一道新能CTO宋登元：TOPCon和HJT同源，N型技術是未來

今年以來，光伏行業延續了高景氣態勢。在N型技術路線的賽跑中，TOPCon憑藉其先發成本優勢搶佔了先機，吸引到更多企業加入其陣營中。

作為N型光伏技術的引領者，一道新能源科技股份有限公司（下稱“一道新能”）成立僅五年，就在巨頭林立的光伏產業中脫穎而出，進入TOP10，這背後，與其堅持協同共贏的發展理念不無關係。

在技術更迭快、市場競爭殘酷的光伏行業中，技術路線的選擇是企業市場競爭力的關鍵。技術路線之爭，亦是性價比之爭。“光伏技術的本身是人類探索如何高效利用太陽能的載體，每種技術各有優勢。但光伏產業的第一屬性是能源屬性，核心在於度電成本。”一道新能首席技術官宋登元始終強調。

如今，在N型電池被寄予厚望的時代，主流電池技術都面臨什麼問題，未來又該何去何從？第二屆中國光伏綠色供應鏈大會期間，一道新能首席技術官宋登元接受了《能源》雜誌的採訪，分享了他對新一代光伏技術的看法。

宋登元

TOPCon大爆發

2013年，德國Fraunhofer-ISE研究所提出了TOPCon的電池結構概念。如今，已經走過10年的TOPCon技術終於迎來了高光時刻。

早在去年，宋登元在解讀《一道新能n型產品白皮書》時就提到，N型TOPCon技術將在2022年迎來爆發元年，成為光伏企業進軍N型產品的主要戰場。

作為一種基於選擇性載流子原理的隧穿氧化層鈍化接觸的太陽能電池技術，TOPCon相對於P型晶硅電池來說，效率高、光衰減小、溫度係數低、弱光響應好。此外，TOPCon與目前主流的PERC電池工藝路線有很高的兼容性，大部分設備可以通用，部分工序相同，不僅產線可實現升級轉換， 而且PERC電池的人才隊伍可以支撐TOPCon的發展，是一種全新電池概念疊加成兼容PERC設備製造的高性價比技術路線。

受益於光伏行業的快速發展，光伏發電的核心部件電池片也得到了快速發展。從今年的光伏企業擴產情況不難看出，上半年N型狂飆，TOPCon電池技術搶佔了先機，成了新老玩家的主流路線。

根據CPIA的統計，去年，N型電池的市場佔比已提至9.1%，其中TOPCon電池市場佔比 8.3%，TOPCon今年預計將達到18.1%。

“N型受歡迎，也是因為它的發電量高。首先它的效率高，目前頭部企業TOPCon電池量產平均效率達到了25.5%以上，其次雙面率高達85%，溫度係數低至-0.3%，以及清晨和傍晚弱光下更多的發電量，因此在各種環境下應用的實證數據表明，TOPCon比P型PERC發電量高5-7%左右，發電量提升，度電成本就更低。”宋登元認為，這也是促使更多企業發展N型技術的原因。

光伏圈有句名言“先進的產能永不過剩”。新的產品永遠不過剩，所以淘汰的只是落後產品。

今年以來，產能過剩的話題一直在光伏圈中留傳。而所謂的產能過剩，實際是一種結構性的過剩，宋登元認為這是市場化競爭的正常現象。“從某一個維度講，也是推動技術創新和成本的下降。”

宋登元提醒，看光伏技術過於糾結產能数字實際上沒有太大的意義。“產能轉化成產量是有很多因素存在的。有時候產能高但轉化不到量產上，進而會出現市佔率太低。這也是為什麼一種技術發展可能會很慢或很快的一大原因。” “看一種技術成熟程度看他的實際市場出貨量更有意義。”宋登元補充到。

在宋登元看來，TOPCon仍是未來一段時期內的主流技術路線。“從目前的出貨量可以預期，今年佔比應該能達到20%以上。”

據PV InfoLink統計，2023年底TOPCon名義產能將有望超過600GW，組件出貨有望達到約120GW上下的水平，TOPCon組件產品在2023年的市佔比將在25-30%左右，2024年有望成長至60%左右。

