天合光能张映斌:电池技术迭代核心是钝化,5年内TOPCon主流地位不动摇

8月16日,由中国光伏行业协会牵头发起的2024 TOPCon太阳能电池技术发展趋势研讨会在上海召开,天合光能战略、产品与市场负责人张映斌博士应邀出席并发表《为什么未来5年内TOPCon是主流》主题演讲。张映斌提出了以下核心观点:

• 主流电池技术迭代的核心是钝化技术不是电极优化;

• TOPCon 5年内市占率远超50%,其主流地位已得到InfoLink、集邦和中国光伏行业协会等权威第三方发布数据的印证;

• TOPCon高双面率和优异的低辐照性能带来了更高的发电量,在全球70%以上的应用场景具有绝对优势;

• TOPCon 2.0时代到来,天合光能TOPCon电池效率将提升1%以上和组件功率至少再升30W;

• 5年后将进入叠层时代,TOPCon+钙钛矿叠层生命力仍然强劲,将持续引领行业高质量发展。

当天,行业其他四家头部CTO出席圆桌会议,他们的观点也与张映斌的观点不谋而合。

TOPCon产品性能优异,综合发电量增益高达3.2%

始终以客户价值为中心,TOPCon产品凭借更高的发电量构筑坚实的价值基石,与高可靠性铸就更高的客户价值。

张映斌表示,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。因此XBC电池背面效率远低于TOPCon。根据双面率公式:双面率=电池背面效率/正面效率可知,TOPCon双面率高于XBC,并且通过理论推算及实际测试得出,二者双面率差值约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。

TOPCon因其低辐照优势,单瓦发电能力高于BC。TOPCon电池潜在漏电通道分布在电池四周,漏电风险低,并联电阻大。而XBC把正面电极引到了背面,无形之中增加了很多潜在漏电通道。基于目前友商设计,在背面,正负电极栅线有200多对以上,所以XBC的漏电通道相比TOPCon多了很多。同时XBC工艺控制难,导致其漏电流水平不仅普遍高且离散度非常大。统计数据表明,当在电池在反偏12V的测试条件下,TOPCon电池漏电流平均约为0.05安培,而BC电池平均漏电流是2.5安培,是TOPCon的50倍之多;不仅如此,由于BC电池的漏电流离散度非常大,很多电池的漏电水平远超2.5安培。而漏电流越大,意味着并联电阻越小。根据理论推导和模拟推演,可知电池并联电阻越小,低辐照性能越差。XBC低并联电阻特性导致其低辐照性能相比TOPCon低了约5%。

另外,众所周知,光伏组件大部分时间都是在低于1000W/m2的辐照度下工作,因此低辐照性能越优,组件单瓦发电能力越高。根据青海辐照情况下模拟二者发电能力差异,结果显示由于低辐照优势,TOPCon比XBC单瓦发电能力提升约1%;而基于常州实证进一步证明了优异的低辐照性能可带来更高的TOPCOn发电能力增益。从数据显示,在早上7-8点时,TOPCon 相比TBC高了6.9%;晚上在18-19点时,相对增益高达8.3%-8.4%。在目前消纳受限的情况下,早晚电价相对高,因此早晚低辐照发电效率越高,带来的电力价值越大。

TOPCon具备高双面率和低辐照性能双重优势,据常州地面电站实测数据显示,TOPCon相对于TBC单瓦综合发电增益高达3.2%。

天合光能TOPCon产品的高可靠性和高发电量已得到多方认可。在可靠性方面,天合光能至尊N型TOPCon产品在鉴衡UV300测试中表现优异,衰减率低至1.6%;6月天合光能TOPCon产品的UVID后的衰减率在RETC所有的受测组件中最低。此前,天合光能产品曾连续多月蝉联PV Magazine n型双面产品户外发电量排行榜第一。

TOPCon客户价值卓越,在全球70%以上的市场具有绝对优势

据张映斌介绍,未来5年,全球双面组件市场占比超过70%。在全球双面场景下, TOPCon的高双面率及较优的低辐照性能双重优势带来的综合价值远高于XBC低BOS和低温度系数带来的综合价值。TOPCon不仅单瓦发电能力比XBC高1.87-3.53%,综合客户价值也高于XBC 0.06-0.15元/W,因而TOPCon在全球70%以上的市场具有绝对优势。

