日前，在GSS全球太陽能電池與設備技術研討會上，上海交通大學太陽能研究所沈文忠教授做了主題為“晶硅電池產業化趨勢：TOPCon vs HJT ”的報告。沈文忠全面剖析了TOPCon、異質結的優劣，并對兩者的未來發展之路做了研判。


沈文忠率先與大家分享了光伏行業的新形勢，其認為主要體現在四方面：光伏行業從2019年進入大規模擴產期，與“雙碳”目標大戰略相契合，光伏行業發展前景看好；行業集中度越來越高，產業垂直一體化重現；硅料、EVA、逆變器等供貨緊張，幾近全產業鏈漲價；行業技術革新加快，諸如硅片的大尺寸、薄片化趨勢，N型電池TOPCon、異質結的發展，硅料方面顆粒硅的發展，人工智能在制造端、系統端的運用。

在電池發展方面，沈文忠介紹，2021年底PERC電池平均量產效率或達到23.5%，后續按照電池效率每年提高0.6%計算，在2030年將要達到30%左右，而此已達到PERC電池上限。因此，載流子的選擇性傳輸成為電池高效化的必然選擇。在三種方案中，PERC電池技術由于重摻原因，無法避免俄歇復合、SRH 復合和自由載流子復合損失，并不能滿足需求，而TOPCon、異質結可以同步保證接觸區域復合電流密度和接觸電阻最小化，形成最佳的電子選擇性傳輸。

沈文忠認為，TOPCon結構可承受高溫過程，使其兼容高溫金屬化工藝，具有較好的產業化前景。但是TOPCon在技術路線上面的選擇遲遲沒有確定，阻礙了TOPCon的發展。

異質結電池采用鈍化接觸結構，其在獲得極低的復合電流密度的同時兼顧了相對可接受的接觸電阻。由于開路電壓和接觸區域復合電流密度具有直接對應關系，隨著鈍化接觸結構的不斷優化，開路電壓越來越高，異質結電池目前已獲得了最高750mV的開路電壓和超過25%的轉換效率。

對于TOPCon與異質結的對比，沈文忠分析TOPCon技術與現有PERC兼容性較好，擁有超過100GWp升級機會，并且其國產化裝備性價比也較有競爭力。其缺點是背面電子選擇性鈍化接觸、高溫工藝、不利于薄片化。異質結則選擇正背面鈍化接觸、低溫工藝、發展空間大，雖然異質結技術兼容下一代更高效電池技術，但設備的高投資為目前最大障礙。

對于硅片薄片化的趨勢，“硅片薄片化對于組件價格有立竿見影的作用，硅片每減薄20mm價格可下降10%+，對應組件價格降低8分+/Wp。 ”沈文忠認為，目前，受電池效率、碎片率的影響，薄片化發展相對停滯，市占率很低，但硅片廠商在新形勢下，對硅片薄片化的追求較為迫切。異質結電池效率不隨硅片厚度的減薄而降低，使薄片化成為可能。

制約異質結電池技術大規模產業化的因素，沈文忠認為與技術成熟度、設備投資成本、重要輔材價格、市場接受程度等相關。在設備投資成本方面，沈文忠講到現階段1GW異質結設備投資成本在4億左右，PERC電池設備投資成本在1.5億-2億，TOPCon電池設備投資成本在2億-2.5億，將異質結電池設備投資成本控制在3億以下才更有競爭力。

對于異質結電池技術的成熟與爆發期，沈文忠判斷大體時間應該在2024年及以后，而TOPCon需要抓住近兩三年的快速發展期，從而延緩異質結電池快速進入市場。

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