8月16日，由中國光伏行業(yè)協(xié)會牽頭發(fā)起的2024 TOPCon太陽能電池技術(shù)發(fā)展趨勢研討會在上海召開，天合光能戰(zhàn)略、產(chǎn)品與市場負責(zé)人張映斌博士應(yīng)邀出席并發(fā)表《為什么未來5年內(nèi)TOPCon是主流》主題演講。張映斌提出了以下核心觀點：
- 主流電池技術(shù)迭代的核心是鈍化技術(shù)不是電極優(yōu)化；
- TOPCon 5年內(nèi)市占率遠超50%，其主流地位已得到InfoLink、集邦和中國光伏行業(yè)協(xié)會等權(quán)威第三方發(fā)布數(shù)據(jù)的印證；
- TOPCon高雙面率和優(yōu)異的低輻照性能帶來了更高的發(fā)電量，在全球70%以上的應(yīng)用場景具有絕對優(yōu)勢；
- TOPCon 2.0時代到來，天合光能TOPCon電池效率將提升1%以上和組件功率至少再升30W；
- 5年后將進入疊層時代，TOPCon+鈣鈦礦疊層生命力仍然強勁，將持續(xù)引領(lǐng)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
當(dāng)天，行業(yè)其他四家頭部CTO出席圓桌會議，他們的觀點也與張映斌的觀點不謀而合。
TOPCon產(chǎn)品性能優(yōu)異，綜合發(fā)電量增益高達3.2%
始終以客戶價值為中心，TOPCon產(chǎn)品憑借更高的發(fā)電量構(gòu)筑堅實的價值基石，與高可靠性鑄就更高的客戶價值。
張映斌表示，TOPCon為正背雙面接觸結(jié)構(gòu)，XBC為交叉指狀背接觸結(jié)構(gòu)。XBC結(jié)構(gòu)決定了其正面無遮擋，背面遮擋率和Poly Si寄生吸收卻遠高于TOPCon。因此XBC電池背面效率遠低于TOPCon。根據(jù)雙面率公式：雙面率=電池背面效率/正面效率可知，TOPCon雙面率高于XBC，并且通過理論推算及實際測試得出，二者雙面率差值約15%。雙面率越高，在雙面場景下單瓦發(fā)電能力越強。通過模擬不同地面反射率情況下TOPCon與XBC發(fā)電量差異，可見5%—30%的地面反射率對應(yīng)TOPCon單瓦發(fā)電能力增益為0.4%—1.09%。地面反射率越高，單瓦發(fā)電能力差異越大。
TOPCon因其低輻照優(yōu)勢，單瓦發(fā)電能力高于BC。TOPCon電池潛在漏電通道分布在電池四周，漏電風(fēng)險低，并聯(lián)電阻大。而XBC把正面電極引到了背面，無形之中增加了很多潛在漏電通道?；谀壳坝焉淘O(shè)計，在背面，正負電極柵線有200多對以上，所以XBC的漏電通道相比TOPCon多了很多。同時XBC工藝控制難，導(dǎo)致其漏電流水平不僅普遍高且離散度非常大。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，當(dāng)在電池在反偏12V的測試條件下，TOPCon電池漏電流平均約為0.05安培，而BC電池平均漏電流是2.5安培，是TOPCon的50倍之多；不僅如此，由于BC電池的漏電流離散度非常大，很多電池的漏電水平遠超2.5安培。而漏電流越大，意味著并聯(lián)電阻越小。根據(jù)理論推導(dǎo)和模擬推演，可知電池并聯(lián)電阻越小，低輻照性能越差。XBC低并聯(lián)電阻特性導(dǎo)致其低輻照性能相比TOPCon低了約5%。
