N型高效电池技术路线之TOPCon

时间: 2024-01-23 07:37:13 |   作者; 雷火竞猜官网首页

  TOPCon是一种基于选择性载流子原理的隧穿氧化层钝化接触（Tunnel Oxide Passivated Contact）太阳能电池技术，其电池结构为N型硅衬底电池，在电池背面制备一层超薄氧化硅，然后再沉积一层掺杂硅薄层，二者共同形成了钝化接触结构，大大降低表面复合和金属接触复合，为N-PERT电池转换效率逐步提升提供了更大的空间。

  TOPCon电池的概念由德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所（Fraunhofer-ISE）于2013年提出，下图为该N型钝化接触太阳能电池的结构示意图。

  TOPCon正面与常规N型太阳能电池或N-PERT太阳能电池没有本质区别，电池核心技术是背面钝化接触，硅片背面由一层超薄氧化硅（1~2nm）与一层磷掺杂的微晶非晶混合Si薄膜组成。钝化性能通过退火过程进行激活，Si薄膜在该退火过程中结晶性发生明显的变化，由微晶非晶混合相转变为多晶。在850°C的退火温度下退火，iVoc

  710 mV, J0在9-13 fA/cm2，显示了钝化接触结构优异的钝化性能，所制备的电池效率超过23%。目前N型前结钝化接触太阳能电池世界纪录（25.8%）由Fraunhofer-ISE研究所保持。

  TOPCon电池最大限度保留和利用现有传统P型电池设备制程，只需增加硼扩和薄膜沉积设备，无须背面开孔和对准，极大的简化了电池生产的基本工艺，量产化困难度低。

  目前用于生长高质量重掺杂多晶硅层的方法有LPCVD（低压化学气相沉积）和PECVD两种。一种是用LPCVD原位（或离位）掺杂形成多晶硅，由于LPCVD沉积过程会带来绕镀问题，使电池性能退化，因此可选择离位掺杂，即LPCVD形成本征多晶后再进行扩散或离子注入掺杂，形成重掺杂的多晶硅；另一种是使用PECVD沉积掺杂非晶硅或微晶硅层，再经过退火得到掺杂的多晶硅。

  (1) 电池转换效率高，具有优越的界面钝化和载流子输运能力，较高的Uoc和FF

  2023年前11月，光伏装机达近164GW，高景气赛道叠加组件价格的一路走低，投资业主备货积极性持续高涨。追踪公开信息，2023年各大发电企业共计发布了光伏组件集采及分散项目组件招标，总规模超过296GW，如果叠加去年未定标集采项目，总规模高达332GW。相较之下，去年这一数字仅为150GW左右，这在某种程度上预示着市场

  日前，浙江省制造业高水平发展领导小组办公室印发《浙江省推动新能源制造业高水平发展实施意见（2023-2025年）》的通知，通知提出，到2025年，形成年产150GW光伏电池及组件、5GW风电整机及零部件、100GWh储能电池、5000套以上氢燃料电池装备的生产制造能力，全省规模以上新能源制造业产值达到8000亿元

  9月7日，浙江省制造业高质量发展领导小组办公室关于印发《浙江省推动新能源制造业高质量发展实施意见（2023-2025年）》的通知。通知指出，到2025年，形成年产150GW光伏电池及组件、5GW风电整机及零部件、100GWh储能电池、5000套以上氢燃料电池装备的生产制造能力，全省规模以上新能源制造业产值达到800

  工信部等六部门：发展高纯硅料、大尺寸硅片技术 推动N型高效电池等先进的技术研发应用

  1月17日，工业与信息化部等六部门发布关于推动能源电子产业高质量发展的指导意见，意见指出，到2025年，产业技术创新取得突破，产业基础高级化、产业链现代化水平显著提升，产业生态体系基本建立。高端产品供给能力大幅度的提高，技术融合应用快速推进。能源电子产业有效支撑新能源大规模应用，成为推动能源革命

  1月10日，海源复材发布了重要的公告称，公司于1月9日召开公司董事会，经出席会议的股东及股东代理人逐项审议，本次大会以现场投票及网络投票相结合的方式。本次股东大会审议通过了《关于对外投资暨签订15GWN型高效光伏电池及3GW高效光伏组件项目投资合作协议的议案》，同意票为55,208,627股，占出席会议有表决

