闲谈TOPCon、异质结、BC电池的技术路线之争

进入2024年来，光伏行业基本走出了持续三年左右的182与210尺寸之争(182*210的矩形片成为行业主流尺寸，也为主要厂家所接受)，当下n型TOPCon，异质结与BC电池的技术路线之争成为热点。从本质上说，电池路线之争比尺寸之争显得更有意义，更能推动行业技术进步与健康发展。

在这里，笔者从技术本身出发，试图以一种相对客观公正的角度来谈谈对三种电池技术路线之争的看法。

首先，n型TOPCon毫无疑问已经占得先机，成为当下的主流。TOPCon在2022年开始大规模量产，截止2024年底，已经占据了70%左右的市场份额，大多数头部企业都选择了这条技术路线。目前TOPCon在成熟度、成本、可靠性方面占据全面优势，尤其在去年行业全面导入激光辅助烧结(LECO)工艺后，TOPCon的效率显著提升，和异质结的效率差距明显缩小，且激光辅助烧结也一定程度上有利于TOPCon推出单玻产品并实现材料端的进一步降本。综合来看至少3年以内，TOPCon的主流地位难以撼动。但如果说5年之内TOPCon是否都会是主流，笔者认为目前还不好下结论，毕竟光伏行业从来就很难准确预测五年以后的事情。TOPCon的主要问题，笔者认为有两点，一是下一步继续大幅提效的难度明显增大，正面局部多晶硅钝化(Poly Finger)的工艺难以量产，二是TOPCon的高温工艺决定了其能耗高，相对碳排放值较高。

再来看异质结技术，客观地说，这一年异质结的进展不太尽如人意(实际出货量远远低于TOPCon)，效率上被TOPCon追得很紧，成本仍然相对较高，而异质结的薄硅片降本的优势，随着硅料价格的急剧下降变得微乎其微，同时异质结的可靠性还需要进一步优化。银包铜、0BB、转光胶膜三种技术对于异质结的降本提效而言，都是必须要做才可以的，但三种技术叠加对量产成熟度与可靠性的挑战，还需要时间来验证。异质结是一个从物理学角度很完美的技术，工艺流程简单，结构高度对称，双面率与温度系数的优势(体现在发电量上增益)明显。未来异质结效率的提升空间依旧较大，如铜电镀工艺的实现、微晶的工艺进一步优化、靶材的进一步优化等。异质结当下最紧迫的任务就是进一步降低成本，无论是电池工艺上还是组件工艺上，继续提升产品的可靠性。如果在半年内异质结能够在这两方面有明显的进展，那么异质结的未来仍然值得期待。

最后再来看BC，笔者个人认为，BC本质上就是一种背面接触的电池结构，基于PERC，TOPCon，异质结的技术都是可以做出BC电池的。BC电池的优势也非常明显，首先因为正面没有栅线的遮挡，正面效率自然会相对更高，再考虑到更好的正面钝化效果，相对TOPCon实现0.3%-0.5%的效率提升是很容易的。其次，BC的外观更加好看，在分布式上尤其是户用屋顶上受欢迎程度更高。最后，BC电池的特性决定了组件上每块电池都可以实现反向偏置(类似旁路二极管的功能)，从而在阴影遮挡的情况下，BC组件的发电优势非常明显(理论上这种情况下实现5-7%的发电增益不是问题)。但同时，BC电池面临的挑战也非常大，首先BC的特殊工艺决定了电池良率偏低，成本更高;其次BC组件的全背面焊接，很容易造成电池翘曲，所以BC电池也不得不采用更厚的硅片，但电池翘曲与组件长期可靠性的影响仍然需要时间验证;第三，也是BC组件在地面电站面临最大的挑战，BC的全背面结构注定了BC电池的双面率更低，目前常规BC组件的双面率大概不到60%,即使采用0BB工艺，组件双面率也难以达到65%，相对于TOPCon组件80%左右和异质结组件85%左右的双面率，BC组件背面发电的劣势明显，在现阶段的电站度电成本计算模型下，BC正面效率的提升难以弥补背面发电的损失。因此，下一阶段BC最主要的任务一是降本，二是想办法提升双面率。

最后，再说下三种组件的发电性能。笔者认为，决定一种组件发电性能的主要参数不外乎温度系数、弱光性、双面率、工作温度、IAM特性这几点。异质结组件本身在温度系数、双面率、弱光性方面具有天然的优势，因此，在相同边界条件、不考虑额外遮挡的客观评估场景下，成熟的异质结组件的发电性能应该是比TOCon更好的，基于温度、辐照度的差异，异质结相对于TOPCon有1-2%的发电增益是可能的。而BC电池，如果基于TOPCon工艺，其理论上温度系数、弱光性和工作温度和传统的TOPCon不会有本质差别，但由于BC双面率更低，所以在不考虑阴影遮挡情况下，BC的发电应该是不具备优势的;同样基于异质结结构的HBC对比传统异质结也是相同结论。但如果有阴影遮挡的情况下，BC组件的发电优势应该是很明显的。另外一个有意思的话题，建议行业可以深入研究下，那就是正面没有栅线遮挡的BC电池，其IAM性能相对于正面有栅线的电池到底是更好还是更差。 一方面电池栅线在斜角照射的时候会有一定的阴影，对IAM性能起到不利的影响，另外一方面，电池栅线在斜角的时候也会反射一部分光线到组件上，对IAM性能提到提升作用。到底这两个因素谁对IAM的影响更大，行业可以专题研究下。

笔者认为，三种技术相互竞争、相互促进，有利于行业的更好发展，但不同路线间的相互攻击和倾轧并不可取。光伏行业终于走出了持续三年多且相对无聊的尺寸之争，回归到以电池技术路线为核心的技术路线之争，这肯定是好事。希望有更多客观、以技术原理和科学设计的实验数据为依据的讨论或争论，而不仅仅是泛市场宣传化的论战充斥媒体。至于未来谁会成为真正的主流技术，建议还是更多交给时间、交给市场去评判。总之，技术进步是光伏发展的持久核心动力，更多的技术竞争会更好地促进行业的健康发展。