全球能源转型已到达转折点，太阳能光伏技术正成为全球可持续能源体系的基石。
Radovan Kopecek与Joris Libal深入分析了推动光伏技术崛起的科技与经济因素，特别聚焦于双面背接触组件的变革性潜力。
近年来，太阳能光伏装机的显著增长已从根本上改变了全球能源格局。根据国际可再生能源机构(IRENA)数据，2023年全球新增电力容量中太阳能占比超过60%，且这一趋势仍在持续。此轮空前扩张由三大相互关联的因素驱动：持续的技术创新、急剧下降的成本以及主要经济体的强力政策支持。
从早期的Al-BSF电池到当前的高效电池架构技术,光伏技术演进经历了多个不同的发展阶段。其中，双面组件因能同时捕获组件正反两面光线而尤为重要，根据安装环境与地表反照率差异，其发电量较传统单面设计通常可提升5-20%。
在双面技术范畴内，爱旭、Maxeon和隆基等行业领军企业商业化推广的背接触(BC)电池技术代表了当前最高技术水平，相较于主流TOPCon技术具有更卓越的效率和可靠性。
图1展示了全球光伏装机的指数级增长轨迹，凸显了该技术在电力容量扩张中日益增强的主导地位。即使在经济不确定性时期仍保持的持续上升趋势，印证了光伏技术在当代能源市场中的根本竞争力。这种指数级增长将持续推进，预计从2027年起进入太瓦级市场，下文将对此展开进一步探讨。但首先，我们将分析其持续增长的根本动因。
图1. 彭博社描绘光伏系统年度新增装机主导地位的图表[1]。图片来源：彭博社
太阳能的经济竞争力
过去十年来，光伏的经济性显著增强，如图2a所示。自2010年以来，大型地面光伏项目的平准化度电成本(LCOE)下降了90%以上[2]。Fraunhofer ISE的最新分析[3]表明，在优势地区，光伏发电的LCOE现已达到0.03-0.05欧元/kWh (图2b)，在全球大多数市场显著低于化石燃料替代方案。
当与储能系统配合使用时，光伏发电仍保持0.06-0.10欧元/kWh 的竞争力，且这一价格点随着电池技术的进步持续下降。
图2a. Lazard公司发布的LCOE发展趋势[2]。图片来源： Lazard。
图2b. Fraunhofer ISE发布的当前LCOE数据[3]。图片来源：Fraunhofer ISE
光伏成本优势的提升源于多个相互关联的因素。制造规模效应推动组件价格持续下降，同时，光伏组件效率提升既增加了单位面积发电量，又降低了与面积相关的系统平衡(BOS)成本。通过标准化和改进安装技术，BOS成本得到进一步优化。在此背景下，双面背接触(BC)技术展现出独特优势：初始效率更高，且因衰减率更低(通常<0.3%/年，PERC技术为0.5%)，长期性能更优异。这些特性转化为全生命周期发电量的提升和项目经济性的增强。
图3引用的Nijsse研究[4]预测表明，随着光伏-储能系统的成熟与规模化，其经济性将持续改善。鉴于光伏技术仍处于效率提升的快车道(未来5-7年绝对效率仍将提升0.4%)，预计光伏发电将在全球能源领域占据主导地位。
图3. 包含储能的可再生能源全球LCOE预测(基于Nijsse研究[4]修订)。图中新增了不同时期(过去、现在及未来)主流晶硅技术的标注。图片来源：Nijsse
这意味着双面背接触(BC)技术将成为最终赢家——其组件效率将接近26%，且具有低温系数和低衰减率特性，可使LCOE降至0.01欧元/kWh 以下。而效率超过30%的叠瓦组件的应用预计将在不同的时间维度实现。
光伏装机的指数级增长：描绘光伏主导地位的发展轨迹
全球光伏市场持续呈现指数级增长，年新增装机量从2009年的约7GW攀升至2023年的400GW以上。国际光伏技术路线图(ITRPV)预测[5]，这一趋势将持续推进，预计到2030年，累计装机容量将突破5.5TW。
图4上半部分展示了重绘自彭博社数据集[1]的历年光伏装机数据，图表标题为"较三年前增长对比"。下半部分呈现相同的历史数据，并结合太瓦研讨会[6]的预测数据，涵盖了持续至2060年的装机总量预测。
图4. (上图)采用对数坐标展示的光伏装机量历史数据[1]与(下图)历史及未来预测数据[6]的指数增长趋势。图中新增了各时期(过去、现在及未来)主导市场的主流晶硅技术标注。图片来源：彭博社