另外，眾所周知，光伏組件大部分時間都是在低于1000W/m2的輻照度下工作，因此低輻照性能越優(yōu)，組件單瓦發(fā)電能力越高。根據(jù)青海輻照情況下模擬二者發(fā)電能力差異，結(jié)果顯示由于低輻照優(yōu)勢，TOPCon比XBC單瓦發(fā)電能力提升約1%；而基于常州實證進一步證明了優(yōu)異的低輻照性能可帶來更高的TOPCOn發(fā)電能力增益。從數(shù)據(jù)顯示，在早上7—8點時，TOPCon 相比TBC高了6.9%；晚上在18—19點時，相對增益高達8.3%—8.4%。在目前消納受限的情況下，早晚電價相對高，因此早晚低輻照發(fā)電效率越高，帶來的電力價值越大。
TOPCon具備高雙面率和低輻照性能雙重優(yōu)勢，據(jù)常州地面電站實測數(shù)據(jù)顯示，TOPCon相對于TBC單瓦綜合發(fā)電增益高達3.2%。
天合光能TOPCon產(chǎn)品的高可靠性和高發(fā)電量已得到多方認可。在可靠性方面，天合光能至尊N型TOPCon產(chǎn)品在鑒衡UV300測試中表現(xiàn)優(yōu)異，衰減率低至1.6%；6月天合光能TOPCon產(chǎn)品的UVID后的衰減率在RETC所有的受測組件中最低。此前，天合光能產(chǎn)品曾連續(xù)多月蟬聯(lián)PV Magazine n型雙面產(chǎn)品戶外發(fā)電量排行榜第一。
TOPCon客戶價值卓越，在全球70%以上的市場具有絕對優(yōu)勢
據(jù)張映斌介紹，未來5年，全球雙面組件市場占比超過70%。在全球雙面場景下， TOPCon的高雙面率及較優(yōu)的低輻照性能雙重優(yōu)勢帶來的綜合價值遠高于XBC低BOS和低溫度系數(shù)帶來的綜合價值。TOPCon不僅單瓦發(fā)電能力比XBC高1.87—3.53%，綜合客戶價值也高于XBC 0.06—0.15元/W，因而TOPCon在全球70%以上的市場具有絕對優(yōu)勢。
而在全球單面場景下，在低輻照地區(qū)，TOPCon自身的低輻照價值仍大于XBC低BOS和低溫度系數(shù)帶來的價值，其綜合客戶價值比XBC高約0.088元/W—0.14元/W。XBC只有在高輻照且高BOS的場景下，才具有相對更高的綜合客戶價值。預(yù)計在2029年，XBC市占率僅為10%左右，屬于相對小眾市場。全球典型地區(qū)低輻照時長占比超90%，因此，TOPCon產(chǎn)品低輻照帶來的發(fā)電優(yōu)勢在全球絕大部分地區(qū)都將得到充分發(fā)揮。
行業(yè)產(chǎn)能充沛+投資收益導(dǎo)向，TOPCon 2.0時代進一步穩(wěn)固其主流地位
根據(jù)中國光伏協(xié)會的樂觀預(yù)測，未來到2028年，全球裝機容量為561GW，但實際的組件需求約為674GW，而電池的需求約700GW左右。據(jù)InfoLink數(shù)據(jù)，目前TOPCon、BC、異質(zhì)結(jié)、PERC的總產(chǎn)能大概是1400GW，而到2028年TOPCon產(chǎn)能將達983GW，即使PERC產(chǎn)能全部退出，先進產(chǎn)能的供需比依然高達2倍以上，遠超1.1倍的供需平衡線，因此電池環(huán)節(jié)將長期保持產(chǎn)能相對過剩的狀態(tài)，行業(yè)內(nèi)各企業(yè)沒有新擴產(chǎn)能必要性和驅(qū)動力，TOPCon產(chǎn)能保持主流供給地位。
