|
伴随着光伏行业的剧烈洗牌，TOPCon电池以超预期的速度站上C位。
在光伏技术迭代这条没有终点的竞赛中，TOPCon电池的红利期有多久是行业关注的焦点。与此同时，HJT、XBC、钙钛矿等技术路线百花齐放，不断有让人惊喜的新突破出现，以至于“谁将是TOPCon的颠覆者”的讨论成为热门话题。
未来5～10年，到底谁是光伏市场的主流技术?
在7月25日举行的光伏行业2024年上半年发展回顾与下半年形势展望研讨会(简称“半年会”)上，正泰新能首席技术官徐伟智表示，TOPCon在未来3年都将是行业主流。
在半年会平行论坛“光伏产业发展投融资论坛”上，天合光能副总裁、光伏科学与技术全国重点实验室副主任陈奕峰博士则表示：“从现在开始5年内，TOPCon技术依旧是主流技术，未来5年i-TOPCon仍有巨大的提效空间;而且5年后TOPCon与钙钛矿耦合成叠层，成为下一代主流技术，使TOPCon继续保持强劲的生命力，为行业创造价值。”
那么，技术专家们笃定TOPCon 5年内都稳立潮头的核心逻辑是什么?TOPCon的潜力还有多大?
TOPCon在当前市场最具优势
TOPCon技术本身就是穿越竞争丛林而站上“C位”的。自2023年下半年到2024年上半年，TOPCon出货量一路上扬。集邦咨询数据显示，预计到2024年底，电池片总产能约1417GW，其中，TOPCon电池产能约941GW，占比约66.4%。也有行业机构对TOPCon产品出货量增长给出了乐观预期。据InfoLink预测，TOPCon组件出货量有望在3年后突破600GW。
TOPCon之所以受欢迎，核心在于TOPCon与其他技术路线相比，兼具低成本、高性能以及长期可靠性等多重优势。
从制造端的投资成本来看，由于TOPCon可在PERC产线基础上新增设备和工艺实现升级，因而成为最具成本优势的技术路线。公开数据显示，目前HJT的设备投资额是3.64亿元/GW，IBC为3-4亿元/GW，而TOPCon的设备投资成本仅需约1.1亿元/GW。
在发电性能方面，TOPCon也独具优势。而与IBC相比，TOPCon在产品双面率、低辐照性能等方面均更具优势。
陈奕峰博士介绍，在大型地面电站场景下，TOPCon比IBC的产品双面率绝对值高15%，双面率高意味着发电量更大。这一优势使得TOPCon在全球市场约占2/3的双面组件应用场景下，竞争优势十足。
在没有双面率要求的屋顶应用场景下，TOPCon又以97%的弱光性，比IBC高出5个百分点。低辐照优势使得TOPCon组件能在早晚光照较弱、其他类型组件系统无法工作时也能启动发电。“综合测下来，同一应用场景下TOPCon的单瓦发电量较IBC提升了2%-3%。”陈奕峰表示。
天合光能全球品牌与市场总监曹云端在接受华夏能源网&华夏光伏(公众号hxgf3060)采访时表示，“光伏电站本质上是投资收益属性非常强的产品，什么样的技术在什么样的场景里发电量最多、收益率最高，它就一定是应用最广泛的。”TOPCon因为效率提升和成本下降，使得它在绝大多数应用场景中都具有相当的优势。
另外，TOPCon组件的长期可靠性也值得关注。近期，在欧洲市场，有媒体曝出TOPCon组件存在紫外衰减问题，引起业内关注。对此，陈奕峰表示，市场上出现类似问题主要还是组件品质有参差，与行业大量涌入跨界厂商有关，不能把个别问题归结为技术路线的问题。
以天合光能的TOPCon组件为例，其单双玻组件的耐湿热、UVID性能均领先行业。
今年6月，第三方权威机构RETC首次将UVID纳入加严测试范围。在UVID测试时，组件需暴露于 220 kWh/m2的紫外线照射(UV220)，几乎是其他产品认证所需的紫外线照射(UV15)的15倍，组件衰减率需低于2%方能满足high achiever入围标准。在发布的RETC测试结果显示，在经过UVID测试后，天合光能TOPCon产品正面功率衰减率低至-1.53%，背面功率衰减低至-0.94%，在所有的受测组件中最低，排名第一，表现出强大的抗UV实力。
另据PVMagazine测试结果，天合光能TOPCon组件荣获组件测试室内可靠性&室外发电量双料第一，室内可靠性测试在PID、低辐照、综合分方面均优于IBC类产品。
总体来看，TOPCon是行业内产业化成熟度最高、电池配套技术和装备成熟度最高、产业协同效率最高、制造成本低的技术，当之无愧成为当前市场主流。
集群创新托举TOPCon发展
回顾光伏产业的发展历程，任何一项技术能够占领市场，最核心的推动力在于构建了上下游协同发展的生态，产业在共生共赢、协同共进中实现了良性发展。