基于上图分析可知，过去40年间，光伏新增装机量始终遵循一条简明法则："每三年年新增装机量翻一番"。若将此倍增规律延续至未来，则清晰展示了如何通过光伏实现2050年80TW装机目标——从而达成既定的二氧化碳减排目标。下图经太瓦研讨会[6]详细论证，进一步佐证了这一预测：从2038年起，每年将保持约3TW的线性增长规模。
此外，我们在本次预测中纳入了影响并主导能源转型的最重要技术路线。当前，我们正处于TOPCon技术时代，预计从2028年开始，双面背接触(BC)技术将接棒主流地位，这一时间节点恰与行业预期的年新增太瓦时代里程碑相吻合。
到2050年后(我们相信这一时间节点甚至会提前)，全球光伏装机量将达到100TW，可满足约75%的总能源需求。目前，全球已安装2TW光伏系统，其发电量约占初级能源需求的1.5%。剩余能源需求将由风能和可再生能源低成本电力制取的绿色氢能提供。在这一100%可再生能源体系中，电池储能同样将发挥重要作用。
光伏创新与性能发展路径
光伏技术版图正日趋多元化，多种电池架构在不同细分市场展开竞争。TaiyangNews 2025年度商用组件调研[6](图5所示)揭示了清晰的效率层级：背接触(BC)技术以24%以上的转换效率位居榜首，异质结(HJT)技术以23%以上效率紧随其后，TOPCon技术效率达23%。传统PERC组件目前主要面向成本敏感型项目，效率维持在21.5%-22%。
图5. TaiyangNews发布的最高效率组件列表[7]。图片来源：TaiyangNews
这几类技术主要通过以下关键特性实现差异化：BC电池消除了正面金属栅线，有效降低遮光损失，从而实现最高转换效率和最低衰减率;TOPCon技术在性能与现有PERC产线兼容性之间取得平衡;异质结(HJT)技术具有最低温度系数，但面临银浆消耗量与产能的挑战，导致成本较高。
ITRPV预测：描绘未来技术发展路线
国际光伏技术路线图(ITRPV)[5]作为行业技术发展的权威指南，其2025年版指出了若干关键趋势：异质结(HJT)技术市场份额将逐步萎缩，PERC技术将完全退出生产领域，而TOPCon技术将在未来数年主导市场。凭借其效率优势和持续下降的生产成本，背接触(BC)技术预计将快速提升市场占有率。
该路线图预测，商用背接触(BC)组件效率将在2026年达到25%，到2028年接近26%。同时，制造工艺创新(如铜金属化技术的丝网印刷与电镀工艺)和先进图形化技术预计将使银浆消耗量较当前水平降低80%。鉴于中国在技术迭代方面，通常仅需五年左右就能完成产业转型，我们坚信，背接触(BC)技术主导市场的进程将大幅加快。
展望更遥远的"光伏革命"，ITRPV将钙钛矿-硅叠层电池确定为下一轮重大技术浪潮，预计2030年前后实现初步商业化。该类器件的实验室效率已突破33%，预示着光伏性能可能迎来又一次阶跃式提升。
性能指标：理解技术差异与现实影响
效率仍是评估太阳能技术的关键指标，但解读效率数据需审慎考量。实验室记录(如隆基27.8%背接触电池[8]和27.3%异质结电池[9]，以及晶科27.02% TOPCon电池[10])代表理想条件下的结果，与实际工况存在显著差异。由于制造公差、并网损耗及其他实际因素，商用组件效率通常较实验室记录低2-3个百分点。我们已在2022年《国际光伏》期刊的文章中对此进行过系统阐述[11]。
图7有助于理解不同效率指标的实际意义，清晰区分了实验室记录、冠军组件与量产可行水平之间的差异。评估太阳能电池技术性能需要深入理解各类效率指标的内在含义——必须明确区分研发中心实验室与一线厂商"GW试验线实验室"的数据差异，以及冠军组件与典型生产环境产品的区别[11]。
图7. 关于不同技术成熟度(TRL)层级效率声明的讨论。TRL9代表量产级别，TRL数值越低，表明技术成熟度越低。TRL4指实验室环境下的组件测试或验证阶段(如稳定性提升实验)。图片来源：PV Tech
