晶科能源——浦江夜话

晶科能源——浦江夜话

2022-09-09 12:28

对话一 TOPCon 电池技术路线图与设备配套探讨

进入2022年，光伏电池片的技术迭代迎来新纪元。TOPCon等转换效率更高的电池技术已经从实验室迈向规模化量产。作为全球首家建成10GW级别N型产能的光伏企业，晶科能源一期16GW TOPCon电池已建成满产，下半年合肥二期8GW，尖山二期11GW也将陆续投产。同时，晶科能源在TOPCon的量产效率和生产良率方面持续领跑行业，一期电池量产平均效率达到24.8%，平均良率与PERC持平；二期量产效率预计将达25%以上。随着其他一线厂商悉数开始大力跟进TOPCon扩产，TOPCon从供给端正式踏入格局演变的元年，行业从上游及下游两个方向加速从P型向N型转向。2022年是电池N型技术的爆发元年。

1、我们看到晶科基于TOPCon 技术的组件产品去年11月发布以来，在市场端受到广泛认可，有哪些重要原因？晶科角度看未来 TOPCon电池的未来提升空间有多大，降本增效的空间和路径在哪里？

核心在于产品和产品力。在PERC时代大家渴望新技术的推出、落地、大规模量产、效率提升，实现电站的成本降低，提升收益，把光伏从平价做到廉价。晶科在这样的基础上率先推出TOPCon技术，并在技术推出之初就设定了未来技术发展的路线图今年25%，明年25.5%，后年26%的电池效率。晶科也引领行业做了大规模产能的布局，包括现在已经在量产的16GW的接近25%效率的TOPCon生产线，以及未来25.5%和26%生产线的预留，这些都是可以实际落地的。

另一方面，在PERC时代，多种技术百花齐放，但技术是否能够落地、成本如何、效率能做到多高，但现实产能没有落地，主要因为考虑成本不划算。尽管行业内外声称要做新技术的企业的数量很多，但真正能做到大规模落地的企业数量很少，主要问题在于成本。晶科可以将TOPCon产品成本做到跟PERC产品成本基本持平且良率非常接近，在产品力上已经达到了对于双玻组件182的双玻72片的组件，晶科官网已经更新到580W双玻的水平，预计在今年底明年初有机会对外逐步销售这一档位的组件。第一年晶科的组件领先PERC产品10w，到年底可以领先20w，预计到明年会领先30-40w。效率提升、成本下降、大规模量产能够落地，TOPCon设备投资与传统PERC产线投资在初始阶段的差距是20%左右，并且在进一步缩小，预估目前在10%+。

路径思路晶科已经在建设SE平台，后期产品就在SE平台上，前期产品是留有SE产品平台化的升级空间。今年在没有SE平台的情况下，晶科也有心效率做到25%以上，在明年全面推广SE平台的基础上，效率的起点就是25.3%+，达到25.5%是没有问题的。

在上述基础上，业内先进的技术支持着晶科将效率做到26%甚至更高，例如双面poly技术，对poly里面的氧化层进行进一步高效化。新技术已经进入到实验室阶段，并且在实验室已经可以看到落地的场景和模型；晶科有心明年达到25.5%、后年保守估计将能达到26%。

2、学术界在TOPCon电池领域有哪些亮点研究方向？哪些有机会引导TOPCon产业化的技术进步？

最主要得益于PERC技术的快速进步，整体上讲PERC和TOPCon技术相似。中国光伏产业通过在PERC上的快速发展，整个平台已经非常成熟，得益于全产业链配套TOPCon技术能够快速导入到量产。

四个方面推进TOPCon研究和产业化工作。包括

（1）双面钝化。现在TOPCon产业化技术是在背面做了技术钝化，未来发展趋势是两面做全钝化的过程，但目前来讲实验效果不明显。电解两边的钝化是靠TOPCon和HJT来实现的，未来发展将跟HJT融合。下一步的研发路线是在正面把SE用上，整体优化包括浆料配合、背面优化、正面的光学上面的优化，两年内可以先达到26%的效率。

