前有PERC堵截 后有HJT追兵 TOPCon難言樂觀？

:繼LG與REC量產之后，國內企業(yè)終于在2019年開始宣稱量產TOPCon電池。天合光能以23%的量產水平，領先一步。晶澳、隆基、茂迪、林洋等企業(yè)還處于實驗室階段。

（來源：微信公眾號“光伏測試網”）

N型PERT提效力道，日漸力不從心，TOPCon量產的很“及時”，這個準確度就像阿里巴巴每年雙十一數據都“完美”的分布在三次回歸曲線上一般。也猶如鑄錠單晶厚積薄發(fā)的“準確”時機。也許，真的是“瓜熟蒂落”。

總之，在鑼鼓喧鳴中，國內TOPCon開始量產了。

在HJT艱難時刻，TOPCon擠進了賽道。

鈍化接觸為王？

TOPCon 即隧穿氧化層鈍化接觸（Tunnel Oxide Passivating Contacts）電池，該電池概念由德國弗勞恩霍夫太陽能系統研究所(Fraunhofer-ISE)于2013年提出，TOPCon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構。

鈍化接觸太陽能電池結構示意圖

前表面與常規(guī)N型太陽能電池或N-PERT太陽能電池沒有本質區(qū)別，主要區(qū)別在于背面。硅片背面采用硝酸濕法氧化出一層1.4 nm左右的極薄氧化硅層，并利用PECVD在氧化層表面沉積一層20 nm厚的磷摻雜的微晶非晶混合Si薄膜。鈍化性能需通過后續(xù)退火過程激活，Si薄膜在該退火過程中結晶性發(fā)生變化，由微晶非晶混合相轉變?yōu)槎嗑?。?50 °C的退火溫度下退火，iVoc > 710 mV, J0在9-13 fA/cm2，顯示了鈍化接觸結構優(yōu)異的鈍化性能。目前N型前結鈍化接觸太陽能電池世界紀錄(25.8%)由該研究所保持。2014年，Feldmann等通過改善金屬接觸面積和降低接觸損失，將電池的Voc提升至715.1 mV，取得24.4%的轉換效率；2015年，Fraunhofer-ISE將電池背面TOPCon結構的J0降到7 fA/cm2，同時將電池效率提升至25.1%；2017年，Richter和Feldmann等探究不同硅片厚度及電阻率對TOPCon電池效率的影響，在4cm2大小，電阻率為1 Ωocm，厚度為200 μm的FZ硅片上取得了25.8%的前結世界效率記錄。

德國ISFH在2019年Silicon PV的報告會上基于載流子選擇性的概念從理論上對不同結構太陽能電池的理論效率極限做了細致的分析，結論是鈍化接觸電池（例如TOPCon電池）具有更加高的效率極限（28.2%~28.7%），高于HJT的27.5%極限效率，同時也遠遠高于PERC電池（24.5%），最接近晶體硅太陽能電池理論極限效率（29.43%）。

在企業(yè)方面的進展，如下圖。

產業(yè)界研究與量產進展 來源：PVInfolink

PV Infolink 首席分析師林嫣容表示，TOPCon仍是天合、中來、林洋等原有廠商為主，應該不會有新進廠家。她認為，N型產品仍是較小眾的市場，且未來1-2年相當聚焦于中東大型項目。

當前PERC占據性價比絕對優(yōu)勢，推遲TOPCon和HJT大規(guī)模推廣時間。

N型TOPCon提效方向

英利的研究方向：

而影響成本的因素主要在于：

P型TOPCon可行？

除了N型TOPCon，不少機構也對P型TOPCon進行研究。

Fraunhofer-ISE也進行P型鈍化接觸電池的研究， P型鈍化接觸電池有前表面場 (FSF) 和沒有FSF的效率分別為24.3%與23.9%。雙面采用鈍化接觸結構的P型Si太陽能電池效率為19.2%。

ISFH研究的鈍化接觸太陽能電池命名為POLO (Poly Si on Oxide)太陽能電池。該研究所對POLO太陽能電池的鈍化機理，載流子輸運機理以及表征做了非常深入的研究。該研究所的研究表明采用氧化硅作為鈍化層+多晶硅作為載流子選擇性接觸材料，是能取得潛在最高效率的組合。2016年，ISFH制備的N型POLO-IBC太陽能電池效率達到24.25%，Voc為727.1 mV；2018年其制備的P型POLO IBC太陽能電池效率則高達26.1%，是目前P型太陽能電池的世界紀錄效率。

中科院微電子所賈銳博士認為，P型TOPCon太陽電池，具有良好的產業(yè)前景。

他分析，與現有p型太陽電池的諸多生產工藝兼容，較低的生產設備投入，簡單的生產制程，相比N型TOPCon，具有較低的成本。相對于N型TOPCon結構，P型TOPCon沒有形成價帶階，這樣的結構有利于空穴的輸運，摻雜濃度提升，開路電壓/短路電流提升。賈銳分析，P型TOPCon太陽電池的運輸機制比較復雜：隧穿、熱電子發(fā)射、pinhole都對輸運有著影響。

TOPCon的春天來了？

PV Infolink 數據顯示，TOPCon國產設備還未盡然成熟，與PERC相比，成本仍處于較高水平。N型產能，每年僅是微幅擴張。

原標題:前有PERC堵截 后有HJT追兵 TOPCon難言樂觀？