光伏電站本質(zhì)上是投資收益導(dǎo)向型的產(chǎn)品，投資收益屬性非常強。根據(jù)調(diào)研以及友商公布數(shù)據(jù)來看，單GW投資XBC要比TOPCon高1億/GW以上，制造成本大概至少要高8分錢到1毛錢每瓦?？紤]到隨著未來技術(shù)的發(fā)展，成本都有可能繼續(xù)下降，XBC與TOPCon二者成本差異可能會降低到5分/瓦或3—4分/瓦左右就比較困難了。由于XBC有一些剛性的成本無法完全消除，包括更高折舊、更厚的硅片、更多銀漿、相對低良率及特殊組件封裝等。根據(jù)測算，XBC即使在全球高價值市場（高輻照&高BOS），客戶價值大約4分錢左右。鑒于有客戶愿意為了美學(xué)買單，初期溢價大概0.1￥/W，基本可以覆額外成本增加。但隨著時間的推移，這個溢價一定會減少。TOPCon相對PERC去年的溢價至少有1毛錢或7、8分錢每瓦，但是現(xiàn)在只有1—2分錢/W，甚至持平。因此隨著時間的推移，BC的溢價無法一直維持。即使假設(shè)未來溢價還能有5—6分/W，在這樣的情況下，XBC的投資至少需要6年回本，不算是非常有吸引力的投資，同時也意味著現(xiàn)在新投XBC的投資至少要到2031年才能回本，那時候光伏行業(yè)可能已進入鈣鈦礦疊層時代了。因此XBC投資回報缺乏足夠吸引力和動力，TOPCon的主流供給地位仍然穩(wěn)固。
未來：TOPCon+鈣鈦礦疊層，持續(xù)強勁
從光伏行業(yè)過去10多年主流電池技術(shù)迭代歷史不難發(fā)現(xiàn)，主流電池技術(shù)迭代的核心是鈍化技術(shù)。
在過去十幾年的發(fā)展，無論是PERC替代BSF，還是TOPCon替代PERC，光伏技術(shù)迭代的核心都是來自于鈍化，要么來自于體鈍化，要么來自于背面鈍化，要么來自于正面鈍化。在主流電池技術(shù)迭代過程中電極結(jié)構(gòu)也在持續(xù)不斷優(yōu)化，主柵線從2BB到5BB、MBB、0BB；副柵線從50根到200根，但從來沒有人認為5BB迭代了多晶，也沒有人會說MBB迭代了PERC。XBC從本質(zhì)來說是電極的極致優(yōu)化：主柵變?yōu)?，副柵也變?yōu)?。在未來0BB+更多的副柵線可能更加適配鈣鈦礦疊層, 行業(yè)有些企業(yè)說BC是終極技術(shù)，是電池終極發(fā)展方向還是需要謹慎些。
張映斌表示，未來正背接觸晶體硅單極電池的發(fā)展趨勢是疊層。在鈣鈦礦疊層時代， TOPCon跟鈣鈦礦結(jié)合未來有望突破30%的電池效率。在疊層時代，TOPCon等兩面電極接觸結(jié)構(gòu)電池更適合與鈣鈦礦等形成疊層，而XBC+鈣鈦礦疊層需要非常復(fù)雜的3T電路設(shè)計，三端子疊層很難進行工業(yè)化應(yīng)用，不利于整個行業(yè)持續(xù)降本增效。
TOPCon憑借高雙面率和低輻照性能帶來了更高的發(fā)電量，與其具備的更高可靠性成就更優(yōu)異的客戶價值，牢牢守住其5年內(nèi)的主流地位。天合光能作為n型技術(shù)的先行者和推動者，堅持不斷創(chuàng)新。未來，隨著雙面全鈍化接觸、抑制光學(xué)寄生吸收及超細柵線等技術(shù)的導(dǎo)入應(yīng)用，TOPCon 2.0登場，預(yù)計天合光能電池效率提升1.0%以上，組件功率提升30W以上。疊層時代，TOPCon+鈣鈦礦疊層生命力仍然強勁，將持續(xù)引領(lǐng)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的新趨勢。