（2）P型TOPCon。目前取得的结果是P型也能做到25.1%的效率，但整体看比N型差，这与P型材料的烧制寿命，钝化的性能相关。这项技术发展还有很大空间。

（3）PBC。TOPCon跟PERC兼容的问题，P型IBC技术（隆基在推量产的技术）。优势一方面在于成本低，未来可能做到用铝浆完全替代银浆，另一方面是不用硼扩。

（4）叠层电池。单层钙钛矿很难跟晶硅抗衡，钙钛矿跟晶硅结合做到1+1>2，未来TOPCon跟HJT都可以跟钙钛矿结合，实现28%以上的效率。国内稍微落后于欧洲的研究，但差距不大。

3、拉普拉斯为LPCVD、硼扩散等设备的开发和应用做出了重大贡献。尤其是在2022年晶科批量导入N型产品前，拉普拉斯在几乎没有订单的情况下还是坚持TOPCON的技术方向开发，是什么原因？您如何看待LPCVD等核心设备后续发展的路线图？

拉普拉斯在走TOPCon的路上并不孤独，有很多同行也在走，同时客户例如晶科在TOPCon技术上的成功也给予很大心。太阳能的理论转换效率是100%，目前只做到25%+，离转换效率的及格线还有很长的路要走，因此不存在所谓的过渡技术和终极技术。光伏本质是能源，能源唯一的判定标准是度电成本。拉普拉斯高温钝化、低温钝化都在做，也布局叠层电池，但重点在推高温钝化和TOPCon技术，原因有两方面。从工程师思维去看，什么样的方式能做到用更低的成本去实现效率。TOPCon优点一方面在于其生态包括PERC、人才、知识的积累；TOPCon技术需要的是点突破，并不是需要产业链的全面（包括材料、技术等）突破才能实现产业的升级迭代。

配合客户、同行实现点的突破，就能够把技术推到量产。

路线图TOPCon里面关键的是poly这一层的生长制备。先用科学家思维去看某项技术、设备的原理是什么，能够带来的理论上限；再用工程师思维去看技术、设备的优缺点，问题能不能解决。第一，LPCVD只用到气场和热场，相对来讲控制简单。第二，隧穿层用热氧，更加致密。第三，管式设备，拉普拉斯采用水平放片，产能释放空间更大。再加上这一技术在半导体应用时间长，LPCVD能够带来的上限（用于效率提升、成本下降）会更大，且在未来跟新技术的兼容性的空间会大一些。

大家关注的石英的问题其实是工程问题，可以通过石英的涂层，石英加工工艺以及特殊处理来解决。未来技术拓展方面，一是由于管式设备，容易做产能释放；二是通过涂层、石英工艺的管控来延长石英的寿命；三是通过前后套工艺的配合，进一步降低工序的成本。

林佳继 深圳市拉普拉斯能源技术有限公司 董事长

1、是什么让您坚定了Topcon的技术方向？

这条路很多人在走，大多数人在默默前行；在这个过程中，客户给了公司很大的心。

重点在于成本，拉普拉斯的重点是高温钝化和TOPcon，因为公司看的是什么样的路线实现的成本最低，TOPCon一方面有Perc的积累、人才积累、设备积累以及知识积累，另一方面，它只需要点突破，非全产业链。实现这样的突破，就能将技术推向量产。

2、未来LPCVD提升空间？大致方向及路线？

诸如LPCVD，PECVD，PVD这样的技术，从工程师的角度，任何技术都有优缺点；从科学家的角度了解它的原理和理论上限；从工程师的角度看它的缺点以及如何解决。LPCVD只用到气场和热场，相对简单；它的隧穿层用的是热氧，更加致密；还有就是它是管式设备，加上用的是水平放电，产能释放空间更大一些。再加上这一技术在半导体应用了几十年，积累成熟。所以LPCVD的上限会更大。诸如石英的问题这个工程问题是可以解决的，因为第一，产能容易释放，第二，通过石英工艺的管控来延长其寿命，第三，通过工艺的配合，将单插变成双插，进一步降低工序成本。