 N型先鋒

作為業內最早布局N型技術的光伏企業之一，成立不到5年，一道新能就從一名光伏新兵一躍成為全球N型太陽能電池技術的引領者之一。

在如此內卷的光伏行業，一道這匹黑馬又是如何煉成的？觀察其發展，不難發現其成功是有跡可循的。

早在公司創立之前，一道新能的核心團隊成員就在推動N型技術研究和產業化應用方面做出了獨創性貢獻，幾乎從零開始奠定了國內N型技術產業化的基礎，填補了產業空白。

2018年，一道成立之際，市場上對異質結技術的呼聲明顯更高。可研發管理出身的創始人劉勇，源於對技術的深厚積累，毅然選擇了TOPCon電池技術。

一道新能成立之後，更是將N型技術產業化推向了一個新的高潮。2019年，一道就率先建成了國內第一條基於LPCVD多晶硅工藝的年產1.2GW高效TOPCon1.0電池片生產線，填補了國內空白，此時電池效率就已經達到22.3%。

隨後一道新能陸續研發出TOPCon 1.0 PLUS、TOPCon 2.0技術。在擁擠的N型賽道，一道新能在技術的源頭大力創新，使高效TOPCon電池技術從1.0發展到3.0 Plus。

在宋登元的帶領下，一道新能TOPCon 3.0 Plus技術使TOPCon電池的大規模量產平均轉換效率進一步提升到25.6%以上，最高量產效率達到26%，遠超《中國光伏發產業發展路線圖（中國光伏行業協會2022年版）》對TOPCon電池效率在2023年24.9%的預期。

不可否認，一道新能的確引領了光伏電池片和組件技術由P型向N型升級。

不斷瞄準N型技術領域，一道新能持續進行研發投入，通過前瞻性的N型技術戰略和先進高效的研究成果，推動光伏產業度電成本的降低和轉換效率的不斷突破。

在宋登元看來，技術源於不斷積累，而創新又是積累的延伸。

在8月18日舉行的第二屆中國光伏綠色供應鏈大會“N型TOPCon技術和供應鏈”分論壇上，一道新能重磅發布了搭載TOPCon3.0 Plus 的N型技術新品DAON 3.0高效BBF無主柵組件，創新設計引領高效N時代。

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這是繼今年推出全新DAON 3.0系列高效組件后，一道新能在N型領域的又一次革命性的創新升級。

年輕的一道，可以說是踩准了時代的節拍，把好鋼全部用在了刀刃上。在技術探索的路上，一道新能永不停歇。今年，一道新能也將進一步研發TOPCon4.0技術，促進晶硅光伏技術迭代的發生。“一道新能的TOPCon4.0技術是以“四新”為基本特徵的，即新的載流子傳輸機制、新的電池結構設計、新的創新技術應用和新材料的導入，目前研發進展非常順利，產業化效率預計達26%以上，研發效率將突破我們前期創造的26.24%的效率紀錄。”宋登元說。

殊途同歸

目前主流的N型電池技術路線有三個，分別是TOPCon、HJT和xBC。從現在市場情況來看，在這三種技術路線之中，更多廠家選擇TOPCon，其次是HJT。

儘管一道始終堅持TOPCon技術路線，但在宋登元看來，TOPCon和HJT屬於同源技術，兩者均採用先進的鈍化接觸技術來提高轉換效率。

據了解，TOPCon電池以N型硅襯底，通過背面覆蓋一層沉積在超薄隧穿氧化硅層上的摻雜多晶硅薄層，形成較好的鈍化接觸結構；HJT電池通過本徵非晶硅層與摻雜多晶硅薄層形成鈍化接觸結構。兩者區別在於使用了不同的接觸鈍化材料，由於非晶硅需要PECVD設備沉積，同時使用TCO來增強導電性以及用低溫漿料形成電極，因此造成了大部分生產設備與目前的PERC生產設備與工藝的不兼容，HJT技術更像是一種薄膜電池技術。

技術的發展趨勢總是向著高效率、低成本方向前行。宋登元提到，TOPCon電池技術就是高效率低成本的典型產品。

“理論上來講，TOPCon和HJT的效率都在28%以上，鈍化接觸理論是一樣的，沒必要硬把它們對立，也不是你死我活的競爭關係，是相互推動的共同進步關係。”宋登元表示,“HJT從原理上也是一個很好的技術，只不過目前HJT的降本壓力更大一些，為降本需要解決的問題也多，比如銀包銅漿料、TCO無銦化、電鍍銅等等，希望能取得快速突破。光伏技術的百花齊放，才能促進光伏產業的快速健康發展。”