TOPCon有如今的地位，是全行业多年来集群创新的结果。正如曹云端所说，“TOPCon技术大家都做了很多年，包括天合在内的很多光伏链主企业，以及生产制造设备企业，都有技术储备，才能在市场需要的时候，在技术、降本方面快速跟上，迎来爆发。”
2013年，TOPCon技术首次由德国Fraunhofer研究所发表。两年后，天合光能在国内率先开启该项研究，在Fraunhofer的单面电池基础上改良为双面电池结构，取名i-TOPCon。
经过多年的研发投入及应用探索，2019年，天合i-TOPCon技术在大面积单/多晶电池上都打破了实验室纪录，转换效率分别达到了24.58%和23.22%。
后来，随着电池效率屡创新高，无论是光伏主链制造企业，还是辅链设备厂商(如捷佳伟创、金辰股份、帝尔激光、帝科股份等)，纷纷加大了对TOPCon技术路线的布局。
所以说，TOPCon这条路上是一群人在集体前行。2023年史上最火爆的上海SNEC展，就是最好的说明。天合、晶科、晶澳、阿特斯、通威、正泰、协鑫、一道、英利、中润、晋能、横店东磁等多家主流组件厂商纷纷展出自家TOPCon电池、组件，共同宣告了TOPCon产业化时代的到来。
也是从这一年开始，PERC开始逐步退场，TOPCon产能快速爬坡，步入行业舞台中央。据InfoLink光伏技术趋势报告，目前TOPCon包括已在建的产能已逼近900GW。
尽管已晋级为行业主流技术，不过在陈奕峰看来，TOPCon的未来空间还很大。
“TOPCon很多意料之外的创新技术不断涌现。比如激光烧结技术，可使电池效率提升0.3-0.4个百分点。类似的还有金属化技术、电池结构技术、装备技术、材料技术都在涌现，这使得TOPCon的效率每年都有0.4%-0.5%的增幅，所以我们认为接下来这一技术路线还会有很强的生命力。”
而5年后，陈奕峰判断，TOPCon技术大概率将跟钙钛矿结合在一起，TOPCon电池作为钙钛矿晶体硅叠层电池的底电池，保持TOPCon强劲的生命力。更关键的是，钙钛矿IBC形成的3端子难以进行工业化应用。
据InfoLink光伏技术趋势报告，未来5年内基于TOPCon组件出货量来预估，TOPCon产品市场占比将在70%-80%左右。
“留给其他技术路线的可能是一些差异化的应用市场。”陈奕峰表示。
良性竞争激发更多创新可能
TOPCon在快速发展过程中，由于中国在TOPCon技术上的后来居上，在国际市场遇到了挑战。近期，美国薄膜太阳能公司FirstSolar就宣布，对几家中国晶体硅电池制造商展开调查，指控其“可能侵犯TOPCon专利”。
这一消息引发业内关注。对此，陈奕峰表示，海外公司对中国的企业起诉，其影响要具体来看，对那些自主研发、有核心知识产权和技术的公司出海没有影响;但一定会阻碍那些平时不注重知识产权、不注意研发的公司的出海。
”TOPCon的快速发展背后，是中国光伏企业的自主创新能力在支撑。作为TOPCon领军企业，天合光能在全球市场获得口碑的底气来源于技术创新实力。天合目前拥有的涉及TOPCon电池、组件的专利高达500多件，涵盖高效电池叠层结构设计、高效电池的绝缘技术等。
虽然已经构筑了极高的技术护城河，但天合更愿意跟一群人一起往前走。近日，天合光能与捷佳伟创、聚合材料、帝尔激光、福斯特等十家光伏设备企业联合成立了江苏群创光伏技术有限公司(简称“群创光伏”)，推动上下游产业一同开展技术创新。
陈奕峰透露，这个创新公司目前主要是凝结产业链的力量，加速推进钙钛矿晶硅叠层技术的研发。据了解，到2023年底，天合研发的可量产工艺的大面积(16cm2)钙硅叠层电池效率实现了突破，已达到28.53%。
在天合看来，只有在行业良性竞争的促进下，企业家与科学家们才有驱动力进一步开拓突破，向着技术创新的最远边界进发。
就在今年光伏协会半年会论坛中，天合光能董事长高纪凡提出了“三个持续”建言，即持续推动技术创新，持续开展协同创新，持续加快产业集聚，为光伏企业的研发方向提供了新思路。高纪凡还表示，“保护知识产权就是保护创新”，要做到“让创新者进，让创新者强，让创新者胜”。
“中国光伏产业如今能全球领先，就是因为做了很多创新。只有足够的创新动力，这个产业才能快速发展，才能引领全球。”曹云端呼吁，从保护企业创新精神角度而言，应加强保护知识产权。 该文观点仅代表作者本人，如有文章来源系网络转载，本网系信息发布平台，如有侵权，请联系本网及时删除。
|