叶继春 中科院宁波材料所研究员、新能源技术所副所长3、Topcon和HJT实际的极限转换效率差异？

Topcon和异质结属于同一技术范畴的两种技术体现，都叫钝化接触技术，二者极限效率的差异非常小。异质结的钝化更好，Topcon的接触更好。目前Topcon还是单面，短路电流比异质结高，但是双面可能受寄生吸收的影响。对比它们的极限效率意义不大。

4、怎么看PECVD技术应用空间？

LP和PE对比还是看成本，LP和PE路线会长期并存。技术上 LP本身已经非常好了，占主导布局。今年7、8月份对PE推崇者结果是不错的。PE本身比较新，它可能在能量和物质方面、掺杂多样性有竞争优势，提供了探索掺硼的Topcon的新工具。P型硅片背面用的掺硼的POLY是个非常好的结构，性价比具有竞争优势，IBC和Topcon的结合也是个有希望的路线。在PE里面通甲烷或氨气，掺杂适量的碳或氮，寄生吸收会降低。PE基于行业会有很多选择。

奚明 理想晶延半导体设备（上海）股份有限公司 CEO&CTO

5、公司的ALD设备在N型Topcon的应用是不是更有优势？优势在哪？板式ALD后续的发展？

N型本身材料上的优势是超过P型电池的，从这一方面讲，氧化铝和N型搭配也能发挥更大的作用，把N型电池优势发挥出来。

板式ALD最大的特点是单面钝化，Topcon是非常适用的，均匀性等跟设备硬件关联性更大。

6、管式ALD的优势在哪？新技术突破方向？

管式技术的突破要感谢晶科。

公司里的量产方面就是突破产能，满足客户需求；研发方面做好布局，公司有很多技术储备可能在钝化、掺杂还有与异质结的融合方面都有应用；在技术迭代方面公司也有对钙钛矿的布局。

对话二 TOPCon 产品技术与核心材料配套探讨

1、相比PERC，TOPCON在硅料、银浆和封装胶膜上的变化？

Topcon理论的极限效率是28.7%，N型在实验室是25.8%，P型TOPCON是26.1%，产业化只能24.5%，明年可能会往25.5%走。

技术差距主要如下首先效率损失最快的是材料造成的因素，因为N型topcon要进行高温过程，衬底质量会劣化，所以衬底的提升是有的，来自衬底的效率可以有0.8-1%，在材料性能上的提升（经受住严酷的工艺）有可能在0.3-0.5%。

其它辅材，除了衬底外，包括串联电阻损失、光学损失等等，有较大改进空间，特别是制绒过程中的稳定性、均一性。

浆料方面也能改进，去做出更窄、高度更高、能够通更大电流的浆料。

可靠性方面，分装材料上没有特别需要改进的，但后期的二氧化硅总是会引进孔洞，对电池可能也有影响。

2、TOPCON和钙钛矿如何看待？

钙钛矿离产业化还很远，但至少代表了未来发展的方向。钙钛矿和异质结已经到了31.3%（瑞士做的），我们实验室的澳国立和晶科合作的能做到27.64%。异质结的钙钛矿，上海微系统所和成都电子科技大学也做到了28.6%。这个方向我很看好，但能否产业化还需要时间验证，比如钙钛矿的稳定性问题有待解决。

3、TOPCON的材料上降本的空间？

核心降本是功率上升带来的，比如在72片、560-570W的基础上，比PERC提高20W（3%）的差距，后续提升到40W、50W就是5%左右的差距，单瓦成本的下降是很明显的。在硅片的厚度方面，现在已经从年初的170μ的厚度达到量产130μ的厚度，在年底在现有碳钢、切片体系下，厚度也能继续改进到120-125μ。后续80-100μ是有疑问，因为这个厚度光可能会透过电池，可能损失效率。今年到120μ左右，明年100-120μ左右，后年100μ以内的厚度是可期的。

