"扫描二维码，关注协会动态"
中国光伏行业协会推出的《光年对话》栏目，以“智核”为锚点，结合中国光伏行业协会（以下简称“协会”）每年发布的《中国光伏产业发展路线图》（以下简称《路线图》），聚焦光伏领域的硬核技术逻辑与软性生态变量，通过解读、政策、技术、市场、应用、人才等多重对话维度为行业提供高信息密度决策参考。本期邀请一道新能源科技股份有限公司首席技术官宋登元，结合新版《路线图》探讨电池与组件技术发展。
一、不同电池技术百家争鸣，您怎样看待不同电池技术路线的优劣势及未来发展前景？您如何看待叠层技术的发展未来？
从技术发展的原理上来说，TOPCon、HJT、XBC使用的钝化和提效机制机理基本一样的，提效都是采用钝化接触技术，只不过用的钝化接触材料不一样。TOPCon使用的是SiOx/Poly—Si钝化材料体系，HJT使用的是本征非晶硅/掺杂非晶硅体系， BC电池特征是一种全背面电极结构，电池技术的核心是采用什么钝化技术来提效。如果用TOPCon+BC，形成的电池称为TBC电池。如果是HJT+BC，就是HBC电池技术。
我认为，未来大概率TOPCon、HJT、BC技术都将融合到一块，把三种技术优势都集中到一起， 既电池的n型区钝化用TOPCon技术，P型区钝化用HJT技术，电极结构采用BC技术放在电池背面，形成新型混合钝化THBC新型电池技术，也就是说TOPCon+HJT+BC=THBC，这就是技术相互促进和融合的结果。
根据CPIA《中国光伏产业发展技术路线图（2024—2025）》，2024年N型TOPCon电池片市场占比达到71.1%，成为占比最高的电池技术路线；N型异质结电池片市场占比约3.3%；N型XBC电池片市场占比约为5.0%。
TOPCon、HJT、XBC都各有自己的优缺点。TOPCon综合性价比最高、制备成本低；HJT的双面率高，以及温度系数较低；XBC由于去掉了表面电极的遮挡，单面效率最高。我认为这些电池技术应该发挥各自的特点，定位在不同的应用市场。一项电池技术发展成为占市场效率最高的主流技术关键是看市场定位和未来发展的性价比。我认为在未来TOPCon、HJT、XBC三种电池路线是并存和互补充的关系，并行发展的关系，而不是替代的关系。
如果未来大家都做一种技术路线，从本质上也是一种同质化竞争，那么光伏行业就不是健康的，会形成新的内卷。
现在大规模生产的单结晶硅电池理论效率极限是29.4%。如何突破晶硅电池的理论极限是光伏产业面临的挑战。我认为突破单结晶硅电池理论极限的技术方案有很多，包括叠层太阳电池，如钙钛矿/Si叠层、CIGS/Si叠层、III-V族/Si叠层，量子点太阳电池，中间态太阳电池，基于单线态裂分材料的多光子电池等。然而考虑到光伏产业的低成本特性，目前钙钛矿/硅叠层电池是一个很好的方向，它能充分利用晶硅光伏现有的产业优势，以及高效率低成本的特点，又能通过叠层的方法，突破晶硅电池29.4%的理论效率极限。
从材料学来看，钙钛矿可以有比较丰富的材料体系，不像硅是一种单质元素材料，钙钛矿材料为ABX3，因此可以组合出几万种材料，并且材料的能带间隙可以调节，这是它的优点。但钙钛矿/Si能够产业化和应用到市场，需要大力攻关高稳定性、大面积、高效率和低设备成本。
解决这些问题需要时间，目前也取得了一些可喜的成果。但晶硅和钙钛矿叠层电池规模化的应用，我认为还需要很长的路要走。
晶硅和钙钛矿叠层是一种技术方向，但“终极技术”的说法不符合科学技术发展规律。从科技发展史的维度看，任何科技领域包括光伏都不会有“终极技术”，技术总是迭代发展的，上面谈到的叠层电池技术就有各种材料的组合，不过钙钛矿/Si叠层电池在目前可选的技术中它是成本在最低的，未来一定会有更好的技术出现，不会出现停滞不前的所谓“终极技术”。
