光伏电池技术路线之争初见分晓

TOPCon光伏电池市场占比将从2023年的23%，快速提升至2024年的60%。光伏技术路线之争“初见分晓”。

“n型TOPCon电池已成为当下主流，预计今年在我国的市场占比有望超过60%、乃至到70%，未来若干年的市场占比也将继续超过50%。”上海交通大学太阳能研究所所长沈文忠教授在“2024 TOPCon太阳能电池技术发展趋势研讨会”上指出。数据显示，今年7月，光伏组件招标量中，n型组件占比85.3%，渗透率达92%，成为主流，而p型组件逐步被边缘化。业内专家一致认为，至少未来5年内，TOPCon将保持行业主流产品地位；而五年后，TOPCon与钙钛矿叠层的生命力仍将强劲，电池效率有望突破30%。

“TOPCon为未来五年主流技术”

提升电池转换效率和降低度电成本是光伏产业永恒的主题。随着p型电池转化效率逐渐接近天花板，光伏行业正式步入n型时代。目前主流n型电池有TOPCon、异质结（HJT）、BC技术等。这其中，TOPCon电池技术的发展格外迅猛。“TOPCon为未来五年主流技术”，已成为行业共识。

根据中国光伏行业协会编制的《中国光伏产业发展路线图》，n型TOPCon电池的市场占比将从2023年的23%，快速提升至2024年的60%。到2030年，仍将接近50%。集邦咨询预计，到2024年年底，n型电池产能约1078 GW，占比约76%，其中TOPCon电池产能约941 GW，占比约66.3%。

据介绍，TOPCon电池技术在2013年由德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所（Fraunhofer ISE）提出，该设计在太阳能电池背面制备一层超薄氧化硅，随后再沉积一层掺杂硅薄层，二者共同形成了钝化接触结构。长三角太阳能光伏技术创新中心主任沈辉指出，目前，我国光伏企业已实现TOPCon技术产业化，并逐个突破设备配套、材料、工艺、稳定性、可靠性等关键难关。

TOPCon技术何以成为头部企业首选？天合光能副总裁陈奕峰表示，从技术本身来看，TOPCon电池比PERC电池在效率上高出1.5%以上，功率多出30W，直接降低了BOS成本（除光伏组件以外的系统成本）。同时，TOPCon技术的供应链体系已经相当完备和成熟，装备投资成本相对较低。此外，该技术还包括双面率高、低温度系数高、低衰减价值等优势。

晶澳科技首席技术官欧阳子认为，TOPCon技术成为市场主流，得益于两方面优势。一方面，光伏量产技术的开发是“工艺+设备+材料”三位一体的结合，从PERC技术到TOPCon技术，制造工艺和设备总体改动不超过30%，却可以大幅提升转换效率，性价比极高。另一方面，TOPCon技术路线本身足够优秀。“从理论上讲，电池设计需要考虑光吸收、钝化、多子传输等多因素之间的平衡，就目前来说，接触钝化加poly（在光伏电池背面加保护层）的体系是最优的量产方案。”欧阳子解释说。

开路电压是标志光伏技术发展的关键指标，意味着其效率提升的潜力。通威股份光伏首席技术官邢国强补充，TOPCon电池在开路电压上展现出优异的特性，从研发初期的710mV逐步提升至现在量产的740mV，这是电池钝化结构技术领域的飞跃。

多种技术路线“融合创新”

从相关企业发布的产能规划来看，TOPCon电池也是扩产的重点技术。今年7月，工业和信息化部发布《光伏制造行业规范条件（2024年本）》（征求意见稿），强调现有光伏制造企业及项目产品应满足N型单晶硅电池（双面电池按正面效率计算）的平均光电转换效率不低于25%；N型单晶硅组件（双面组件按正面效率计算）的平均光电转换效率不低于22.3%。新建和改扩建企业及项目产品应满足N型单晶硅电池（双面电池按正面效率计算）的平均光电转换效率分别不低于26%；N型单晶硅组件（双面组件按正面效率计算）的平均光电转换效率不低于23.1%。

“目前TOPCon技术仍在不断完善和更新之中，实验室效率已接近27%，预计两年内TOPCon电池将实现27%以上的量产效率，最终有望达到接近28%的理论高效量产水平。”晶科能源首席技术官金浩指出。值得一提的是，TOPCon电池理论极限效率达28.7%，略高于异质结电池的28.5%，是最接近晶体硅太阳电池理论极限效率——29.43%的技术。

而对于业内将TOPCon技术视为过渡性技术的观点，欧阳子则认为，TOPCon技术的生命力或远超五年。他表示，新装备、新材料的导入，电池结构和工艺的优化，都可以使电池效率得到持续提升。比如，在电池到组件承上启下的关键步骤——金属化步骤方面，TOPCon作为高温体系，可选择的路径更多，创新提效的潜力更强，未来该技术或将以每年0.3%的效率提升。此外，相较于BC技术，TOPCon更适合作为叠层电池的底电池。在更远的未来，“TOPCon+钙钛矿”叠层电池有可能引领行业进入量产“30%+效率”时代。

一道新能首席技术官宋登元则强调，尽管TOPCon背面技术已实现全面接触钝化，但非晶硅厚度仍是挑战，减薄至50nm以下有望提升电流效率。同时，探索新材料体系也是关键，寻找更优的载流子钝化材料，配合不同的功函数，可能超越传统二氧化硅/多晶硅的性能，从而低成本实现效率突破至28%左右。

TOPCon技术短期内占据主流已成为大势所趋，但业内专家一致认为，光伏技术正处于创新迭代活跃期，各类电池技术各有其独特的优势，要倡导开放包容的研发态度，充分利用各种电池技术的优势，融合创新。

陈奕峰表示，异质结技术的温度系数和双面率有独特优势，但在大规模量产效率及装备成本方面仍需努力；IBC技术正面功率高、BOS成本低，在单面应用场景有其价值。

业内普遍认为，异质结太阳能电池凭借高转换效率、低衰减率、较高的双面率等优势，具有较好的市场前景；不过，异质结电池若要实现大规模量产，还面临成本、设备稳定性等方面的挑战，目前，异质结装备投资成本仍是TOPCon的3倍以上。

BC电池正面没有栅线，更加美观，在分布式光伏上的优势更为突出，但由于其电极均分布于电池背面，很难在大量的双面应用场景上成为主流，同钙钛矿叠层时，技术难度也较大。

集邦咨询判断，在电池片价格下行的背景下，异质结电池渗透率受到抑制，2024年产出约22 GW，占比约3.1%；BC类电池产出约24 GW，占比约3.3%，解决成本问题仍为核心挑战。

作者丨张维佳编辑丨赵晨美编丨马利亚监制丨连晓东