩建企业及项目产品,都提高了多晶硅电池、单晶硅电池的光电转换效率标准及组件的光电转换效率标准。事实上,这也再度引起了市场及行业对于光伏技术的关注。思索当前光伏行业的主流技术为何是TOPCon,及如何看待关于明年即有新技术的成本可低过TOPCon的说法时,钱晶则表示,TOPCon是不是主流已经没什么可讨论的。如何争做TOPCon里的顶流,保持比别人的TOPCon提效速度快半年,才是晶科要做的正经事。 此外,成本方面,钱晶也表示,在不更换辅料前提下,目前TOPCon的规模优势、产业链优势及高良率优势仍持续显现,当下即抱有“现在比不上明年就比得上”思维的,属实欠逻辑。当然如果选择更换材料,比如将银换成铜来做栅线,那另当别论。至于制成后组件的可靠性如何?前述这种做法行业在很早前就有尝试,但就是可靠性存疑,未得到普及。直到目前,这一做法也尚未经历实际项目的检验。 再有,当行业其他技术新起时,TOPCon也不会等待。相反,由于TOPCon积累的制造经验和Know how更多,在不牺牲产品可靠性的前提下,只会以更快的步伐实现降本增效。这于专注于TOPCon技术研发的厂家而言,反而给了一剂强心剂。目前,晶科能源掌握TOPCon最核心的330项技术专利,可以说是,专利无忧。而这也是晶科坚持TOPCon的原因之一。 讲及TOPCon成本优势,晶科能源前段时间成功斩获了全球最大、位于沙特Neom绿氢项目的组件供货合同。据悉,该项目有望创下全球最低绿氢价格。在谈及原因时,钱晶表示,光伏制氢成本70%取决于光伏电价,而同一条件下度电成本完全取决于用什么组件。沙特Neom1GW绿氢项目悉数选用了晶科TOPCon组件。面对项目安装地非常典型的强紫外辐射、高温、多风沙地理环境特点,客户经过各种严苛的可靠性测试比较,坚定选择Tiger Neo,也足以佐证TOPCon的成本优势。 对于BC,钱晶指出BC技术是一个平台技术,电池的结构是相同的,但是电极的构成方式有所区别。IBC是一种较为纯粹的单面电池技术,可以与P型、N型、钙钛矿等多种技术叠加,比如与N型HJT技术的叠加被称为“HBC”电池,而基于P型的叠加有时则被称为“HPBC”电池。还有一种是TBC(Tunneling oxide passivated contact Back Contact,隧道氧化物钝化接触背接触)。其实都可以做,但增加了工艺和产业化难度,增加了成本,可效果一样,甚至要大大牺牲双面率这么重要的性能,那折算回LCOE,就没有价值了。总之,就是个平衡问题。 此外,也有行业物流专家透露,BC电池的运输在包装上可能需要特殊加固,其原因就在于BC产品将栅线集中于背面,应力拉扯电池片,导致弯曲,封装后应力也无法释放,考虑生产后的良率,以及运输途中从出货至项目地的良率,所以需要加固。 谈及下一步的技术发展储备,钱晶认为TOPCon叠层电池通过优化背面的氧化物和多晶硅薄膜层,显著降低了电荷复合损失,提高了单结晶硅电池的效率。这种优化也使得TOPCon技术在设计与工艺上更容易适应叠层电池的需求,因为TOPCON和叠层电池都涉及多层次的光电转换。 其次,叠层电池的设计需要精细地考虑电气隔离和不同层之间的互连问题。每一层都经过优化,以吸收太阳光谱的特定部分。这通常涉及到复杂的隧道结或不同半导体材料之间的复合层结构,而这些并不是BC电池设计范式和生产工艺的一部分。简单来讲,要让叠层电池效率发挥极致,就是要让每层都尽量简单,而不是更复杂。已经够复杂、图形复杂的BC背面再叠一个,只能事倍功半。 “光伏属性是投资品,能源本质是成本。”对TOPCon技术降本保持充分自信之余,钱晶对于行业重点关注的差异化可带来大幅度溢价也发表了个人看法,并认为,不能转换成客户价值的差异不仅意义不大,而且会限制客户的选择自由和增加购买成本,以及供应风险。至于大幅度溢价,行业愿望很好,而这也是晶科能源的愿望。 这也解释了TOPCon横扫地面市场后,在欧洲分销市场产生的新趋势——都要求用54片双面双玻TOPCon组件。钱晶提出:第一,分销市场场景不仅是传统屋顶,还有车棚、阳光房、透光屋顶,下部分有透光,需要高双面率产品。TOPCon不会限制自身的应用场景,同一技术、同一版型,可以实现全应用场景的使用。分销客户可以减少库存种类,提高周转率。第二,TOPCon组件的高双面率优势,是额外为业主带来附加收益的优势。仅仅购买正面功率,就能额外获得80%的背面功率。