【实验室】光伏电池的技术路径之争

    光伏电池的技术路径之争

1941年，第一块单晶硅太阳能电池诞生;1950年代，贝尔实验室推出第一块可商业化的6%转化效率的光伏电池。至今，光伏电池的发展史已经超过80年，近日，中国光伏企业再次在历史上留下了浓墨重彩的一笔。

隆基绿能打破世界纪录

11月19日，在第十六届中国新能源国际博览会暨高峰论坛上，隆基绿能宣布，已收到德国哈梅林太阳能研究所的最新认证报告，隆基绿能自主研发的硅异质结电池转换效率达26.81%。

“世界太阳能之父”马丁·格林宣布，这是目前全球硅基太阳能电池效率的最高纪录。也是2017年日本公司创下26.7%的纪录以来，时隔五年诞生的最新世界纪录。

隆基绿能中央研究院副院长徐希翔表示，2017年，日本公司kaneka创造了单结晶硅电池效率纪录26.7%，是使用异质结+ibc的复合技术所突破的。隆基绿能的新纪录使用了异质结技术，从24.7%、25.1%的基础上提高至26.81%。徐希翔称，隆基也在做异质结+ibc技术，未来效率还将进一步提升。

除了异质结电池之外，隆基在perc、hpbc等技术路径上也取得了显著成绩。

目前，光伏行业主流的perc电池转换效率的世界纪录为隆基绿能创造的24.05%，已经十分接近isfh 24.5%的实验室效率极限;本月初，隆基绿能还发布了搭载hpbc技术的光伏组件产品，目前量产效率突破25%，叠加氢钝化技术的pro版本，效率达到25.3%，已经超过perc电池的实验室效率。

转换效率：技术迭代的标尺

光伏电池转换效率，是每一轮光伏技术迭代最关键的标尺。

从隆基刷新的纪录来看，每次提升的绝对数值并不大，但对于产业链下游的影响格外显著。在20%转换效率的基础之上，效率即使提升1%都并非易事，从2017年到现在，perc电池效率也只是从20.5%左右上升到现在的23.5%左右。

光伏降本，有硅片薄片化和减少银浆使用等方法，这属于减量。更关键的途径还是增量。增量是指电池效率提高后，成本可以自然而然下降。具体来说,提高电池效率可能使加工成本变高,但其降低了所有其它部分的加工成本。

具体来看，在20%的基础上，转换效率每提高一个百分点，可为下游电站节约5%以上的成本，成效巨大。因此，对于更高的转换效率，哪怕只提高0.01%，也是光伏企业历来的“兵家必争之地”。

隆基绿能创始人、总裁李振国称，下一代光伏电池技术，无论是topcon、hpbc、hjt，包括这些技术的一些融合和杂化，在量产上三年左右会实现26%到27%的量产效率。单结光伏的终极产品，量产要向27%的转换效率上进行靠拢。同时，未来5-10年内，双结电池也有开发空间，有可能达到40%的实验转换效率，30%-35%的量产效率。

光伏电池的技术路径之争

正如李振国所言，2022年，是n型电池爆发的元年，topcon、hjt、ibc这些下一代光伏电池技术的发展正如火如荼地进行着。相比传统的p型电池，这些n型电池具有转换效率高、双面率高、温度系数低等优点，但制造工艺复杂、成本更高，被行业普遍认为是下一代的电池技术。

如今，市场主流的p型单晶perc电池仍是光伏发电行业当前最具经济性的技术，但量产效率已逼近其24.5%的理论极限，很难再有大幅提升。有人在做今天的技术，但明天的技术不得不重视起来，而topcon、hjt、ibc这些热门选项中谁又能脱颖而出取代perc成为主流

在目前的n型电池赛道里，“topcon赢在当下，而hjt赢在未来。”业内的这句流行语，一定程度上高度概括了当前格局。

短期内topcon电池受到追捧的原因是产线可由perc产线直接改进而来，经济效益更高。根据亚化咨询预计，2023年国内topcon电池产能将接近200gw，出货有望超过100gw。

若从更长期来看，以hjt为代表的颠覆性创新技术，其工艺更加简单，产业化降本路径清晰明确，未来提效空间大，但与perc产线不互通的高成本令其短期竞争力不足。目前，hjt电池产线大部分仍以小规模为主，此次隆基刷新世界记录或许意味着hjt电池有望2-3年内实现量产。根据energy trend预测，hjt电池项目总产能规划超过150gw。

而ibc电池是平台型长期电池技术路线，国内仍难实现大规模量产。同时，经典ibc效率溢价难以覆盖成本溢价，与topcon和hjt相结合的tbc、hbc路径则有望吸引产业转型。目前，布局ibc电池的国内企业不在少数，如隆基绿能、爱旭股份、天合光能、中来股份、晶澳科技等，预计今年能看到少量产能落地。

更进一步，光伏技术的未来远不止“硅”。

当前主流的单结电池上限有限，双结电池空间更大。展望技术前沿，钙钛矿电池、砷化镓多结薄膜电池的转换效率较当前量产技术更高，钙钛矿-晶硅叠层电池、砷化镓多结电池的转换效率超过30%，也是值得关注的技术方向。

参照历史经验和行业发展规律，无论是选择topcon、hjt还是其他技术路径，各路市场主体投资n型电池既是顺应技术变革趋势，更是寄希望于在潜在的行业座次洗牌中占据更有利的位置。技术本身没有对错之分，最终都会产业化。

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