光伏行业关于组件效率的讨论广泛存在，各种技术宣称的性能指标层出不穷。例如，有观点称，TOPCon技术已在量产中实现27%的电池效率。但必须认识到，这类数据均是在受控实验室环境下取得的峰值效率，并不能代表工业量产可实现的平均效率水平。
通过Fraunhofer CalLab等机构的测量校准可知，采用激光增强接触优化(LECO)工艺的TOPCon技术的实际量产效率更接近24.8%。此外，还需审慎考量测量与计算数据的来源。特别是中国相关文献中存在填充因子(FF)和电流值被高估的现象，可能导致绝对效率值出现约1%的偏差。最终"真相始终体现在组件端"(如图5所示)。
就当前市场主流技术而言，TOPCon电池的转换效率基准通常维持在23%左右。但值得注意的是，这一基准值预计将持续提升。对于关注颠覆性技术的业界人士而言，钙钛矿电池已实现30%以上的转换效率突破，这一点值得重点关注。然而，现阶段该技术尚未解决稳定性问题，且在规模化制造与长期维护方面仍面临多重挑战。钙钛矿叠层电池如要实现商业化融资认可，预计仍需七年以上的研发周期。
光伏技术演进：穿越过去、现在与未来的时空之旅
太阳能光伏技术的演进可被视为多个交替重叠的发展阶段(如图8所示)，每个阶段都以具有代表性的电池技术架构与制造范式为主要特征。
图8：光伏技术发展历程与未来预测 图片来源：PV Tech
2000-2017年：铝背场(Al-BSF)技术主导时期
铝背场电池在此期间成为行业标准，多晶硅(mc-Si)转换效率达15%，直拉单晶硅(Cz-Si)达17%。该技术制造工艺相对简单，但受限于背表面铝硅合金钝化效果不足导致的高复合率，效率提升存在先天瓶颈。至2017年，钝化发射极和背面电池(PERC)技术迎来发展契机。
2017-2023年：PERC技术革命时期
PERC技术通过增强背表面钝化效果和光捕获能力，将转换效率提升至18-23%，成为新一代行业标杆。其双面发电特性更彻底变革了大型地面光伏电站市场[12, 13]。
2024-2035年：双面BC/HJT/TOPCon技术竞争时期
本阶段三大高效技术架构争夺市场份额：背接触(BC)、异质结(HJT)和TOPCon的量产效率均突破24%。当前TOPCon占据最大市场份额，但这一格局可能在2028/2029年BC技术成为主流时发生改变。
2035年后：叠层电池与先进BC技术融合时期
技术发展将迈向叠层电池架构与新一代背接触技术的融合创新阶段。
下一代技术前沿很可能涉及钙钛矿-硅叠层电池架构，这一技术有望突破商用组件30%的效率极限。
图9展示了推动每个技术阶段演进的关键创新。理解这些技术变革对于规划太阳能电池技术的未来发展和预判下一轮突破至关重要。
在高效太阳能电池的发展历程中，涌现出多个重要突破。以PERC技术的普及为例：一方面得益于隆基等制造商提供的低成本直拉单晶硅片，另一方面则依靠氧化铝背面钝化技术的提升——该技术有效增强了载流子收集能力，并降低了复合损失。此外，双面发电标准的广泛采用也为技术转型提供了重要助力。这些集体性技术进步彰显出行业在保持性能的同时，日益重视成本效益的发展理念。
图9：推动过去与未来技术迭代的核心发展要素。图片来源：PV Tech
观察向TOPCon技术的转型，其驱动因素呈现出不同特点。这一转变主要基于两个关键进展：一是低成本等离子增强化学气相沉积(PECVD)多晶硅技术的持续发展，二是如Cell Engineering等公司实现的LECO工艺应用。LECO与TOPCon的融合为提升转换效率、改善性能表现和增强稳定性创造了新的机遇。在某些行业观点中，LECO技术的应用被认为实质上使传统的异质结(HJT)技术逐渐失去竞争力。
展望未来，背接触(BC)技术能否主导市场将取决于一系列创新突破：由国家电投/ISC Konstanz等企业开创的简化串接技术，以及采用快速激光加工选择性结构的技术将成为关键推动力。特别是简化BC电池串接工艺的能力，对降低制造复杂度和成本至关重要。此外，激光技术成本的持续下降正推动基于激光的精密接触形成技术及其他BC电池制造关键工序获得更广泛应用。
值得注意的是，激光辅助蚀刻和钢网印刷等技术正在有效降低银浆消耗量，这会直接影响生产成本并增强整体竞争力。由于工艺流程的简化特性，该技术自然归属于BC技术体系，同时工艺流程标准化趋势也日益显著。
