《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!

  • 原文来源:https://www.china5e.com/news/news-1174286-1.html
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    • 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。
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    • 月17日,华为全球分析师大会(2018HAS)在深圳举办。按理还是华为轮值董事长徐直军做开场演讲。徐直军透露华为将在今年发布人工智能发展战略和全场景的人工智能解决方案。 徐直军首先分享了刚刚发布的财报:华为实现全球销售收入6036亿元人民币,同比增长15.7%,净利润475亿元人民币,同比增长28.1%,华为现金流963亿人民币。徐直军表示三大业务中,运营商业务实现了低速的增长,但企业业务和消费者业务是这次财报的增长引擎。 对于研发投入,2017年华为研发费用达897亿元人民币,同比增长17.4%,近十年投入研发费用超过3940亿元。徐直军表示未来10年华为将会保持研发费用投入不低于收入15%的增长速度。 从个人、家庭、组织角度来看,已经看到了数字化、智能化带来的好处,也看到了不足。徐直军表示,现在全球对数字的利用率只有3%,真正使用人工智能的企业1%都不到。但我们相信到2025年将有86%的企业AI化。到2025年整个面向个人、家庭和组织还会有巨大的变化。 因此,华为确立了新的愿景和使命:将数字世界带给每个组织、每个家庭和每个个人。 对于现在热门的人工智能,徐直军表示去年华为给人工智能的定位是:一个使能技术。华为要将人工智能与华为现有的方案和产品融合起来,更好的提供给用户。经过一年时间探索,华为又形成了新的思考:通过将人工智能引入智能终端、云和网络,以此提供给客户的解决方案更有价值。 具体来说,在智能手机领域华为一直提要从智能手机走向智慧手机。华为还向开发者提供了新一代人工智能引擎HiAI,可以扩展应用程序功能,集成了多种AI功能,使应用程序更加智能和强大。 据徐直军透露,在今年上海全联接大会上,华为将正式发布人工智能发展战略和全场景的人工智能解决方案。