4、在银浆改善上还有多少空间？

TOPCON方面，背面有poly钝化层，银浆烧结过程中需要和钝化层接触，同时要保护poly层，烧结的活性要恰到好处；正面来讲，为了降低接触电阻，我们目前引入了铝粉，但有一些负面作用，比如烧结过程中的银铝尖刺会产生负面影响，铝粉对电阻也是负面影响。总体来讲，浆料在TOPCON比PERC有更多改善空间，比如更薄的poly层等等，到26%效率是指日可待的。

5、除了银浆外的方向如何？

为了让TOPCON更接近PERC成本，我们会开发新的印刷技术，能大幅度降低银浆消耗。中期来讲，也在开发无铝的银浆，把银铝尖刺控制在1微米之内，或用完全的银浆来制造。

6、未来降本空间？

银的成本刚开始是双倍的，刚开始每瓦是2毛多的成本。TOPCON发展很快，每个月都有进展，比如半年有20-30%的银浆使用下降，未来1-2年能做到每瓦5毫克左右。如果能把银浆消耗降低，银的用量压力也可能下降，银的需求下降后价格方面也不会有压力。目前银浆是在走低，银的整体成本是在下降的。另外效率提升也能带来降本，像电子行业、半导体行业的技术我们也可以吸收学习。

7、银浆材料的可靠性上的提升？

我们在材料选择上可以做一些处理。另外银浆的封装材料（玻璃粉）的作用我们可以去尽量发挥出来，在配方、工艺端方面优化，短期会有更好表现出来。

银浆方面大家技术都很好，目前都有保障。

另外工艺端的变化也能带来改善，比如让接触更容易、改进导电性等等。

8、为什么坚持做POE胶膜？

祥邦科技从2017年就把策略转换成了纯POE胶膜，今年公司76%是纯POE胶膜。原因是1）POE更适合电池、组件发展方向，比如纯POE胶膜的低腐蚀性、低玻璃化转换温度，更适合TOPCON；2）往远看，每一种技术路线都有不同封装要求，纯POE更有定制化发展空间，比如TOPCON和钙钛矿电池未来的组件。

9、EPE方面如何看？

EPE开发是为了解决两个问题1）POE本身工艺窗口偏窄，比如一开始良率低、效率低等问题；2）POE目前供应偏紧、价格偏高。

现在海外供应商已经加大了光伏行业POE粒子的供应，电池片变薄也会让POE消耗降低，我们认为POE供应是没问题的。另外，EPE和POE材料的差异很大，POE是非极性的材料，非极性的材料会被极性的EVA会不断吸收，会产生一些不可控的风险。随着产业链加速，POE粒子降价，EPE的发展空间有限。

10、各家企业在TOPCON的投入很多，N型预计有快速发展，福斯特做了哪些准备？

从PERC到TOPCON有两个方面变化

1）PERC极化反应在反面，TOPCON在正面；

2）TOPCON是银铝浆，铝比较活泼，需要我们的胶膜有更好的抗水抗酸腐蚀功能。POE在抗腐蚀方面有优势。晶科目前也是以POE胶膜为主。胶膜从成本角度来看，EVA粒子近几年有不少产能释放，处于相对平衡，POE在未来释放有限，可能要2-3年后，所以我们也推出了一些封装方案。另外，我们在抗腐蚀的POE和EVA都有一些产品突破。

对话三 TOPCon 高效组件系统经济性分析

1、晶科的降本路径？

N型效率在实验室能到25%以上，量产接近20%，表现在组件功率上，以72片为例，N型能高15-20W，意味着3-4%的提升，未来可能到30-40W，代表7%以上的功率提升。降本上，效率占一大方面，系统涉及的其它成本项都会被稀释，所以效率提升可以降低整体水平。对客户来说，预期LCOE能降低5%左右，IRR有0.5%左右提升，本身可行性无法通过的项目也能去实施。

