为什么TOPCon主流地位难撼动？这两大技术“撒手锏”引领价值

发布时间：2024-09-17 03:32:30 来源：恶性循环网 作者：焦点

在光伏行业陷入寒冬期的撒手锏当下，对技术路线的主流值预判比以往任何时候都更加重要。选错方向，地位动两大技大概率就将失去未来。难撼

2023年以来，术引随着光伏行业新旧技术和产能迭代，撒手锏PERC退场，主流值TOPCon以技术最领先、地位动两大技产业化成熟度最高、难撼设备单吉瓦投资最低、术引未来提效空间大等优势，撒手锏迅速占据市场主流。主流值与此同时，地位动两大技XBC、难撼HJT、术引钙钛矿等各种路线并存，行业也进入了“技术大讨论”。

在近期由中国光伏行业协会牵头举办的2024 TOPCon太阳能电池技术发展趋势研讨会上，技术大咖们就“未来五年TOPCon都将是行业主流”再次达成共识。

五位CTO大咖同台“论道”TOPCon(来源：CPIA)

在讨论热火朝天的同时，行业不妨理性地复盘一下：如今市场的TOPCon技术和产品是何以占据主流江湖地位的?到底靠的是什么?从技术端、应用端到生态维度，TOPCon的制胜法宝是什么?

(1)技术端：TOPCon双面率压倒性优势高达15%

技术大拿们能断言TOPCon技术在5年内都是主流，主要是TOPCon产品相比其他技术路线产品的两大“制胜”优势：低辐照优势及双面率优势。

光伏组件大部分时间都是在低于1000W/m2的辐照度下工作，因此低辐照性能越优，组件单瓦发电能力越高。XBC因其背接触的工艺结构，而具有低并联电阻特性，导致其低辐照性能相比TOPCon低了约5%。

而TOPCon组件却具有显著的低辐照性能优势。天合光能以青海电站为例的实证数据显示，由于具备低辐照优势，TOPCon比XBC单瓦发电能力提升约1%;而在常州，在早上7—8点时，TOPCon 相比TBC高了6.9%;晚上在18—19点时，相对增益更是高达8.3%—8.4%。

另一大优势在于，双面率成为TOPCon吊打XBC的“撒手锏”。

“双面率”是指光伏电池组件正反面的发电能力之比，即背面效率/正面效率。背面效率与正面效率差异越小，双面率越高，在双面场景下单瓦发电能力越强。

据天合光能战略、产品与市场负责人张映斌博士介绍，“TOPCon的双面率较XBC高15%，在5%—30%的地面反射率下，单瓦发电能力增益0.4%-1.09%。”

对此，业内技术专家对华夏能源网进一步解释其中原理称，双面率高不高，取决于两大因素：发电运营状态下，组件和电池对太阳光的遮挡和吸收。

一方面，遮挡越多，电池表面收集的光照越少，发电效率就越受限。上述技术专家介绍，“TOPCon为正背双面接触结构，即栅线、电极分布于两面。而XBC为交叉指状背接触结构，栅线、电极全部集中在背面。两相比较，TOPCon背面遮挡率为1.8%(电流损失占比)，而XBC的背面遮挡率达到7.5%(电流损失占比)，远大于TOPCon。因此XBC正背面的效率差远大于TOPCon正背面效率差，双面率远低于TOPCon双面率，单瓦发电能力显著低于TOPCon。

TOPCon与XBC双面率对比

另一方面，再从光照吸收角度看。电池背面光的吸收还受Poly-Si厚度影响。Poly-Si是一种微晶硅，是XBC和TOPCon都引入的一种钝化材料，涂于电池片背面，形成Poly-Si膜，其对光能的寄生吸收，直接影响背面发电效率，也间接影响双面率性能。“Poly-Si越厚，对光的寄生吸收越多，射入到硅基底的光就越少，就越不利于背面发电。这主要是被Poly-Si寄生吸收的这部分光不会转换成光生载流子，是一种无效吸收。”专家解释。

XBC的Poly-Si厚度远大于TOPCon，这就导致其Poly-Si寄生吸收对背面影响为19%(电流损失占比)，而TOPCon为10.7%，有效利用的光更多。

“XBC的电池结构决定了其Poly-Si厚度更厚。作为发射极的一部分，Poly-Si如果太薄，电阻会太高，不利于优化效率。另外，现在TBC电池所用浆料，也要求Poly-Si厚一点，才不会导致浆料烧穿。”上述专家表示，XBC对Poly Si厚度的要求一定程度上还提高了单瓦成本。

随着背面技术的攻关，TOPCon的双面率还有望进一步提升。一道新能CTO宋登元博士在研讨会中曾表示，这一技术未来的提升空间仍很大，目前一道新能也正致力于将TOPCon电池背面Poly-Si膜的厚度从目前的80微米降到50微米，减少寄生吸收，提升背部电流。

另据天合光能技术专家表示，通过背面结构的减薄以及掺杂材料的改进，TOPCon的Poly-Si的寄生吸收在目前10.7%的基础上还能再降一半，进一步提高双面率。

实际上，HJT相关产品也具备双面率高优势，但在技术不成熟、产业基础还不够深厚的现阶段，暂无法与TOPCon相匹敌。

(2)应用端：TOPCon综合客户价值有0.06-0.15元/W增益

在客户价值就是生命线的光伏行业，TOPCon电池及产品在应用市场的表现，更能说明其江湖地位。

中煤天津设计工程公司新能源设计研究院院长董晓青透露，在中煤集团集采的光伏组件中，n型TOPCon组件的占比已从2023年的31%调整到今年的45%，此外p型、HJT也占有一定比例;同时是否把XBC组件纳入集采“仍在讨论中”。

