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光伏“内卷”背后：n型技术的爆发、混战与进化

索比光伏网 · 公众号 · · 2024-09-18 14:10

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来源 | 索比光伏网作者 | solarbe

随着光伏技术全面迈入n型时代，n型组件的市场份额迅速扩大。据索比光伏网统计，2022年全球n型组件出货量仅为约20GW，而2023年这一数字已增至约121GW，实现了五倍增长。预计到2024年， n型组件出货量将进一步攀升至400GW，占全球市场的80%以上。其中，n型TOPCon组件预计占比超过70%，正式成为市场主流，n型技术的发展速度远远超出人们的预期。

回顾光伏行业的发展历程，可以清晰地看到技术迭代正以惊人的速度推进。2017年以后，PERC接棒BSF电池，用五年时间将市场占比从15%提升至91.2%；而n型替代p型技术，仅用了两年。行业更加“内卷”的背后，是科技发展的必然规律，也是市场对更高效率、更低成本技术的不懈追求。

在索比光伏网主办的2023“光能杯”跨年分享会上，n型技术领军人物、一道新能CTO宋登元指出，光伏行业不存在所谓的“终极技术”。任何技术都不会停滞不前，而是在不断创新和迭代中持续发展，永无止境。

如今，我们不禁要思考： n型技术发展到什么阶段了？TOPCon的“花期”还能持续多久？下一代光伏技术究竟是什么？

根据技术生命周期（TLC）理论，一项技术的发展通常经历四个阶段：研发期、成长期、成熟期和衰退期。目前，光伏n型技术正处于从成长期向成熟期过渡的黄金阶段，市场规模持续扩大，入局企业不断增加，应用场景也日益多样化。

据电力设计院专家介绍，在下游应用环节，n型组件高效率、高功率、高双面率、高发电量、低LCOE等优势已得到广泛认可。索比光伏网统计数据显示， 2024年上半年光伏组件公开招标规模超过172GW，同比增长40%。通过分析各企业的组件招标型号可以看出， n型技术已占据绝对主导地位，整体占比超过八成，部分招标中甚至已达到100%。

在产业链价格普遍下滑的背景下，n型高效产品也成为了光伏企业突围竞争的关键策略。截至目前，超过80%的企业选择n型TOPCon作为主要技术路线，不少于15家企业明确提出，2024年n型组件出货量占比超过60%，Top9组件企业中至少5家提出了70%以上的n型占比目标，最高达到90%。

与此同时，TOPCon技术领域的竞赛正在持续升温。据了解，通过采用正面接触钝化技术、正背面图形化设计、掺杂poly改性、多层材料接触钝化结构设计以及改进金属化工艺等一系列创新手段，未来TOPCon电池效率有望实现1%至2%的提升，逐步逼近29.4%的晶硅电池理论极限。

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在不久前由中国光伏行业协会主办的“2024 TOPCon太阳能电池技术发展趋势研讨会”上，一道新能CTO宋登元指出，以25.5%的效率为基础，在不改变TOPCon电池结构的情况下，产业化效率提升至27.5%以上完全可行。而针对后续28%的效率目标，一道新能提出了两条技术路径：

第一，基于现有材料和结构，进一步优化电池前后面的效率。尽管背面已经实现了全面接触钝化，但目前80微米的Poly-Si膜厚度仍较大，容易导致长波光的寄生吸收，进而降低短路电流，未来将其厚度减至50微米以下有助于显著提升电流。此外，仿真研究表明，正面改进对效率的提升比背面更为显著。通过在正面引入接触钝化技术，如Poly-finger，并提升发射极方块电阻、降低金属栅线下的复合电流，可有效提高电池的开路电压和填充因子，从而推进效率的提升。
第二，研发新材料体系。现有的接触钝化技术依赖载流子选择性接触，即在TOPCon电池中，隧穿氧化物能有效选择电子作为载流子。通过研发新型选择性载流子接触材料，并结合不同功函数的材料，可以在正面实现对空穴的高效选择。这种结构被称为TOPCon/CSPC（选择性载流子接触结构），有望将效率提升至28%以上，甚至接近晶硅电池的理论极限。

对于n型技术的“下一站”，业内普遍看好基于晶硅的叠层电池技术，以突破晶硅电池29.4%的理论极限。值得关注的是，作为n型技术的领军者，一道新能自创立以来持续保持大量的研发投入。从建立国内首条n型TOPCon产品研发生产线，到在短短8个月内三次打破世界纪录，电池生产线的量产平均效率已达到26.6%。同时，公司还围绕领先的TOPCon技术，前瞻性地布局了TOPCon4.0、TBC、SCPC、TSiP和SFOS五大技术路线。

其中，TSiP叠层电池采用了开路电压超过742mV的TOPCon 4.0作为底电池，结合宽带隙、高稳定性的钙钛矿顶电池，中间界面层采用与常规界面层（如TCO或掺杂非晶硅/多晶硅材料）不同的新型界面材料，使得在降低光寄生吸收的同时，载流子传输性能得到了大幅提升。目前实验室小面积TSiP叠层电池效率已经突破了32.3%，并持续向35%的目标迈进。

光伏“内卷”背后：n型技术的爆发、混战与进化

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