2、晶科的实验室数据和预期有什么差别和突破？

根据我们的测算，N型相比P型，每瓦增益到3%以上，如果是双玻组件+跟踪支架，模拟的数字在4%以上。今年4月的量产组件中，我们观察到的数据在预期之内，而发电量增益在3.5-5.5%范围内，超过了原来预期。

提效方面外，其它因素也在提升，比如开路电压、温度系数、双面率都在不断优化，未来发电量的优势上能够更加提升。

在特别适合N型的场景下，比如在山东青岛的背景较好（白色背景），适合双面率的表现，发电量增益在14%以上，体现了N型在特殊场景下的优势。

3、客户端如何看TOPCON？

N型前几年就有电站在试用，产品的特性和优势有验证，N型的效率优势、衰减优势慢慢体现，从节约土地、支架、增发电量方面也有体现。N型的时代到来可能会比预想的要快。

4、电站环境上的挑战？

将来技术可能会百花齐放，每种技术都要抓住度电成本，每种技术都需要把握住机遇。

5、N型TOPCON组件的发电量和效率上的变化？

各类组件在银川基地做了测试，今年TOPCON组件平均发电增益比PERC高出1.4-2%的范围，在800W每平方米的场景下更突出，超过2.5%。

在同等光照条件下，特别是低光照下，TOPCON的表现比PERC超出3%。目前仅有1个月实证时间，更多实证也需要一些时间，将来会持续跟进。

6、N型需要经过那些测试来保证可靠性？

需要用不同方法相互验证。目前是室内模拟检测加户外实证检测来互补进行测试。由于TOPCON多了氧化层，对电池片的封装部分的可靠性测算更加重要。我们推进了综合模拟环境测算，比如模拟沿海地区的紫外、湿热的测试，还有高寒环境测试、多倍太阳光加速老化测试、西部地区环境下的高低温综合测试。目前结果来看，能够很好地评价各个组件可靠性，在业内得到了普遍认可。同时我们也会推出一系列证书（综合环境测试性、深蓝海洋等等）。

7、组件价格目前较高，对电站收益率形成挑战，设计院是否有好的解决方案？大基地等？

设计费腰斩再腰斩，导致公司在一些项目的设计上没有特别深入，这并不好。设计的优化如果落地带来的收益是远远大于设计费的。晶科作为全球知名组件制造商，说明N型是能推出来的。在现在光伏行业内卷时，N型技术的进步是遥遥领先的。后端的项目都是跟随组件高速发展的，组件带领行业的进步。组件选型是目前光伏项目的第一法则。

大基地项目最大的差异在于所在地特点，有些电站或许相距不远，但发电量差异很大，与很多因素有关。经过测算，N型实证数据结果还是理想的，组件价差在1毛时，N型是有优势的，现在价差没有1毛了，优势更加明显。设计院关心降本与增效，降本N型效率在bos成本一定是降本的，另外双面率与低衰减属于增效，两面叠加导致在应用上有绝对优势。

8、采用N型作为选型，电站设计有无建议？

第一建议还是把价格打下来，逆变器都在1厘1厘谈价格，很多环节都在这样谈，组件选型是第一法则，组件价格如果能降低1-2分则贡献量很大了，其他的都属于高度内卷。

产品方面，N型与P型尺寸差不多，设计上没有太大需要改变，主要是优化，组件转换效率高，亩产发电量在东南地区对土地反应敏感的地方，可以超配到1.2，1.3，1.4，聚焦到有效的土地上更高的发电量。

对话四 TOPCon 市场前景展望

1、晶科选择TOPCon的原因？

公司内部做过大辩论，最终走在TOPCon路线。成本包括设备投资成本与运营成本。设备制造成本下降较快，效率24.8%，良率99%以上，HJT现在良率80%，良率对成本影响很大。如果性能一样的情况下，一定选成本好的，不选需要试错很多次的，性价比是公司选择TOPCon的原因。