关于钙钛矿叠层技术在吉瓦级光伏市场中实现大规模部署的具体时间表，目前仍存在不确定性。要实现这一目标，仍需解决若干重大挑战，包括确保在行业级硅片面积上实现沉积的均匀性与一致性，提升材料的长期稳定性和耐久性，管理反向电流问题以及克服其他各种技术与制造障碍。尽管相关领域已取得令人鼓舞的进展，但完全解决这些难题并实现大规模商业化应用可能还需要更多时间。
双面BC技术：下一代主流技术方向
本节将重点探讨BC技术的优势，并阐述其为何有望从2028年起成为下一代主流技术。我们此前已通过多篇文章总结过BC技术的发展轨迹及其成为光伏产业未来主流技术的依据[14]。
图10展示了BC技术领域曾探索的多元化技术路径与创新方案，同时指出了一个重要趋势：主要生产商正逐渐转向更标准化的技术版本——TBC(TOPCon背接触)技术。历史发展表明，标准化对技术能否成为主流至关重要。最终，高质量n型直拉单晶硅的发展与应用——特别是如隆基(泰睿硅片)等制造商采用锑(Sb)掺杂技术所取得的突破——成为了关键推动因素。
图10：PV Tech记录的BC技术发展历程[14]。目前，所有生产商正致力于开发统一标准的BC技术。图片来源：PV Tech
图11展示了2024年bifiPV珠海峰会的小组讨论现场，领军企业一致同意在BC技术领域开展合作以加速市场推广。会议重点强调了以下关键合作驱动因素：
1. 采用快速激光进行选择性加工
2. 结合零主栅(0-BB)技术的简易串接方案正崭露头角
3. 双面化对BC技术与TOPCon竞争至关重要
4. 今年将实现25%组件效率及接近0.8的双面率
5. 反向电流特性有利于避免热斑效应
6. 背面更易实施替代金属化技术(如铜浆料)
7. 与会各方同意共同编制BC技术白皮书
通过珠海峰会此类讨论达成的合作共识，行业明确将继续推进以下重点方向：持续推动双面技术的关键创新。会议确认整个光伏产业正日益依赖半导体级生产纯度标准。基于高标准材料要求，BC技术用硅片需要达到10N级多晶硅原料的纯度。会上，爱旭与隆基已合作编制了双面BC技术白皮书[15]，系统阐述该技术的优势与未来前景。该白皮书成果已于2025年慕尼黑Intersolar展会正式发布，其核心示意图见图12。
图12：爱旭与隆基在2025年慕尼黑Intersolar展会联合发布的白皮书图示。上方展示了各技术工艺流程图，底部为电池参数对比。图片来源：爱旭与隆基
BC技术不仅具备最高的正面转换效率潜力，其系统成本平衡优势更是核心的采纳依据。需要特别说明的是，结合ISC Konstanz近期演示材料中多次引用的对比数据(如图13所示)，同类性能指标在数月前已得到验证。图12所示的白皮书对PERC、TOPCon、HJT及BC等太阳能电池技术进行了工艺流程并排对比，同时着重强调了系统平衡成本(BOS)节约情况作为技术选型关键依据的重要性。
图13：TOPCon与BC技术在电池、组件及系统层面的综合对比。 图片来源：PV Tech
通过六维能力评估体系的对比分析，可以清晰展现各项技术在关键性能指标("评估维度")上的综合表现。这些核心维度包括：效率潜力、工艺兼容性、双面增益、温度系数、BOS成本优势及技术成熟度。
TOPCon与双面BC技术的全面对比揭示了二者在电池、组件和系统层面各自的优势与权衡。理解这些差异对指导光伏未来创新发展至关重要。在电池效率方面，BC技术预计比TOPCon设计整体提升约0.5%(绝对值)，这主要归功于BC电池独特的结构设计——该设计可减少遮光损失并增强光吸收能力。在组件层面，BC技术通过所谓"负间距"技术进一步优化性能，可实现约1%(绝对值)的效率提升。
除效率提升外，BC技术还简化了电池背面铜金属化工艺，使制造过程更加便捷。这一优势使得制造商能够采用成本更低、资源更丰富的材料，从而显著降低生产成本并提升盈利空间。更高的效率与更低的成本预计将有效降低LCOE，改善系统整体经济性——因为能源输出的增加会对系统成本和可负担性产生积极的逆向影响。