除TOPCon和HJT之爭外，在光伏行業，尺寸之爭也由來已久。

7月初，晶科能源、隆基綠能、晶澳科技、天合光能、阿特斯、通威股份、正泰新能、東方日升、一道新能9家企業宣布統一了矩形硅片中版型組件尺寸，這在業內是史無前例的。

深耕光伏行業多年的宋登元認為，統一尺寸一直是光伏從業者的共識。更何況，一道向來就堅持協同共贏的文化理念。

上述9家企業在發布倡議時表態，新一代矩形硅片可以提升組件功率，最大化利用集裝箱，並降低系統成本，成為行業發展的一個重要技術方向，推進矩形硅片組件尺寸的標準化勢在必行。

提到阻礙光伏行業尺寸統一的因素，宋登元表示，除了技術方面的因素外，還有很多非技術性的因素。“在未來一段時間內，老產品比較難形成統一的尺寸，不過隨着技術的進步，新產品的尺寸將會更加趨於統一。”而且他認為，統一標準尺寸肯定是未來的趨勢。

回歸本源

尺寸之爭的背後，說到底更是光伏行業降本增效的一場技術競逐。

交談中，宋登元始終強調光伏行業的第一屬性——能源屬性。他表示，光伏的能源屬性決定了它是一種度電成本決定技術的產業，光伏的使命是替代化石能源，是“革”化石能源的“命”，只有成本比化石能源更有競爭力，才能加速替代，實現我國碳中和的目標，因此最終降低度電成本才是目的。

50年前，英特爾創始人之一的戈登˙摩爾提出了摩爾定律，當價格不變時，集成電路上可容納的元器件的數目，約每隔18-24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。也就是說，每一美元所能買到的電腦性能，將每隔18-24個月翻一倍以上。

在光伏行業，也有一個專門的斯旺森定律，該定律由SunPower公司的創始人Richard Swanson提出，其內容是光伏組件累計裝機量每增加一倍，產品價格下降20%，也稱為光伏的摩爾定律。

宋登元提到，仔細觀察可以發現，這條摩爾定律的線性曲線特別有意思，不是一條完全直線，而是來來回回波動直線。“這是某些市場行為造成的，影響最大的因素是由於多晶硅價格的波動性造成的。”但從長遠來看，還是完全符合摩爾定律的。

有分析表示，從斯旺森定律來看，光伏行業的降本空間還很大，未來甚至會比火力發電更具成本優勢。

說起上半年火爆的鈣鈦礦，宋登元認為目前仍有幾大核心問題有待突破。“一個是長期可靠性的問題，它本身是一個有機無機雜化的材料，雖說可以全做成無機的，但效率就非常低了；另一個是大面積製備的問題，面積一大，效率就會降低；還有目前鈣鈦礦產線的設備投資遠遠高於晶硅技術。”即便這些問題解決了，還需要通過大規模的戶外發電量的實證檢驗，宋登元說得很直白：“鈣鈦礦電池的大規模市場應用還有很長的路要走。”同時他表示“晶硅與鈣鈦礦疊層電池是很好的一種技術路線，未來能夠突破單結晶硅電池的理論極限，同時又利用了我國晶硅電池產業鏈的競爭優勢。”

而對於N型電池來說，其本身具有的天然優勢——N型半導體材料，決定了其電池效率更高。就目前市場情況看，產業化的有TOPCon、HJT和xBC。

“但實際上，xBC結構是一種基於背結背接觸的電池結構，原始概念是由SunPower提出的。由於P-N結和電極都做在電池背面，正表面沒有金屬柵線，所以很美觀。但要把P-N結和電極都製備在電池背面其電池結構和工藝就複雜的多，成本就相對高些，目前主要定位在屋頂等細分市場。”宋登元解釋。

此前宋登元公表示，技術不存在過渡性的說法，同樣也不存在終極技術，光伏技術總是在創新中不斷迭代。效率是為降本服務的，未來一定是N型的時代。