中國光伏行業(yè)協(xié)會(huì)推出的《光年對話》欄目，以“智核”為錨點(diǎn)，結(jié)合中國光伏行業(yè)協(xié)會(huì)（以下簡稱“協(xié)會(huì)”）每年發(fā)布的《中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖》（以下簡稱《路線圖》），聚焦光伏領(lǐng)域的硬核技術(shù)邏輯與軟性生態(tài)變量，通過解讀、政策、技術(shù)、市場、應(yīng)用、人才等多重對話維度為行業(yè)提供高信息密度決策參考。本期邀請一道新能源科技股份有限公司首席技術(shù)官宋登元，結(jié)合新版《路線圖》探討電池與組件技術(shù)發(fā)展。

       一、不同電池技術(shù)百家爭鳴，您怎樣看待不同電池技術(shù)路線的優(yōu)劣勢及未來發(fā)展前景？您如何看待疊層技術(shù)的發(fā)展未來？

從技術(shù)發(fā)展的原理上來說，TOPCon、HJT、XBC使用的鈍化和提效機(jī)制機(jī)理基本一樣的，提效都是采用鈍化接觸技術(shù)，只不過用的鈍化接觸材料不一樣。TOPCon使用的是SiOx/Poly—Si鈍化材料體系，HJT使用的是本征非晶硅/摻雜非晶硅體系， BC電池特征是一種全背面電極結(jié)構(gòu)，電池技術(shù)的核心是采用什么鈍化技術(shù)來提效。如果用TOPCon+BC，形成的電池稱為TBC電池。如果是HJT+BC，就是HBC電池技術(shù)。

我認(rèn)為，未來大概率TOPCon、HJT、BC技術(shù)都將融合到一塊，把三種技術(shù)優(yōu)勢都集中到一起， 既電池的n型區(qū)鈍化用TOPCon技術(shù)，P型區(qū)鈍化用HJT技術(shù)，電極結(jié)構(gòu)采用BC技術(shù)放在電池背面，形成新型混合鈍化THBC新型電池技術(shù)，也就是說TOPCon+HJT+BC=THBC，這就是技術(shù)相互促進(jìn)和融合的結(jié)果。

根據(jù)CPIA《中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)路線圖（2024—2025）》，2024年N型TOPCon電池片市場占比達(dá)到71.1%，成為占比最高的電池技術(shù)路線；N型異質(zhì)結(jié)電池片市場占比約3.3%；N型XBC電池片市場占比約為5.0%。

TOPCon、HJT、XBC都各有自己的優(yōu)缺點(diǎn)。TOPCon綜合性價(jià)比最高、制備成本低；HJT的雙面率高，以及溫度系數(shù)較低；XBC由于去掉了表面電極的遮擋，單面效率最高。我認(rèn)為這些電池技術(shù)應(yīng)該發(fā)揮各自的特點(diǎn)，定位在不同的應(yīng)用市場。一項(xiàng)電池技術(shù)發(fā)展成為占市場效率最高的主流技術(shù)關(guān)鍵是看市場定位和未來發(fā)展的性價(jià)比。我認(rèn)為在未來TOPCon、HJT、XBC三種電池路線是并存和互補(bǔ)充的關(guān)系，并行發(fā)展的關(guān)系，而不是替代的關(guān)系。

如果未來大家都做一種技術(shù)路線，從本質(zhì)上也是一種同質(zhì)化競爭，那么光伏行業(yè)就不是健康的，會(huì)形成新的內(nèi)卷。

現(xiàn)在大規(guī)模生產(chǎn)的單結(jié)晶硅電池理論效率極限是29.4%。如何突破晶硅電池的理論極限是光伏產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)。我認(rèn)為突破單結(jié)晶硅電池理論極限的技術(shù)方案有很多，包括疊層太陽電池，如鈣鈦礦/Si疊層、CIGS/Si疊層、III-V族/Si疊層，量子點(diǎn)太陽電池，中間態(tài)太陽電池，基于單線態(tài)裂分材料的多光子電池等。然而考慮到光伏產(chǎn)業(yè)的低成本特性，目前鈣鈦礦/硅疊層電池是一個(gè)很好的方向，它能充分利用晶硅光伏現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，以及高效率低成本的特點(diǎn)，又能通過疊層的方法，突破晶硅電池29.4%的理論效率極限。

從材料學(xué)來看，鈣鈦礦可以有比較豐富的材料體系，不像硅是一種單質(zhì)元素材料，鈣鈦礦材料為ABX3，因此可以組合出幾萬種材料，并且材料的能帶間隙可以調(diào)節(jié)，這是它的優(yōu)點(diǎn)。但鈣鈦礦/Si能夠產(chǎn)業(yè)化和應(yīng)用到市場，需要大力攻關(guān)高穩(wěn)定性、大面積、高效率和低設(shè)備成本。

解決這些問題需要時(shí)間，目前也取得了一些可喜的成果。但晶硅和鈣鈦礦疊層電池規(guī)?；膽?yīng)用，我認(rèn)為還需要很長的路要走。

晶硅和鈣鈦礦疊層是一種技術(shù)方向，但“終極技術(shù)”的說法不符合科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)律。從科技發(fā)展史的維度看，任何科技領(lǐng)域包括光伏都不會(huì)有“終極技術(shù)”，技術(shù)總是迭代發(fā)展的，上面談到的疊層電池技術(shù)就有各種材料的組合，不過鈣鈦礦/Si疊層電池在目前可選的技術(shù)中它是成本在最低的，未來一定會(huì)有更好的技術(shù)出現(xiàn)，不會(huì)出現(xiàn)停滯不前的所謂“終極技術(shù)”。

