N型TOPCon与异质结HJT之争,谁是组件技术的新赢家!!!

来源:微信公众号“马丁绿光伏”发布时间:2021-11-01 15:23:30

  近两年组件技术风云变幻,各家争相进行了光伏技术的“军备竞赛”。从尺寸变化到电池技术迭代,各家都拿出了看家本领。

  就最近的N型技术路线之争来看,晶科能源创造了新的大面积N-TOPCon电池转化效率世界纪录,转化效率达到25.4%。同时隆基在M6尺寸异质结电池(HJT)上也再次取得重大突破,转换效率高达26.30%。就目前的产业情况来看,N-TOPCon更受量产厂商的青睐,究竟是什么在支撑着这个技术?

  1、TOPCon技术的前世今生

  Topcon技术的核心就在于钝化接触,Topcon的后半部分,就是钝化接触Passivating Contact的英文缩写。提高电池效率的其中一个核心点便是不断降低电子与空穴对的复合,从多晶到单晶,从全铝背场到PREC,一步步走来,不断地减少内部消耗,逐步以0.5%-0.6%/年的效率提升速度进行着迭代。

  M. Hermle, et al., Appl. Phys. Rev. 7, 021305 (2020).

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  PERC的钝化接触可以近似的看成是TOPCon的不完全体。相较于曾经的全铝背场电池(电池背面除了银电极,全部都是铝),PERC电池的背面减少了铝的占比,在没有铝的地方用上了SiNx等钝化层来钝化背表面,减少了金属-半导体界面的复合,提高了电压,增加了转化效率。但是,PERC电池的金属电极构造,依然保留了少量的金属-半导体接触面积。别小看这一点点的接触面积,它是复合的主导因子之一,是限制PERC电池效率突破的重要因素。

  而TOPCon的电池设计,进一步减少金属-半导体的接触面积,在减少复合的路上越走越远,不断的向理想的电池靠拢,不断地突破着效率的壁垒。如下图所示,金属和半导体间的接触被消除,转而由隧穿效应来传导。

  P.P. Altermatt, Nature Energy 3, 718 (2018)

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  2、TOPCon技术的未来

  根据ITRPV的预测,N型将逐步的占据市场份额。目前市场上的PERC产能十分充足,有很大一部分是近两年扩产的,很多设备的折旧还没有走完。同时今年原材料上涨,多家电池厂商并未100%开足马力生产,利润情况不容乐观。如果在未来N型的大势下切换到异质结技术,势必又将在设备上投入相当大的一笔资金。

  而TOPCon技术与目前的PERC技术有许多共通之处,老设备调试调试,改造改造,增加一些工序设备后可以以更低的成本转变成N型电池产能。

  ITRPV 2021

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  所以从目前的技术能力来看,N型TOPCon似乎更受量产厂商的青睐。拭目以待吧,让更新的技术,更高的效率,来迎接未来碳中和时代的到来。


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