而在全球单面场景下,在低辐照地区,TOPCon自身的低辐照价值仍大于XBC低BOS和低温度系数带来的价值,其综合客户价值比XBC高约0.088元/W-0.14元/W。XBC只有在高辐照且高BOS的场景下,才具有相对更高的综合客户价值。预计在2029年,XBC市占率仅为10%左右,属于相对小众市场。全球典型地区低辐照时长占比超90%,因此,TOPCon产品低辐照带来的发电优势在全球绝大部分地区都将得到充分发挥。

行业产能充沛+投资收益导向,TOPCon 2.0时代进一步稳固其主流地位

根据中国光伏协会的乐观预测,未来到2028年,全球装机容量为561GW,但实际的组件需求约为674GW,而电池的需求约700GW左右。据InfoLink数据,目前TOPCon、BC、异质结、PERC的总产能大概是1400GW,而到2028年TOPCon产能将达983GW,即使PERC产能全部退出,先进产能的供需比依然高达2倍以上,远超1.1倍的供需平衡线,因此电池环节将长期保持产能相对过剩的状态,行业内各企业没有新扩产能必要性和驱动力,TOPCon产能保持主流供给地位。

光伏电站本质上是投资收益导向型的产品,投资收益属性非常强。根据调研以及友商公布数据来看,单GW投资XBC要比TOPCon高1亿/GW以上,制造成本大概至少要高8分钱到1毛钱每瓦。考虑到随着未来技术的发展,成本都有可能继续下降,XBC与TOPCon二者成本差异可能会降低到5分/瓦或3-4分/瓦左右就比较困难了。由于XBC有一些刚性的成本无法完全消除,包括更高折旧、更厚的硅片、更多银浆、相对低良率及特殊组件封装等。根据测算,XBC即使在全球高价值市场(高辐照&高BOS),客户价值大约4分钱左右。鉴于有客户愿意为了美学买单,初期溢价大概0.1¥/W,基本可以覆额外成本增加。但随着时间的推移,这个溢价一定会减少。TOPCon相对PERC去年的溢价至少有1毛钱或7、8分钱每瓦,但是现在只有1-2分钱/W,甚至持平。因此随着时间的推移,BC的溢价无法一直维持。即使假设未来溢价还能有5-6分/W,在这样的情况下,XBC的投资至少需要6年回本,不算是非常有吸引力的投资,同时也意味着现在新投XBC的投资至少要到2031年才能回本,那时候光伏行业可能已进入钙钛矿叠层时代了。因此XBC投资回报缺乏足够吸引力和动力,TOPCon的主流供给地位仍然稳固。

 未来:TOPCon+钙钛矿叠层,持续强劲

光伏行业过去10多年主流电池技术迭代历史不难发现,主流电池技术迭代的核心是钝化技术。

在过去十几年的发展,无论是PERC替代BSF,还是TOPCon替代PERC,光伏技术迭代的核心都是来自于钝化,要么来自于体钝化,要么来自于背面钝化,要么来自于正面钝化。在主流电池技术迭代过程中电极结构也在持续不断优化,主栅线从2BB到5BB、MBB、0BB;副栅线从50根到200根,但从来没有人认为5BB迭代了多晶,也没有人会说MBB迭代了PERC。XBC从本质来说是电极的极致优化:主栅变为0,副栅也变为0。在未来0BB+更多的副栅线可能更加适配钙钛矿叠层, 行业有些企业说BC是终极技术,是电池终极发展方向还是需要谨慎些。

张映斌表示,未来正背接触晶体硅单极电池的发展趋势是叠层。在钙钛矿叠层时代, TOPCon跟钙钛矿结合未来有望突破30%的电池效率。在叠层时代,TOPCon等两面电极接触结构电池更适合与钙钛矿等形成叠层,而XBC+钙钛矿叠层需要非常复杂的3T电路设计,三端子叠层很难进行工业化应用,不利于整个行业持续降本增效。

TOPCon凭借高双面率和低辐照性能带来了更高的发电量,与其具备的更高可靠性成就更优异的客户价值,牢牢守住其5年内的主流地位。天合光能作为n型技术的先行者和推动者,坚持不断创新。未来,随着双面全钝化接触、抑制光学寄生吸收及超细栅线等技术的导入应用,TOPCon 2.0登场,预计天合光能电池效率提升1.0%以上,组件功率提升30W以上。叠层时代,TOPCon+钙钛矿叠层生命力仍然强劲,将持续引领行业高质量发展的新趋势。

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来源:腾讯新闻
编辑:GY653

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