8月16日,由中國光伏行業(yè)協(xié)會牽頭發(fā)起的2024 TOPCon太陽能電池技術(shù)發(fā)展趨勢研討會在上海召開,天合光能戰(zhàn)略、產(chǎn)品與市場負(fù)責(zé)人張映斌博士應(yīng)邀出席并發(fā)表《為什么未來5年內(nèi)TOPCon是主流》主題演講。張映斌提出了以下核心觀點(diǎn):
- 主流電池技術(shù)迭代的核心是鈍化技術(shù)不是電極優(yōu)化;
- TOPCon 5年內(nèi)市占率遠(yuǎn)超50%,其主流地位已得到InfoLink、集邦和中國光伏行業(yè)協(xié)會等權(quán)威第三方發(fā)布數(shù)據(jù)的印證;
- TOPCon高雙面率和優(yōu)異的低輻照性能帶來了更高的發(fā)電量,在全球70%以上的應(yīng)用場景具有絕對優(yōu)勢;
- TOPCon 2.0時(shí)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(jìn)入疊層時(shí)代,TOPCon+鈣鈦礦疊層生命力仍然強(qiáng)勁,將持續(xù)引領(lǐng)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
當(dāng)天,行業(yè)其他四家頭部CTO出席圓桌會議,他們的觀點(diǎn)也與張映斌的觀點(diǎn)不謀而合。
TOPCon產(chǎn)品性能優(yōu)異,綜合發(fā)電量增益高達(dá)3.2%
始終以客戶價(jià)值為中心,TOPCon產(chǎn)品憑借更高的發(fā)電量構(gòu)筑堅(jiān)實(shí)的價(jià)值基石,與高可靠性鑄就更高的客戶價(jià)值。
張映斌表示,TOPCon為正背雙面接觸結(jié)構(gòu),XBC為交叉指狀背接觸結(jié)構(gòu)。XBC結(jié)構(gòu)決定了其正面無遮擋,背面遮擋率和Poly Si寄生吸收卻遠(yuǎn)高于TOPCon。因此XBC電池背面效率遠(yuǎn)低于TOPCon。根據(jù)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(shí)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(fā)電能力越強(qiáng)。通過模擬不同地面反射率情況下TOPCon與XBC發(fā)電量差異,可見5%—30%的地面反射率對應(yīng)TOPCon單瓦發(fā)電能力增益為0.4%—1.09%。地面反射率越高,單瓦發(fā)電能力差異越大。
TOPCon因其低輻照優(yōu)勢,單瓦發(fā)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(fēng)險(xiǎn)低,并聯(lián)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。基于目前友商設(shè)計(jì),在背面,正負(fù)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(shí)XBC工藝控制難,導(dǎo)致其漏電流水平不僅普遍高且離散度非常大。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,當(dāng)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(yuǎn)超2.5安培。而漏電流越大,意味著并聯(lián)電阻越小。根據(jù)理論推導(dǎo)和模擬推演,可知電池并聯(lián)電阻越小,低輻照性能越差。XBC低并聯(lián)電阻特性導(dǎo)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(shí)間都是在低于1000W/m2的輻照度下工作,因此低輻照性能越優(yōu),組件單瓦發(fā)電能力越高。根據(jù)青海輻照情況下模擬二者發(fā)電能力差異,結(jié)果顯示由于低輻照優(yōu)勢,TOPCon比XBC單瓦發(fā)電能力提升約1%;而基于常州實(shí)證進(jìn)一步證明了優(yōu)異的低輻照性能可帶來更高的TOPCOn發(fā)電能力增益。從數(shù)據(jù)顯示,在早上7—8點(diǎn)時(shí),TOPCon 相比TBC高了6.9%;晚上在18—19點(diǎn)時(shí),相對增益高達(dá)8.3%—8.4%。在目前消納受限的情況下,早晚電價(jià)相對高,因此早晚低輻照發(fā)電效率越高,帶來的電力價(jià)值越大。
TOPCon具備高雙面率和低輻照性能雙重優(yōu)勢,據(jù)常州地面電站實(shí)測數(shù)據(jù)顯示,TOPCon相對于TBC單瓦綜合發(fā)電增益高達(dá)3.2%。
天合光能TOPCon產(chǎn)品的高可靠性和高發(fā)電量已得到多方認(rèn)可。在可靠性方面,天合光能至尊N型TOPCon產(chǎn)品在鑒衡UV300測試中表現(xiàn)優(yōu)異,衰減率低至1.6%;6月天合光能TOPCon產(chǎn)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(chǎn)品曾連續(xù)多月蟬聯(lián)PV Magazine n型雙面產(chǎn)品戶外發(fā)電量排行榜第一。
TOPCon客戶價(jià)值卓越,在全球70%以上的市場具有絕對優(yōu)勢
據(jù)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(yōu)的低輻照性能雙重優(yōu)勢帶來的綜合價(jià)值遠(yuǎn)高于XBC低BOS和低溫度系數(shù)帶來的綜合價(jià)值。TOPCon不僅單瓦發(fā)電能力比XBC高1.87—3.53%,綜合客戶價(jià)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(yōu)勢。
