日前，在GSS全球太陽能電池與設(shè)備技術(shù)研討會上，上海交通大學(xué)太陽能研究所沈文忠教授做了主題為“晶硅電池產(chǎn)業(yè)化趨勢：TOPCon vs HJT ”的報告。沈文忠全面剖析了TOPCon、異質(zhì)結(jié)的優(yōu)劣，并對兩者的未來發(fā)展之路做了研判。


沈文忠率先與大家分享了光伏行業(yè)的新形勢，其認(rèn)為主要體現(xiàn)在四方面：光伏行業(yè)從2019年進(jìn)入大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)期，與“雙碳”目標(biāo)大戰(zhàn)略相契合，光伏行業(yè)發(fā)展前景看好；行業(yè)集中度越來越高，產(chǎn)業(yè)垂直一體化重現(xiàn)；硅料、EVA、逆變器等供貨緊張，幾近全產(chǎn)業(yè)鏈漲價；行業(yè)技術(shù)革新加快，諸如硅片的大尺寸、薄片化趨勢，N型電池TOPCon、異質(zhì)結(jié)的發(fā)展，硅料方面顆粒硅的發(fā)展，人工智能在制造端、系統(tǒng)端的運(yùn)用。

在電池發(fā)展方面，沈文忠介紹，2021年底PERC電池平均量產(chǎn)效率或達(dá)到23.5%，后續(xù)按照電池效率每年提高0.6%計算，在2030年將要達(dá)到30%左右，而此已達(dá)到PERC電池上限。因此，載流子的選擇性傳輸成為電池高效化的必然選擇。在三種方案中，PERC電池技術(shù)由于重?fù)皆?，無法避免俄歇復(fù)合、SRH 復(fù)合和自由載流子復(fù)合損失，并不能滿足需求，而TOPCon、異質(zhì)結(jié)可以同步保證接觸區(qū)域復(fù)合電流密度和接觸電阻最小化，形成最佳的電子選擇性傳輸。

沈文忠認(rèn)為，TOPCon結(jié)構(gòu)可承受高溫過程，使其兼容高溫金屬化工藝，具有較好的產(chǎn)業(yè)化前景。但是TOPCon在技術(shù)路線上面的選擇遲遲沒有確定，阻礙了TOPCon的發(fā)展。

異質(zhì)結(jié)電池采用鈍化接觸結(jié)構(gòu)，其在獲得極低的復(fù)合電流密度的同時兼顧了相對可接受的接觸電阻。由于開路電壓和接觸區(qū)域復(fù)合電流密度具有直接對應(yīng)關(guān)系，隨著鈍化接觸結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化，開路電壓越來越高，異質(zhì)結(jié)電池目前已獲得了最高750mV的開路電壓和超過25%的轉(zhuǎn)換效率。

對于TOPCon與異質(zhì)結(jié)的對比，沈文忠分析TOPCon技術(shù)與現(xiàn)有PERC兼容性較好，擁有超過100GWp升級機(jī)會，并且其國產(chǎn)化裝備性價比也較有競爭力。其缺點是背面電子選擇性鈍化接觸、高溫工藝、不利于薄片化。異質(zhì)結(jié)則選擇正背面鈍化接觸、低溫工藝、發(fā)展空間大，雖然異質(zhì)結(jié)技術(shù)兼容下一代更高效電池技術(shù)，但設(shè)備的高投資為目前最大障礙。

對于硅片薄片化的趨勢，“硅片薄片化對于組件價格有立竿見影的作用，硅片每減薄20mm價格可下降10%+，對應(yīng)組件價格降低8分+/Wp。 ”沈文忠認(rèn)為，目前，受電池效率、碎片率的影響，薄片化發(fā)展相對停滯，市占率很低，但硅片廠商在新形勢下，對硅片薄片化的追求較為迫切。異質(zhì)結(jié)電池效率不隨硅片厚度的減薄而降低，使薄片化成為可能。

制約異質(zhì)結(jié)電池技術(shù)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的因素，沈文忠認(rèn)為與技術(shù)成熟度、設(shè)備投資成本、重要輔材價格、市場接受程度等相關(guān)。在設(shè)備投資成本方面，沈文忠講到現(xiàn)階段1GW異質(zhì)結(jié)設(shè)備投資成本在4億左右，PERC電池設(shè)備投資成本在1.5億-2億，TOPCon電池設(shè)備投資成本在2億-2.5億，將異質(zhì)結(jié)電池設(shè)備投資成本控制在3億以下才更有競爭力。

對于異質(zhì)結(jié)電池技術(shù)的成熟與爆發(fā)期，沈文忠判斷大體時間應(yīng)該在2024年及以后，而TOPCon需要抓住近兩三年的快速發(fā)展期，從而延緩異質(zhì)結(jié)電池快速進(jìn)入市場。

（以上內(nèi)容為世紀(jì)新能源網(wǎng)根據(jù)會議現(xiàn)場內(nèi)容整理而成，未經(jīng)嘉賓審核）