一道新能宋登元：TOPCon最具长生命周期基因和最优发电量

2024年8月16日，中国光伏行业协会主办的“2024 TOPCon太阳能电池技术发展趋势研讨会”在上海召开，会议围绕TOPCon电池技术发展趋势及路径、技术创新及应用、实证发电数据、未来行业格局等议题展开深入讨论。来自中国光伏行业协会的领导、光伏TOP10企业的CTO、行业技术专家、第三方检测机构和设计院、媒体机构等200余人出席会议。一道新能CTO宋登元博士受邀参会，与晶科、晶澳、天合、通威的CTO们共同作为《TOPCon提效路径与技术趋势》圆桌对话嘉宾，对话由上海市太阳能学会名誉理事长、上海交通大学太阳能研究所所长沈文忠教授主持，以下为宋登元博士对话环节发言的内容摘要。

1、近年来，n型产品完成了对p型产品的迭代，其中n型 TOPCon市占比尤为突出。TOPCon技术快速占领市场的关键优势是什么?对行业发展有怎样的意义?

宋登元： 一道新能作为新生代企业，从创立之初就坚定选择了TOPCon技术，我们就认为TOPCon是一种一定能够替代PERC的下一代的主流技术，所以一道新能义无反顾地选择了这种技术，时间证明这种选择是对的。

我认为三个因素决定了TOPCon最具长生命周期的基因，关键优势主要体现在：一是低的度电成本、二是良好的产业生态、三是高的电池效率。低的度电成本(LCOE)是核心，有了这个优势，这种技术就可能替代上一代技术成为新的主流技术。但低的LCOE需要有两个支撑，一是良好的产业生态，另一个是高的电池效率潜力。中国光伏的竞争力，并不是仅体现在某一个环节，而是产业链、创新链特别完整，这是任何一个西方国家不可比拟的。TOPCon兼容上一代PERC关键设备和工艺，我国对TOPCon整线全套核心设备自主可控，产线投资及电池和组件所用的辅材成本较其他N型技术具有显著的经济性，并且还在持续下降，因此TOPCon建立了良好的产业生态。有了好的产业生态，技术的成本下降就非常快，这就是为什么2024年TOPCon市场将到达70%以上的根本原因。

TOPCon也有高的效率潜力。TOPCon具有高达28.7%的理论效率，是一种最接近晶硅29.4%理论效率极限的高效电池，提效潜力巨大。提升电池效率的目的是服务于降本，电池效率提升意味着太阳光子的利用率增加，使单位面积的电池和组件发电量增加，从而降低成本。

2、预计TOPCon的行业主流地位还将保持几年?在技术创新和储备，提升产品效率和性价比，最大限度发挥价值方面我们能做哪些?

宋登元：我认为TOPCon占市场主流的时间至少有5年甚至更长。从光伏理论上，TOPCon钝化原理先进、并且理论效率高;从产业生态看，TOPCon全链条的技术创新，产业生态非常完整;从用户端看，TOPCon的发电量高于其他N型技术，这些都是主流技术必备的要素，会促进TOPCon的持续降本增效，从而延长它的生命周期。

对于TOPCon未来的技术提升，我们也做了很多仿真研究，如果以25.5%的效率为基础，在整体TOPCon电池结构基本不改变的情况下，产业化效率提升到27.5%以上应该是没有问题的，提升到28%以上就会需要做一些电池结构的改变，对于28%的效率目标，一道新能有两个方向：

第一，基于目前的材料和结构，TOPCon还有很大的提升空间，电池前面和背面都有许多提效工作要做。首先是背面，尽管我们在背面已经做到全面接触钝化了，但现在80微米的Poly-Si膜的厚度还是比较厚的，多晶硅对长波长的光会产生较多的寄生吸收，从而降低短路电流，未来要降低到50微米以下，对于电流的提升是比较大的。电池特性仿真表明电池正面改进的提效要比背面更显著，在正面引入接触钝化技术，如Poly-finger，另外继续提升发射极方块电阻和降低金属栅线下的复合电流都会改进电池的开路电压和填充因子，从而推进效率的提升。

第二个方向是研发新材料体系。现在我们说的接触钝化，核心是载流子选择性接触技术，这种技术只对一种导电类型的载流子具有选择性，TOPCon电池中隧穿氧化物本身具有载流子选择性，可以很好地选择电子，是比较好的电子选择性接触材料。我们研究新的选择性载流子接触材料，配合材料不同的功函数，能够在正面很好的选择空穴，我们称为TOPCon/CSPC结构，会达到28%以上的效率，甚至接近晶硅电池的理论极限。

3、不同技术在测试、实证中得出的数据差异较大，甚至得出完全相反的结论。如何评价这种现象?在实际应用中，哪种技术表现更佳?

宋登元：对于光伏来说，要建设一个合格的光伏实证基地，它的要求是极其严格和专业的。光伏系统实证基地的建立和运行，并得到相对误差较小的发电数据需要非常强的专业团队和良好基础设施的支撑。如果没有这个前提条件，得到的数据并不具备权威性。为什么得出的数据会相互不一样、甚至出现打架现象?影响实证发电数据的因素非常多，简单说包括安装方式、安装容量、广谱条件、光环境、温度、风速、降雨降雪、数据采集的不确定度、采样周期、采样季节(全年还是部分季节或时段)等，如果这些条件不同，最后的结果很可能差别比较大，甚至数据是相反的。为获得准确的发电数据，国家投入巨资建立了很多国家级的光伏第三方实证平台，国家光伏、储能实证实验平台(大庆基地)就是其中最大规模的一个，该基地一期项目实证实验方案161种，有69种光伏和储能产品，光伏组件覆盖了TOPCon、HJT、IBC、PERC等产品。2022年报告披露“从大庆基地组件实证数据发现，不同技术类型的组件产品中，N-TOPCon组件发电量最高，分别较IBC、PERC高 0.5%、2.24%”，2023年报告披露“N-TOPCon组件发电量最高，较IBC、PERC分别高1.16%、2.87%。”，可见两个完整年度的组件发电量中TOPCon是优等生。总的来说，国家级光伏实证电站的数据具有权威性，是全年综合发电能力的体现。