此外，BC组件展现出较低的击穿电压特性，这一特性有效增强了对热斑效应的抵抗能力，从而有望提升组件的长期耐久性与安全性能。TÜV Rheinland和PVEL等独立机构的评估结果证实了高质量BC组件的可靠性与性能表现。这些评估表明，优质BC组件在标准运行条件下表现稳定，验证了其商业可行性。
需要特别指出的是，随着组件价格持续走低，光伏系统通过提高地面覆盖率即可实现最低的LCOE，这种情况会降低系统对双面发电增益的依赖，从而削弱组件高双面率的相对重要性。因此，组件和系统成本的下降使得双面技术带来的附加效益有所减少。例如，道达尔能源(TOTAL)在蒙特利尔IEEE PVSC会议的最新报告[16]指出：尽管双面率较低，但水平单轴跟踪系统(HSAT)与高效BC技术结合仍展现出卓越效能。
展望未来，光伏技术发展轨迹清晰指向双面BC组件的市场主导地位，特别是与HSAT等先进跟踪系统结合时。这一演进趋势将重塑 大型地面光伏太阳能领域的发展格局，突出效率、成本效益与系统可靠性的核心地位。
预测表明，大型地面光伏发展呈现明确路径：双面BC技术将持续崛起。预计组件效率将突破25%，温度系数改善至0.3%/K以下(有望接近0.25%/K)，同时保持约0.8的高双面率。这些技术进步与显著的BOS面积相关成本节约相结合，预计将推动LCOE降至€0.01/kWh以下。如此卓越的成本效益将加速全球太阳能应用进程——这一趋势在欧盟市场也已显现，将进一步巩固BC技术的领导地位。
图15展示了位于Bosnia 和Herzegovina的58MW大型太阳能发电系统，该项目采用爱旭双面组件[17]。这一建设实例印证了光伏行业正朝着更先进、高效的解决方案发展的趋势——通过将高效双面技术与跟踪支架系统相结合，实现全天的阳光最大化利用。爱旭双面组件的部署显著提升了发电量，其双面发电特性可同时捕获正面与背面的入射光，从而全面提升系统性能，在具有地面反射优势或特定环境条件的地区，表现尤为突出。
图15. Bosnia 和Herzegovina采用爱旭双面组件的大型地面电站系统[17]。图片来源：爱旭
将水平单轴跟踪系统(HSAT)与双面BC组件相结合是降低LCOE、提升发电量及改善并网能力的战略性举措。因其具有高功率密度、简化的安装流程以及在全球众多项目中经过验证的可靠性优势，这类系统特别适合大型地面电站项目。
总结与展望
本文探讨了太阳能技术向双面背接触晶硅(bifacial BC c-Si)技术的转型及其在未来十年内的潜在主导地位。光伏技术作为可持续能源体系的基石，其发展得益于技术创新、成本下降和政策支持三大驱动因素。双面组件通过正反面同时捕获光线，相比单面设计可提升5-20%的发电收益。而由爱旭、Maxeon和隆基等领军企业实现商业化的BC电池技术，相较于主流TOPCon技术具有更卓越的效率和更优的可靠性。
LCOE的大幅下降使其具备与化石燃料竞争的实力，制造规模效应和效率提升共同推动了成本优化。国际光伏技术路线图(ITRPV)预测BC技术市场份额将持续增长，2026年效率将达到25%，2028年有望接近26%。通过消除正面金属栅线，BC电池可有效降低遮光损失，减少性能衰减。尽管TOPCon在性能与制造兼容性间取得平衡，异质结(HJT)技术仍面临银浆消耗量和产能的挑战。
本文同时强调了材料质量和激光技术在BC电池生产中的重要性，指出行业龙头企业正通过合作推动BC技术标准化。BC技术发展将持续追求半导体级纯度及高材料标准，其演进过程凸显出技术创新与产业协同的双重动力。
双面背接触(BC)技术有望从2028年左右开始成为主导性光伏解决方案，包括在大型地面电站中的应用。这一转型得益于其卓越的转换效率、可观的发电收益和长期可靠性。预计行业将日益青睐BC技术，特别是与先进跟踪系统结合时，该技术可优化土地利用、最大化发电量并降低每兆瓦时成本，从而成为适应可再生能源领域发展的前瞻性解决方案。持续的技术创新与标准化进程将进一步提升其经济吸引力，加速全球范围内的商业化应用。
索比光伏网 https://news.solarbe.com/202509/03/50007623.html