答：根据德国Fraunhofer研究院的理论研究结果，N型TOPCon、HJT、XBC技术的可实现的效率极限都在28.7~29%左右。相对于目前这些电池的产业化效率在25.4~26%，未来在电池效率上都有较大的降本提效空间。三种技术都可以通过降低电池表面复合速率和提升硅片少数载流子的寿命来提升效率，通过降低硅片的厚度来降低成本。马丁格林教授的研究表明，如果晶硅电池效率到达28%，表面复合要小于5.6fA/cm2 ，使用硅片的少数载流子寿命要小于4.5ms；如果晶硅电池到达29%效率的目标，电池表面复合要小于1.3fA/cm2 ，使用硅片的少数载流子寿命要大于15ms。
TOPCon电池技术目前经成为产业化的主流技术，电池平均量产效率约为25.4%，实验室最高效率为26.56%。提效方向主要包括：双面poly finger技术：通过正面和背面同时沉积SiO2/多晶硅层钝化接触技术，降低多晶硅的光吸收; 激光辅助烧结（LAF）技术与新型全银浆料技术结合，进一步降低金属与硅界面的复合；钝化边缘PET技术，在电池切割面镀钝化层，降低边缘复合损失；多层介质膜钝化发射极技术，提升钝化质量和抗UVID性能。
HJT电池平均量产效率约为25.6%，实验室最高效率为27.08%。电池的提效方向主要包括双面微晶工艺的应用，双面微晶技术可将电池效率提升0.5~0.8%左右；本征非晶硅、微晶、TCO多层沉积技术，使得电池不同的界面层最佳匹配，降低界面复合损失；UV转光膜技术，提升组件对紫外光的利用率以及组件效率。
2024年HJT电池市场份额约3.3%左右，阻碍HJT电池提高市场份额的主要障碍是成本较高。HJT降低成本的技术路线包括:一是硅片薄片化。HJT电池的低温工艺支持更薄的硅片，目前主流为120μm，未来目标100μm以下，可降低硅料用量约30%；二是银浆替代与用量优化。发展银包铜技术，通过铜替代部分银，银浆成本可降低30%~50%。同时，发展无主栅技术，进一步减少银浆用量；三是降低设备成本。当前设备投资额约3.0~3.5亿元/GW，通过设备产能增大,设备技术升级，降低设备成本到2~2.5亿元/GW；四是靶材降铟技术。通过发展少铟或无铟靶材，叠加ITO靶材回收技术，降低每片电池用铟量。
目前XBC量产主要是TOPCon与BC技术叠加的n型TBC电池技术。2024年XBC电池的市场占比约为5%左右，TBC电池平均量产效率为26%左右，实验室最高效率为27%。电池的提效方向主要包括：一是高精度激光图形化技术，实现更细密的电极设计，降低电阻损耗；二是P/N区混合钝化技术，提升钝化效果，降低复合电流。TBC降本方案包括：一是无银/少银技术，通过贱金属（铜、铝）替代银浆，结合电镀或丝网印刷工艺降低成本；二是降低设备成本。当前TBC设备投资额比TOPCon高约20%,国产化由于使用较多激光设备，推动激光设备的成本下降TBC电池比TOPCon和HJT电池制备步骤都多，同时良率也低于这两种电池。工艺简化和提升良率，进一步摊薄制造成本。
答：第一，现在光伏组件标称的组件功率、转换效率是依据IEC标准，在温度25摄氏度，光照强度1000W每平方米，AM1.5光谱的标准条件下实验室的测试的结果。但实际组件应用环境下，与测试条件标准存在较大的区别。温度、光强、光谱环境千差万别，这与不同的气候区有关。我们国家主要气候区有七个，光的气候分区有五个。影响室外地面照度的气象因素主要有太阳高度角、云、日照率等等，我国地域辽阔，同一时刻南北方的太阳高度角相差很大。在应用场景方面，大的分类有分布式光伏和集中式光伏，细分市场还有沙漠光伏、城市光伏、海上光伏，农业光伏、水上光伏等。所以光伏组件针对不同应用场景进行差异化发展就成为推进光伏产业健康发展的关键。