而在全球單面場景下,在低輻照地區(qū),TOPCon自身的低輻照價(jià)值仍大于XBC低BOS和低溫度系數(shù)帶來的價(jià)值,其綜合客戶價(jià)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(jià)值。預(yù)計(jì)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(qū)低輻照時(shí)長占比超90%,因此,TOPCon產(chǎn)品低輻照帶來的發(fā)電優(yōu)勢在全球絕大部分地區(qū)都將得到充分發(fā)揮。
行業(yè)產(chǎn)能充沛+投資收益導(dǎo)向,TOPCon 2.0時(shí)代進(jìn)一步穩(wěn)固其主流地位
根據(jù)中國光伏協(xié)會的樂觀預(yù)測,未來到2028年,全球裝機(jī)容量為561GW,但實(shí)際的組件需求約為674GW,而電池的需求約700GW左右。據(jù)InfoLink數(shù)據(jù),目前TOPCon、BC、異質(zhì)結(jié)、PERC的總產(chǎn)能大概是1400GW,而到2028年TOPCon產(chǎn)能將達(dá)983GW,即使PERC產(chǎn)能全部退出,先進(jìn)產(chǎn)能的供需比依然高達(dá)2倍以上,遠(yuǎn)超1.1倍的供需平衡線,因此電池環(huán)節(jié)將長期保持產(chǎn)能相對過剩的狀態(tài),行業(yè)內(nèi)各企業(yè)沒有新擴(kuò)產(chǎn)能必要性和驅(qū)動力,TOPCon產(chǎn)能保持主流供給地位。
光伏電站本質(zhì)上是投資收益導(dǎo)向型的產(chǎn)品,投資收益屬性非常強(qiáng)。根據(jù)調(diào)研以及友商公布數(shù)據(jù)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。考慮到隨著未來技術(shù)的發(fā)展,成本都有可能繼續(xù)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(jù)測算,XBC即使在全球高價(jià)值市場(高輻照&高BOS),客戶價(jià)值大約4分錢左右。鑒于有客戶愿意為了美學(xué)買單,初期溢價(jià)大概0.1¥/W,基本可以覆額外成本增加。但隨著時(shí)間的推移,這個(gè)溢價(jià)一定會減少。TOPCon相對PERC去年的溢價(jià)至少有1毛錢或7、8分錢每瓦,但是現(xiàn)在只有1—2分錢/W,甚至持平。因此隨著時(shí)間的推移,BC的溢價(jià)無法一直維持。即使假設(shè)未來溢價(jià)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(shí)也意味著現(xiàn)在新投XBC的投資至少要到2031年才能回本,那時(shí)候光伏行業(yè)可能已進(jìn)入鈣鈦礦疊層時(shí)代了。因此XBC投資回報(bào)缺乏足夠吸引力和動力,TOPCon的主流供給地位仍然穩(wěn)固。
未來:TOPCon+鈣鈦礦疊層,持續(xù)強(qiáng)勁
從光伏行業(yè)過去10多年主流電池技術(shù)迭代歷史不難發(fā)現(xiàn),主流電池技術(shù)迭代的核心是鈍化技術(shù)。
在過去十幾年的發(fā)展,無論是PERC替代BSF,還是TOPCon替代PERC,光伏技術(shù)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(shù)迭代過程中電極結(jié)構(gòu)也在持續(xù)不斷優(yōu)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(rèn)為5BB迭代了多晶,也沒有人會說MBB迭代了PERC。XBC從本質(zhì)來說是電極的極致優(yōu)化:主柵變?yōu)?,副柵也變?yōu)?。在未來0BB+更多的副柵線可能更加適配鈣鈦礦疊層, 行業(yè)有些企業(yè)說BC是終極技術(shù),是電池終極發(fā)展方向還是需要謹(jǐn)慎些。
張映斌表示,未來正背接觸晶體硅單極電池的發(fā)展趨勢是疊層。在鈣鈦礦疊層時(shí)代, TOPCon跟鈣鈦礦結(jié)合未來有望突破30%的電池效率。在疊層時(shí)代,TOPCon等兩面電極接觸結(jié)構(gòu)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(fù)雜的3T電路設(shè)計(jì),三端子疊層很難進(jìn)行工業(yè)化應(yīng)用,不利于整個(gè)行業(yè)持續(xù)降本增效。
TOPCon憑借高雙面率和低輻照性能帶來了更高的發(fā)電量,與其具備的更高可靠性成就更優(yōu)異的客戶價(jià)值,牢牢守住其5年內(nèi)的主流地位。天合光能作為n型技術(shù)的先行者和推動者,堅(jiān)持不斷創(chuàng)新。未來,隨著雙面全鈍化接觸、抑制光學(xué)寄生吸收及超細(xì)柵線等技術(shù)的導(dǎo)入應(yīng)用,TOPCon 2.0登場,預(yù)計(jì)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(shí)代,TOPCon+鈣鈦礦疊層生命力仍然強(qiáng)勁,將持續(xù)引領(lǐng)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的新趨勢。