彪悍TOPCon性能比想象的更好，实际增益效率能到13%以上

大气不会因为新技术而有很大的溢价，给业主最好的水平

茂盛产业链包括头部企业的跟进，发展迅速

2、晶科TOPCon布局？

今年出货占比25%左右，明年50%-60%，后年80%-90%，还有些客户是perc，公司会预留部分产能给这些客户。

3、全球光伏需求展望？

今年超预期发展，中国市场在整县推进与大基地推进下，今年85GW。

欧洲随着电价以及天然气价格飙涨，35年实现320GW光伏累计装机量目标规划，欧洲市场热度上升，全年都是旺季，装机58GW，乐观情况可以达到68GW。

美国比较复杂与多变，IRA更多在促进本土产业链，现在还是依赖东南亚，主要影响美国装机的是新疆问题，今年预期28-32GW。

全球装机预计239-270GW，26年突破500GW，中国突破200GW。

4、怎么看待N型TOPCon发展趋势？

目前看，短期perc还是主流，但perc已经没有潜力了。今年上半年宣称去做TOPCon的产能有320GW，今年底TOPCon名义产能将超过70GW，明年达到130GW以上。一线厂商选择TOPCon，今年行业预计出货20GW，20、21年2-3GW，今年TOPCon市占8%。公司是动态调整，不排除后续TOPCon发展超过预期。

5、Topcon技术进展给产业链带来的变革？

目前，perc电池已经达到理论效率的极限，N型取代Perc是未来必然的趋势。对产业链的影响

1）N型技术更加多样化，过去几年perc做到了p型技术的统一，但是p型技术有topcon、异质结、IBC，topcon有先发优势；

2）对原材料、相关的配套辅材有越来越高的要求，poe是否会取代eva，坩埚是否短缺等；

3）设备方面多种技术的出现设备产商会选择不同的路径，N型相对来说是起步的阶段，对整个产业链有比较好的促进作用。

6、N型Topcon技术的推进，未来有何趋势展望？

N型未来几年迅速提高市占率比较乐观，未来具体是哪种技术会迅速脱颖而出还有疑问。TOPcon有先发优势，除了晶科之外还有其他产商在增加Topcon产能，实际生产后可以看到成本空间，以及发电量的溢价能否带来更高的收益。

N型配套产品的产能问题，许多辅材能否跟得上N型电池，是整个产业链需要共同协作的事情。总体来说，topcon到年底会有70~80GW落地，抢先于其他技术实现大规模量产，明年可以落地的产能乐观估计可以翻倍。

7、技术变革后从投资角度要考虑哪些因素？

光伏是生产资料，不是消费品，评价光伏技术是用性价比，最后体验出来就是度电成本。

投资角度技术的性价比方面哪些要素会发生变化

1）性能如电池片的效率等，成本最重要，成本突破后技术具有生命力。

2）技术方面降低成本方面主要在设备及工艺(两者是核心)、材料（如银浆如何减少使用）； 

3）应用场景的突破光伏应用不断纵深。

光伏不同于锂电和风电，它具有半导体属性，有技术迭代和成本降低的空间，对于投资者总是会有机会的。

8、N型Topcon未来的表现？

1）P型向n型转变已经没有争议；

2）Topcon量产速度会更快；

3）从供给端头部的组件企业已经开始设备投资，如晶科10GW级（是指设备，不是产能规划）的设备已经投资了，头部企业已经认可。获得头部组件企业的认可后，由于具有终端市场优势、具有金字塔的产能结构，在决定新技术路线时更加客观。

1）从需求端已经有GW级的订单，有很大规模，代表了市场化的趋向，形成了产业闭环；

2）渗透率四季度TOPCON渗透率达到10%，全年会占比会达到8%，以后的速度会很快。P型效率有限制，异质结等面临降本的困惑还有不确定性，topcon处于确定性的成长，会是下一个技术迭代的主流。