  降本增效是光伏产业高质量发展的永恒主题，其中必然伴随着技术的升级与迭代，N型电池凭借更高的效率、低衰减特性、低温度系数、更优的弱光响应及更高的双面率等优势，发展的潜在能力和市场空间逐步增大。目前产业化推进的N型技术主要是TOPCon、HJT和XBC三种，不同的电池技术在转换效率、成本、工艺流程等方面表现均

  近年来，尽管业内一直认为PERC电池提效空间存在限制，但是PERC的量产效率依然保持着每年约0.4-0.5%的提效速度，部分电池厂商声称PERC量产效率已实现23.5%且仍有提效后招。PERC电池的高效率，以及近2年来掀起的大尺寸浪潮，让PERC又出现一波巨量扩产，今年年底前PERC大尺寸新增产能将超过200GW，PERC的过渡扩张也极大地压缩了其他电池技术的发展空间。

  在光伏产业链中，电池环节是驱动光伏技术进步的核心，也是促进行业持续降本增效的动力。纵观十年来的发展，不论是p型时代的一路赶超，还是n型时代的TOPCon、HJT和XBC百花齐放，光伏电池的技术迭代历程，同样是电池企业的发展史。台企的黄金时代在2015年以前，台湾太阳能电池企业“风光无两”，昱晶、茂

  福莱蒽特研究院&华能清能院！就HJT、钙钛矿等新型光伏技术签署合作协议

  从福莱蒽特未来技术研究院官微获悉，11月27日，杭州福莱蒽特未来技术研究院有限公司（简称“福莱蒽特研究院”）与中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司（简称“华能清能院”）签署合作协议。协议主要围绕福莱蒽特研究院与华能清能院在HJT、钙钛矿等新型光伏技术领域的合作，包括新型封装技术的权威

  在n型迭代浪潮中，TOPCon先行，今年已有密集项目落地，预计明年规模更为庞大，另一方面BC技术因其高效率、平台化等优势，闯入n型战局。作为n型技术的另一条代表路线，异质结怎么样应对两者的夹击，企业又将如何坚定信心，推动异质结产能、效率、降本等方面实现新突破？产能落地缓、市场需求起与密集投产

  10月23日，云南国际中标广西华磊新材料有限公司分布式光伏特许经营项目。项目位于广西平果市，规划建设分布式光伏16.5兆瓦，同步融入分布式光伏直流接入电解铝母排4兆瓦及新能源汽车充电桩。项目投运后，预计每年可为广西华磊公司提供绿电1597万千瓦时，节约标准煤约638吨，减少二氧化碳排放量15922吨

  据彭博新能源财经（BNEF）最新发布的《BangladeshPowerSectorattheCrossroads》报告中指出，由于光伏技术成本的不断降低，太阳能将在2025年成为孟加拉国最便宜的能源；到2030年，带有储能电池的太阳能系统(PVS)的平准化电力成本(LCOE)将比新建火力发电厂更便宜。目前，孟加拉国建设公用事业规模太阳能

  自2022年以来，光伏电池技术进入由p向n迭代大潮，TOPCon、HJT、XBC三大技术均有拥趸者。而近期，n型技术路线之争，正因隆基而变得更激烈。9月5日，隆基绿能举行半年报业绩说明会，董事长钟宝申在会上表示，在接下来的5~6年，BC电池会是晶硅电池的绝对主流，未来隆基绿能很多产品都会走向BC技术路线。

  BC技术，无疑是当下光伏行业非常关注的技术路线。当光伏有突出贡献的公司隆基绿能董事长钟宝申提出，未来5-6年，BC类电池将成为晶硅电池的绝对主流，其大量产品都会走向BC路线。此言论一出，市场开始重新审视起BC技术。BC技术的发展历史最早可追溯至48年前。1975年，Schwartz和Lammert首次提出背接触式光伏电池

  光伏行业突发热闹。近日，隆基宣布BC电池将成为晶硅电池的绝对主流，态度明确，大家对BC电池的关注再掀高潮。这次小高潮，更像是当前光伏产业周期与宏观资本周期跌宕共振的一次宣泄，光伏行业近年来占主导的价值观正在受到挑战，从过去几年的“功利主义”向未来一段时间的“精致主义”转变。我们在2023