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。
来源:InfoLink Consulting
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。
来源:InfoLink Consulting
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。