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Topcon电池
发布日期:2024-05-26 06:38     点击次数:194

年初以来,TOPcon电池的快速发展,到前段时间金刚玻璃、华盛、迈维宣布的HJT性能和成本降低,超出预期,近日,TOPCon又被炒了一次,甚至连君达股份这一年10倍光伏股,光伏领域掀起了一波TOPCon电池浪潮。

在进一步介绍TOPCon电池之前,我们先来了解一下P型电池和N型电池。

众所周知,光伏产业链主要包括硅、硅片、电池、元器件,技术路线开始在硅片和电池细分领域分化。其中,硅片分为P型硅片和N型硅片。

硅是一种四价元素,周围有四个电子。如果一个五价元素(如磷)以某种形式(如加热)与纯硅结合,这样的“硅”就更有可能逸出一些电子而表现出负特性,因此它被称为N型硅(负)。另一方面,如果三价元素,如硼,与硅结合,它将有更多的孔,并表现出积极的电气性能,称为P型硅(正)。

P型硅和N型硅结合时,中间区域形成PN结,具有单向导电性。当阳光照射到PN结时,会产生光伏效应,在半导体上产生电势差。35eb7f36209b2c8cc8f10346f382d455.jpeg

因此,制作硅片实际上是在做PN结,也就是P型硅和N型硅相结合的过程。目前主要有两种方法:一种是在P型硅的基础上扩散磷,形成n+/p型结构,称为P型硅片。另一种是在N型硅的基础上注入硼,形成p+/n型结构称为N型硅片。

然而,P型和N型硅片最大的区别是P型硅片结构简单,成本少,但电池效率也较低。N型硅片寿命长,电池效率可以更高,但工艺比较复杂。例如,最早的BSF和PERC电池是基于P型硅电池技术,而TOPcon和HJT是基于N型硅的电池技术。

际上,两种P型和N型电池并没有本质区别,它们都是以PN结为基础进行光生载流子分离的。而,由于扩散B、P元素在实际工艺上的差异,以及晶体硅内部缺陷对光的反应和捕获少数载流子的能力的不同,使它们在实际工业生产中面临着不同的挑战和发展前景。

目前,BSF电池技术一直落后,最高效率为20.3%,基本被市场淘汰。根据ISFH的估算,PERC电池的理论极限效率为24.5%,是目前主流的光伏电池技术。据CPIA数据显示,CR Micro(华润微)半导体IC芯片 2020年,新增量产线仍以PERC电池为主,PER电池市场占比为86.4%。然而,目前PERC电池的转换效率已接近24.5%的极限效率,因此电池厂商的研发重点已逐渐转向新技术,如TOPCon和HJT电池。35041321530e53304c4ae80fcebc9211.jpeg

目前,TOPCon电池的最高效率为25.4%,根据ISFH,理论极限效率为28.7%。一项技术的普及,除了更好的性能,还必须具备成本优势。技术性能方面,理论上,N型电池具有转换效率高、双面率高、温度系数低、无光衰、弱光效果好、载流子寿命更长等优点,发展潜力更大。

在成本优势方面,根据中来股份公布的N型TOPCon电池价格:单晶N型TOPCON电池182双面报价为1.40元/瓦。单晶N型TOPCon细胞210为1.41元/两边都是瓦特。据济邦新能源网数据显示,7月27日至8月3日PERC系列电池产品:单晶M6电池主流成交价为1.27元/瓦,M10电池的主流成交价格约为1.29元/瓦特,而G12电池主流价格为1.26元/千瓦。因此,按照电池的最新价格计算,中来电池的单价仅比PERC电池高1.11.4美分,两款电池的价格非常接近。

近日,中来还透露,正在推动TOPCon 3.0技术的发展。降低银耗主要是通过设置浇口线来提高浆料的印刷能力,通过寻找银浆的替代品,非硅成本与PERC基本相同。ba2667b63034f9ebbfa7193a9f7d0602.jpeg

同时,TOPCon技术路线具有转化优势。据悉,TOPCon可与现有PERC生产线兼容,并在大型PERC产品生产线设备资产折旧的压力下,升级换代延长了设备的使用寿命,叠加了SMBB技术和银浆国产化,在提高效率、降低成本方面的优势更加明显,是未来2—3年内性价比较高的路线选择。

据专业人士分析,TOPCon比PERC工艺多2—3个步骤,但在PER工艺技术中可以进行扩展。TOPCon目前使用的PECVD是管状的。TOPCon只需要在PERC生产线上增加硼扩散、LPCVD和湿法刻蚀设备,新增投资约5000万元/GW。

目前,光伏电池厂商已经进入产业化和扩张阶段,其中一个很重要的方向就是TOPCon技术路线。据长城国瑞证券统计,截至2022年6月15日,国内已建成的TOPCon产能为30.55GW,在建/待建产能为178.8 GW。在建装机容量中,62.30GW预计年内投产。

据相关资料显示,TOPCon产能最大的公司是晶科能源,约16GW,年底前将投入更多新增产能。排在第二位的是中来,拥有7.6GWTOPCon在其泰州和山西基地的产能,并计划在今年年底达到4GW的产能。其他大型TOPCon生产商包括JT科技、江苏润洋、JA科技等。