       答：根據(jù)德國Fraunhofer研究院的理論研究結(jié)果，N型TOPCon、HJT、XBC技術(shù)的可實(shí)現(xiàn)的效率極限都在28.7~29%左右。相對于目前這些電池的產(chǎn)業(yè)化效率在25.4~26%，未來在電池效率上都有較大的降本提效空間。三種技術(shù)都可以通過降低電池表面復(fù)合速率和提升硅片少數(shù)載流子的壽命來提升效率，通過降低硅片的厚度來降低成本。馬丁格林教授的研究表明，如果晶硅電池效率到達(dá)28%，表面復(fù)合要小于5.6fA/cm2 ，使用硅片的少數(shù)載流子壽命要小于4.5ms；如果晶硅電池到達(dá)29%效率的目標(biāo)，電池表面復(fù)合要小于1.3fA/cm2 ，使用硅片的少數(shù)載流子壽命要大于15ms。

TOPCon電池技術(shù)目前經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)化的主流技術(shù)，電池平均量產(chǎn)效率約為25.4%，實(shí)驗(yàn)室最高效率為26.56%。提效方向主要包括：雙面poly finger技術(shù)：通過正面和背面同時(shí)沉積SiO2/多晶硅層鈍化接觸技術(shù)，降低多晶硅的光吸收; 激光輔助燒結(jié)（LAF）技術(shù)與新型全銀漿料技術(shù)結(jié)合，進(jìn)一步降低金屬與硅界面的復(fù)合；鈍化邊緣PET技術(shù)，在電池切割面鍍鈍化層，降低邊緣復(fù)合損失；多層介質(zhì)膜鈍化發(fā)射極技術(shù)，提升鈍化質(zhì)量和抗UVID性能。

HJT電池平均量產(chǎn)效率約為25.6%，實(shí)驗(yàn)室最高效率為27.08%。電池的提效方向主要包括雙面微晶工藝的應(yīng)用，雙面微晶技術(shù)可將電池效率提升0.5~0.8%左右；本征非晶硅、微晶、TCO多層沉積技術(shù)，使得電池不同的界面層最佳匹配，降低界面復(fù)合損失；UV轉(zhuǎn)光膜技術(shù)，提升組件對紫外光的利用率以及組件效率。

2024年HJT電池市場份額約3.3%左右，阻礙HJT電池提高市場份額的主要障礙是成本較高。HJT降低成本的技術(shù)路線包括:一是硅片薄片化。HJT電池的低溫工藝支持更薄的硅片，目前主流為120μm，未來目標(biāo)100μm以下，可降低硅料用量約30%；二是銀漿替代與用量優(yōu)化。發(fā)展銀包銅技術(shù)，通過銅替代部分銀，銀漿成本可降低30%~50%。同時(shí)，發(fā)展無主柵技術(shù)，進(jìn)一步減少銀漿用量；三是降低設(shè)備成本。當(dāng)前設(shè)備投資額約3.0~3.5億元/GW，通過設(shè)備產(chǎn)能增大,設(shè)備技術(shù)升級(jí)，降低設(shè)備成本到2~2.5億元/GW；四是靶材降銦技術(shù)。通過發(fā)展少銦或無銦靶材，疊加ITO靶材回收技術(shù)，降低每片電池用銦量。

目前XBC量產(chǎn)主要是TOPCon與BC技術(shù)疊加的n型TBC電池技術(shù)。2024年XBC電池的市場占比約為5%左右，TBC電池平均量產(chǎn)效率為26%左右，實(shí)驗(yàn)室最高效率為27%。電池的提效方向主要包括：一是高精度激光圖形化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更細(xì)密的電極設(shè)計(jì)，降低電阻損耗；二是P/N區(qū)混合鈍化技術(shù)，提升鈍化效果，降低復(fù)合電流。TBC降本方案包括：一是無銀/少銀技術(shù)，通過賤金屬（銅、鋁）替代銀漿，結(jié)合電鍍或絲網(wǎng)印刷工藝降低成本；二是降低設(shè)備成本。當(dāng)前TBC設(shè)備投資額比TOPCon高約20%,國產(chǎn)化由于使用較多激光設(shè)備，推動(dòng)激光設(shè)備的成本下降TBC電池比TOPCon和HJT電池制備步驟都多，同時(shí)良率也低于這兩種電池。工藝簡化和提升良率，進(jìn)一步攤薄制造成本。

       答：第一，現(xiàn)在光伏組件標(biāo)稱的組件功率、轉(zhuǎn)換效率是依據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)，在溫度25攝氏度，光照強(qiáng)度1000W每平方米，AM1.5光譜的標(biāo)準(zhǔn)條件下實(shí)驗(yàn)室的測試的結(jié)果。但實(shí)際組件應(yīng)用環(huán)境下，與測試條件標(biāo)準(zhǔn)存在較大的區(qū)別。溫度、光強(qiáng)、光譜環(huán)境千差萬別，這與不同的氣候區(qū)有關(guān)。我們國家主要?dú)夂騾^(qū)有七個(gè)，光的氣候分區(qū)有五個(gè)。影響室外地面照度的氣象因素主要有太陽高度角、云、日照率等等，我國地域遼闊，同一時(shí)刻南北方的太陽高度角相差很大。在應(yīng)用場景方面，大的分類有分布式光伏和集中式光伏，細(xì)分市場還有沙漠光伏、城市光伏、海上光伏，農(nóng)業(yè)光伏、水上光伏等。所以光伏組件針對不同應(yīng)用場景進(jìn)行差異化發(fā)展就成為推進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的關(guān)鍵。