8月16日,由中國光伏行業協會牽頭發起的2024 TOPCon太陽能電池技術發展趨勢研討會在上海召開,天合光能戰略、產品與市場負責人張映斌博士應邀出席并發表《為什么未來5年內TOPCon是主流》主題演講。張映斌提出了以下核心觀點:
主流電池技術迭代的核心是鈍化技術不是電極優化;
TOPCon 5年內市占率遠超50%,其主流地位已得到InfoLink、集邦和中國光伏行業協會等權威第三方發布數據的印證;
TOPCon高雙面率和優異的低輻照性能帶來了更高的發電量,在全球70%以上的應用場景具有絕對優勢;
TOPCon 2.0時代到來,天合光能TOPCon電池效率將提升1%以上和組件功率至少再升30W;
5年后將進入疊層時代,TOPCon+鈣鈦礦疊層生命力仍然強勁,將持續引領行業高質量發展。
當天,行業其他四家頭部CTO出席圓桌會議,他們的觀點也與張映斌的觀點不謀而合。
TOPCon產品性能優異,綜合發電量增益高達3.2%
始終以客戶價值為中心,TOPCon產品憑借更高的發電量構筑堅實的價值基石,與高可靠性鑄就更高的客戶價值。
張映斌表示,TOPCon為正背雙面接觸結構,XBC為交叉指狀背接觸結構。XBC結構決定了其正面無遮擋,背面遮擋率和Poly Si寄生吸收卻遠高于TOPCon。因此XBC電池背面效率遠低于TOPCon。根據雙面率公式:雙面率=電池背面效率/正面效率可知,TOPCon雙面率高于XBC,并且通過理論推算及實際測試得出,二者雙面率差值約15%。雙面率越高,在雙面場景下單瓦發電能力越強。通過模擬不同地面反射率情況下TOPCon與XBC發電量差異,可見5%~30%的地面反射率對應TOPCon單瓦發電能力增益為0.4%-1.09%。地面反射率越高,單瓦發電能力差異越大。
TOPCon因其低輻照優勢,單瓦發電能力高于BC。TOPCon電池潛在漏電通道分布在電池四周,漏電風險低,并聯電阻大。而XBC把正面電極引到了背面,無形之中增加了很多潛在漏電通道;谀壳坝焉淘O計,在背面,正負電極柵線有200多對以上,所以XBC的漏電通道相比TOPCon多了很多。同時XBC工藝控制難,導致其漏電流水平不僅普遍高且離散度非常大。統計數據表明,當在電池在反偏12V的測試條件下,TOPCon電池漏電流平均約為0.05安培,而BC電池平均漏電流是2.5安培,是TOPCon的50倍之多;不僅如此,由于BC電池的漏電流離散度非常大,很多電池的漏電水平遠超2.5安培。而漏電流越大,意味著并聯電阻越小。根據理論推導和模擬推演,可知電池并聯電阻越小,低輻照性能越差。XBC低并聯電阻特性導致其低輻照性能相比TOPCon低了約5%。
另外,眾所周知,光伏組件大部分時間都是在低于1000W/m2的輻照度下工作,因此低輻照性能越優,組件單瓦發電能力越高。根據青海輻照情況下模擬二者發電能力差異,結果顯示由于低輻照優勢,TOPCon比XBC單瓦發電能力提升約1%;而基于常州實證進一步證明了優異的低輻照性能可帶來更高的TOPCOn發電能力增益。從數據顯示,在早上7-8點時,TOPCon相比TBC高了6.9%;晚上在18-19點時,相對增益高達8.3%-8.4%。在目前消納受限的情況下,早晚電價相對高,因此早晚低輻照發電效率越高,帶來的電力價值越大。
TOPCon具備高雙面率和低輻照性能雙重優勢,據常州地面電站實測數據顯示,TOPCon相對于TBC單瓦綜合發電增益高達3.2%。
天合光能TOPCon產品的高可靠性和高發電量已得到多方認可。在可靠性方面,天合光能至尊N型TOPCon產品在鑒衡UV300測試中表現優異,衰減率低至1.6%;6月天合光能TOPCon產品的UVID后的衰減率在RETC所有的受測組件中最低。此前,天合光能產品曾連續多月蟬聯PV Magazine n型雙面產品戶外發電量排行榜第一。
TOPCon客戶價值卓越,在全球70%以上的市場具有絕對優勢
據張映斌介紹,未來5年,全球雙面組件市場占比超過70%。在全球雙面場景下,TOPCon的高雙面率及較優的低輻照性能雙重優勢帶來的綜合價值遠高于XBC低BOS和低溫度系數帶來的綜合價值。TOPCon不僅單瓦發電能力比XBC高1.87-3.53%,綜合客戶價值也高于XBC 0.06-0.15元/W,因而TOPCon在全球70%以上的市場具有絕對優勢。