作为央企典型，中煤的变化颇具代表性。

另据山东省太阳能协会副会长张晓斌透露，最近几批大项目招标，TOPCon是主流，同时HJT的采购占比也在明显提升。而在分布式市场，他表示“部分业内人士说XBC类产品更适合分布式场景。但截至目前，分布式市场70%以上仍然是TOPCon。在户用租赁市场，我们更是很少见到XBC产品的应用。”

TOPCon如此受终端市场欢迎，主要也缘于TOPCon产业基础好，既有价格优势，又有性能优势。

张晓斌表示，目前户用光伏市场的出资方以融资租赁公司为主体，更希望尽快回本，在产品选择更青睐行业主流品牌产品。“XBC的价格每瓦贵2、3分钱，尺寸还与统一规划的尺寸不匹配，造成在户用租赁市场的弱势。”

对大基地建设组件“选型”更熟悉的董晓青介绍，目前光伏电站的场景，主要为大基地项目、沙戈荒、海上光伏、农光互补等，需要应对高温高湿、高盐雾、高腐蚀性、紫外线照射较强带来的挑战，TOPCon电池有高效率、高双面率、低衰减率、特别优秀的温度系数、弱光性(即低辐照)佳、场地适用性较强六大优势，具有良好的稳定性，因而在这些场景的组件选型中取胜。

在张映斌看来，双面率和低辐照这两大优势对TOPCon最为关键。张映斌介绍说，未来五年，全球光伏电站应用场景中70%以上为双面场景，同时全球典型地区低辐照时长占比超90%。TOPCon在这些场景中明显更具性能优势，中午的时候，双面率高起主要作用;而低辐照性能则在早晚发挥增益优势。

全球双面场景占比(来源：CPIA)

综合来看，XBC虽具有低BOS和低温度系数优势，但综合价值却不及TOPCon——TOPCon不仅单瓦发电能力比XBC高1.87-3.53%，综合客户价值也高于XBC 0.06-0.15元/W。这也难怪TOPCon在全球70%以上的市场具有绝对优势。

全球双面场景TOPCon优势

此外，光伏发电的并网政策也在反过来影响用户产品选择。对光伏第一大省山东情况非常了解的张晓斌表示，“即将出台的新的分布式管理办法中有一条很关键，叫‘未来一般工商业不允许全额上网，大型工商业以上的不允许上网’。这将使未来工商业光伏的开发模式也变成‘尽快回本’。未来TOPCon的优势会更加显著。”(业内普遍认为，TOPCon的回本周期为3-5年时间。与之相比，XBC的回本周期在六年)。

综合来看，张晓斌认为：“TOPCon可以说是一个德智体美劳全面发展的‘同学’，所有的场景，TOPCon都完美适配并结合。当客户遇到选择难题时，选择TOPCon不会出错。”

(3)产业端：TOPCon的生态优势上还无人能及

在竞争激烈的光伏市场，比拼性能是必要的，但性能不是全部。任何一项太阳能电池技术，能否获得绝对领先优势，还与这一因素密切相关：上下游产业链配套支撑的良好生态。

宋登元在研讨会中表示，“从产业生态看，TOPCon全链条的技术创新，产业生态非常完整。这是成为主流技术必备的要素。”

TOPCon技术发展至今，已经建立了良好的上下游产业生态，因而整体投资会大幅下降，这是其他技术路线所不具备的优势。

具体而言，其一，TOPCon相关产线可兼容了上一代PERC 关键设备和工艺;其二，我国对TOPCon整线全套核心设备自主可控;其三，TOPCon产线投资及电池、组件所用的辅材成本较其他n型技术明显要低，并且还在持续下降。

天合光能副总裁、光伏科学与技术全国重点实验室副主任陈奕峰以HJT电池来举例做对比，HJT的温度系数和双面率都很好，但与TOPCon量产的效率并未拉开差距——效率只高0.2%，组件功率大概高5W左右，HJT装备的单GW投资却几乎是TOPCon的3倍。

张映斌在分享中进行了一个测算，假如XBC成为主流，根据当前700GW的市场需求计算，超过50%，意味着仅主产业链就至少要投建400GW，投资额至少需要1000亿。“基于目前行业的艰难情况以及资本融资受限背景，这1000亿要从哪里来? ”

实际上，光伏产品要想实现从实验室研发到大规模市场应用，光靠某一家企业的力量是远远不够的，这离不开整个行业生态的支持。TOPCon这三年来能够迅速占据主流(2024年预计TOPCon市场占比将超过70%)，正是得益于从产品、技术到产业合作等环节上，全产业链的配套与融合不断加深。

从未来技术发展趋势的角度看，XBC和HJT等“后浪”们各有千秋，在理论效率上更具有天花板优势，但目前摆在他们面前最严峻的挑战在于，要如何加速扩大其产业生态“朋友圈”?

正如天合光能董事长高纪凡所言，“一人行可以走得快，众人行可以走的远。面对复杂的行业变局，坚持协同而不是脱钩，坚持合作而不是独行。”

站在穿越新一轮周期的关键时点上，光伏行业需要尽快跨越技术沟壑，在协作共赢中实现高质量发展。

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