每一种太阳电池结构都有其自身能到达的效率极限，因此光伏技术迭代是历史的必然，就像我们经历的PERC电池已经替代铝背场(BSF)电池一样。p型PERC(Passivated Emitter and Rear Cell，钝化发射极和背面电池)量产效率越来越逼近其理论极限值，虽有大厂号称今年底PERC量产效率可达24%。但是这对于迫切需要最大限度降低度电成本的光伏行业来说，仍显太慢。这给n型TOPCon带来前所未有的发展机遇。据行业专家预计，2022年，n型TOPCon将迎来高光时刻。
n型TOPCon何以接棒?一道新能CTO宋登元博士介绍，晶硅电池的理论极限效率为29.4%，TOPCon(隧穿氧化层钝化接触，Tunnel Oxide Passivated Contact)电池理论极限效率为28.7%，是最接近晶硅电池理论极限效率的技术，效率提升潜力巨大。中国光伏行业协会CPIA年度报告指出，2018年以来TOPCon电池效率提升2.5个百分点，同期PERC提效幅度为1.3个百分点，PERC电池在周期中后段接近理论极限，提效进程明显不及TOPCon。n型TOPCon光伏电池更高的效率和功率更能满足快速发展的光伏市场。
TOPCon电池结构(来源：一道新能)
TOPCon工艺已经成熟
中国光伏行业协会CPIA数据显示，2021年PERC产线投资额约1.94亿/GW，TOPCon产线为2.2亿/GW，两者已经非常接近。新上PERC产线一般都预留了TOPCon升级空间。业内人士介绍，每GWPERC升级TOPCon工艺路线的设备成本在5-6千万左右。
从电池制备环节看，TOPCon相比PERC增加/替换的主要设备为B扩散、隧穿氧化层及poly Si沉积设备，其余环节基本与PERC产线兼容。光伏设备专家介绍，老旧PERC产能改扩建TOPCon，可采用管式LPCVD+磷扩;或者PECVD原位掺杂技术路线。近两年新建大尺寸PERC 产线，一般预留TOPCon空间，可采用PECVD/PVD原位掺杂技术路线。
据一道新能介绍，目前TOPCon电池工艺的难点在于减薄多晶硅层厚度和提升掺杂浓度，以提升钝化效果和增加长波长光谱响应。同时，在保证效率的同时将工艺窗口做大、保证量产工艺的稳定性，是当前量产最大的挑战。一道新能持续进行LPCVD设备优化和工艺优化，保证产品的可靠性和稳定性。通过工艺优化和管控，控制超薄氧化层和多晶硅层的均匀性，优化硼扩散条件，控制硅片氧含量，一道新能n型电池良率可以达到与PERC相近的水平。
资料来源：光伏百科吴帅
一道新能CTO宋登元博士也特别指出， TOPCon可以兼容 PERC 产线设备和工艺，可以很好的运用PERC技术积累、人才储备和设备成熟的优势，只有全产业链协同推动TOPCon技术才能快速的发展。
n型TOPCon先行者
很多头部企业已经开始行动，比如晶科能源、一道新能、天合光能，他们正把更多的精力投注在n型产品的研发与生产上。
晶科能源表示，已投产的16GW大尺寸n型TOPCon产能爬坡顺利;大尺寸TOPCon电池量产效率已经超过24.6%，良率接近PERC水平。近日，晶科能源宣布其182 n型TOPCon转化效率经中国计量科学院第三方测试认证，全面积电池转化效率达到 25.7%。
一道新能介绍，其已建成6GW的n型产能， TOPCon产线的电池量产效率突破24.6%，实验室效率突破25.5%。按照扩产规划和建设进度，预计今年底一道新能n型产能将达到20GW。值得一提的是，一道新能率先建立n型TOPCon产品报价体系。近日，中国n型高效光伏电池技术领军人物宋登元博士正式加入一道新能，担任首席技术官(CTO)，在负责n型高效电池、组件的技术提升和生产工艺管理的同时，全面负责一道新能研发工作。宋登元博士的加盟，将进一步巩固一道新能在n型光伏技术领域的引领地位以及公司整体研发实力。
天合光能210大尺寸TOPCon中试线电池量产平均效率突破24.5%，量产线实验批次最高效率达到25%。天合光能在接受调研时表示，新增产能主要为基于210尺寸的高效能TOPCon电池组件产能。
统计数据显示，2022年开始TOPCon产能提升明显，2022年底累计产能(含在建)有望超过50GW，2023年底将有望接近80GW。据此，宋登元博士表示，2022年是TOPCon技术元年。
n型TOPCon备受青睐
毫无疑问，p型PERC仍是市场主流，但是具备衰减低、温度系数高、弱光性好、双面率高的n型TOPCon产品已经开始受到市场关注。招商证券游家训团队分析文章指出，TOPCon将在今明年开始规模应用，TOPCon仍然是稀缺的优质产能，在技术变革的先发红利期，优势企业将有较好的收益。业内专家分析认为，晶科能源、一道新能等n型企业将率先受益。
在上半年的招投标项目中就可见一斑。今年3月份，华电公示2022年单晶组件采购中标候选人，1.5GW中标组件为n型TOPCon产品。另外，中核汇能、国家电投4.5GW集采项目也设置了n型组件标段。一道新能、晶澳科技、天合光能等企业积极参与投标。
在国外，天合光能n型TOPCon也有着不错的收获。继与中东Al-Raebi公司签n型组件订单后，天合光能210+n型组件海外需求持续旺盛。日前，与山东电建三公司签订的44MW至尊n型690W系列组件订单已经开始向目的地沙特朱拜勒市发货。
p型PERC之后，n型TOPCon是一种更适合大规模生产的技术路线。一道新能CTO宋登元博士认为，n型TOPCon在降低BOS成本与度电成本方面优势明显，其在一定时间内必将成为市场主流。
责任编辑：周末
