未來(lái)光伏電池之爭(zhēng)：TOPCon能否取代PERC？

　　近年來(lái)，在補(bǔ)貼退潮的倒逼下，我國(guó)光伏發(fā)電技術(shù)處于飛速發(fā)展中，其中最為基礎(chǔ)的光伏電池技術(shù)更是百花齊放。

　　從簡(jiǎn)單的多晶、單晶電池，到黑硅電池、高效單晶電池，再到PERC電池、HJT電池、N型電池，不同類(lèi)型的高效電池層出不窮。效率的不斷提升，讓人看到了光伏發(fā)電的活力，也看到了光伏發(fā)電未來(lái)的巨大潛力。

　　PERC仍是主力軍

　　自2016年之后，PERC電池異軍突起，成為了當(dāng)前高效電池的主力軍。數(shù)據(jù)顯示，2019年初，國(guó)內(nèi)PERC產(chǎn)能已經(jīng)達(dá)到了60GW左右，而隨著單晶PERC產(chǎn)能的釋放，國(guó)內(nèi)PERC產(chǎn)能到2019年底將達(dá)到100GW以上。

　　PERC工藝的關(guān)鍵在于給電池背面加鈍化層，減少效率損失。PERC工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，主要設(shè)備已經(jīng)國(guó)產(chǎn)化，有較好的量產(chǎn)條件。實(shí)踐證明，PERC工藝應(yīng)用在單晶電池方面效果顯著。PERC工藝的走熱，增大了單晶電池的市占率。

　　所以在已量產(chǎn)的高效電池技術(shù)中，單晶PERC電池的擴(kuò)產(chǎn)速度最快，發(fā)展空間巨大。目前新上的單晶電池產(chǎn)能幾乎全部采用PERC工藝，其轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)達(dá)到22%以上，而且仍然在迅速提升之中。

　　除了效率高、易量產(chǎn)之外，PERC電池還有另一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)在于與其他工藝及技術(shù)的兼容性。目前，雙面發(fā)電的電池成為了行業(yè)的趨勢(shì)，而在這樣的趨勢(shì)下，PERC工藝可以完全沒(méi)有阻礙的與雙面工藝疊加。在幾乎不增加制造成本的情況下，雙面PERC在系統(tǒng)端可實(shí)現(xiàn)10%-25%的發(fā)電增益，從而降低光伏系統(tǒng)的度電成本，正成為PERC技術(shù)發(fā)展的重要技術(shù)路線(xiàn)。

　　另外，PERC電池還可以與半片、雙玻等工藝技術(shù)疊加，未來(lái)發(fā)展前景廣闊。有專(zhuān)家分析認(rèn)為，未來(lái)兩三年內(nèi)，高效PERC電池仍然會(huì)是主流。

　　PERC電池發(fā)展的熱火朝天，而原先被認(rèn)為有可能與PERC一較高下的n-PERT電池逐漸被遺忘。由于摻雜工藝的區(qū)別，光伏電池被分為P型電池和N型電池，P型硅片制作工藝簡(jiǎn)單，成本較低，N型硅片通常少子壽命較大，電池效率可以做得更高，但是工藝更加復(fù)雜。一直以來(lái)，以n-PERT電池、HIT電池為代表的N型電池都被當(dāng)做未來(lái)晶硅電池發(fā)展的必經(jīng)之路。但是P型PERC電池的出現(xiàn)，讓N型電池陷入尷尬。

　　因?yàn)樵赑ERC電池效率的提升之下，n-PERT電池的效率優(yōu)勢(shì)已經(jīng)蕩然無(wú)存。而作為N型電池的另一熱點(diǎn)，HIT雖然在近年來(lái)炒的火熱，但是困于成本過(guò)高，一直難有大規(guī)模量產(chǎn)。PERC作為P型電池的代表發(fā)展的如火如荼，而一直有著“高效”之稱(chēng)的N型電池家族卻陷入困頓。一類(lèi)新型電池的出世，似乎讓N型電池重新看到了希望。

　　TOPCon電池橫空出世

　　在2019年的SNEC展會(huì)期間，TOPCon電池橫空出世，受到了行業(yè)的焦點(diǎn)關(guān)注。TOPCon技術(shù)是在電池背面制備一層超薄的隧穿氧化層和一層高摻雜的多晶硅薄層，二者共同形成了鈍化接觸結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)可以阻擋少子空穴復(fù)合，提升電池開(kāi)路電壓及短路電流。

　　在工藝方面，TOPCon技術(shù)只需要增加薄膜沉積設(shè)備，能很好地與目前量產(chǎn)工藝兼容。同時(shí)TOPCon電池還具有進(jìn)一步提升轉(zhuǎn)換效率的空間，有望成為下一代產(chǎn)業(yè)化N型高效電池的切入點(diǎn)。根據(jù)理論計(jì)算，鈍化接觸太陽(yáng)能電池的潛在效率（28.7%）最接近晶體硅太陽(yáng)能電池理論極限效率（29.43%）。

　　可見(jiàn)，與PERC電池類(lèi)似的是，TOPCon電池也在背面采用了鈍化接觸結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了電池性能。而且在工藝方面，TOPCon電池以較小的成本獲得了較大的效率上升。另外，TOPCon電池的未來(lái)效率提升空間巨大，是最接近晶硅電池理論效率值的電池之一。

　　擁有以上的優(yōu)勢(shì)，TOPCon電池毫無(wú)疑問(wèn)擁有廣闊的發(fā)展前景。不僅如此，TOPCon電池有望成為N型電池的切入點(diǎn)，為N型電池的發(fā)展開(kāi)辟一條路徑。

　　目前，TOPCon電池量產(chǎn)效率在22.5~23%之間，還有很大的上升空間。TOPCon電池已經(jīng)引起多家光伏企業(yè)的布局，中來(lái)股份、天合光能都宣布TOPCon實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。其中中來(lái)股份的全尺寸N型單晶雙面鈍化接觸電池效率達(dá)到23.3%；天合光能研發(fā)的鈍化接觸電池效率達(dá)到24.58%；晶科研發(fā)的大面積TOPCon電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了24.2%。

　　據(jù)悉，“太陽(yáng)能之父”馬丁·格林曾表示，PERC系列電池技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室效率應(yīng)可提高到26%以上。而目前單晶PERC電池效率紀(jì)錄已經(jīng)逼近24%，上升空間還有，但是已經(jīng)不大。而TOPCon電池目前的實(shí)驗(yàn)室效率和量產(chǎn)效率都與單晶PERC電池相差不大，但是卻有更加廣闊的效率上升空間，這場(chǎng)P型電池與N型電池的爭(zhēng)奪，或許會(huì)以TOPCon電池的崛起而終結(jié)。