而在全球單面場景下,在低輻照地區,TOPCon自身的低輻照價值仍大于XBC低BOS和低溫度系數帶來的價值,其綜合客戶價值比XBC高約0.088元/W-0.14元/W。XBC只有在高輻照且高BOS的場景下,才具有相對更高的綜合客戶價值。預計在2029年,XBC市占率僅為10%左右,屬于相對小眾市場。全球典型地區低輻照時長占比超90%,因此,TOPCon產品低輻照帶來的發電優勢在全球絕大部分地區都將得到充分發揮。
行業產能充沛+投資收益導向,TOPCon 2.0時代進一步穩固其主流地位
根據中國光伏協會的樂觀預測,未來到2028年,全球裝機容量為561GW,但實際的組件需求約為674GW,而電池的需求約700GW左右。據InfoLink數據,目前TOPCon、BC、異質結、PERC的總產能大概是1400GW,而到2028年TOPCon產能將達983GW,即使PERC產能全部退出,先進產能的供需比依然高達2倍以上,遠超1.1倍的供需平衡線,因此電池環節將長期保持產能相對過剩的狀態,行業內各企業沒有新擴產能必要性和驅動力,TOPCon產能保持主流供給地位。
光伏電站本質上是投資收益導向型的產品,投資收益屬性非常強。根據調研以及友商公布數據來看,單GW投資XBC要比TOPCon高1億/GW以上,制造成本大概至少要高8分錢到1毛錢每瓦?紤]到隨著未來技術的發展,成本都有可能繼續下降,XBC與TOPCon二者成本差異可能會降低到5分/瓦或3-4分/瓦左右就比較困難了。由于XBC有一些剛性的成本無法完全消除,包括更高折舊、更厚的硅片、更多銀漿、相對低良率及特殊組件封裝等。根據測算,XBC即使在全球高價值市場(高輻照&高BOS),客戶價值大約4分錢左右。鑒于有客戶愿意為了美學買單,初期溢價大概0.1¥/W,基本可以覆額外成本增加。但隨著時間的推移,這個溢價一定會減少。TOPCon相對PERC去年的溢價至少有1毛錢或7、8分錢每瓦,但是現在只有1-2分錢/W,甚至持平。因此隨著時間的推移,BC的溢價無法一直維持。即使假設未來溢價還能有5-6分/W,在這樣的情況下,XBC的投資至少需要6年回本,不算是非常有吸引力的投資,同時也意味著現在新投XBC的投資至少要到2031年才能回本,那時候光伏行業可能已進入鈣鈦礦疊層時代了。因此XBC投資回報缺乏足夠吸引力和動力,TOPCon的主流供給地位仍然穩固。
未來:TOPCon+鈣鈦礦疊層,持續強勁
從光伏行業過去10多年主流電池技術迭代歷史不難發現,主流電池技術迭代的核心是鈍化技術。
在過去十幾年的發展,無論是PERC替代BSF,還是TOPCon替代PERC,光伏技術迭代的核心都是來自于鈍化,要么來自于體鈍化,要么來自于背面鈍化,要么來自于正面鈍化。在主流電池技術迭代過程中電極結構也在持續不斷優化,主柵線從2BB到5BB、MBB、0BB;副柵線從50根到200根,但從來沒有人認為5BB迭代了多晶,也沒有人會說MBB迭代了PERC。XBC從本質來說是電極的極致優化:主柵變為0,副柵也變為0。在未來0BB+更多的副柵線可能更加適配鈣鈦礦疊層,行業有些企業說BC是終極技術,是電池終極發展方向還是需要謹慎些。
張映斌表示,未來正背接觸晶體硅單極電池的發展趨勢是疊層。在鈣鈦礦疊層時代,TOPCon跟鈣鈦礦結合未來有望突破30%的電池效率。在疊層時代,TOPCon等兩面電極接觸結構電池更適合與鈣鈦礦等形成疊層,而XBC+鈣鈦礦疊層需要非常復雜的3T電路設計,三端子疊層很難進行工業化應用,不利于整個行業持續降本增效。
TOPCon憑借高雙面率和低輻照性能帶來了更高的發電量,與其具備的更高可靠性成就更優異的客戶價值,牢牢守住其5年內的主流地位。天合光能作為n型技術的先行者和推動者,堅持不斷創新。未來,隨著雙面全鈍化接觸、抑制光學寄生吸收及超細柵線等技術的導入應用,TOPCon 2.0登場,預計天合光能電池效率提升1.0%以上,組件功率提升30W以上。疊層時代,TOPCon+鈣鈦礦疊層生命力仍然強勁,將持續引領行業高質量發展的新趨勢。