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“尽管各家企业对于新技术的命名和具体实现方式有所不同,但本质上都是双面全钝化、抑制光学寄生吸收及超细栅线技术等方面的突破,这标志着光伏行业已然迈入了TOPCon 2.0时代。”天合光能战略、产品与市场负责人张映斌介绍道。
新一代TOPCon相比此前产品有众多革新性变化。以天合光能最新发布i-TOPCon Ultra为例,其电池正面、背面金属接触区均采用钝化接触技术,全面提升了钝化水平;同时运用了抑制光学寄生吸收,采用特殊结构和工艺,降低钝化接触层的寄生吸收;超细栅线技术,金属栅线缩窄到15μm以下,这些技术的革新,不仅一举将电池转换效率从25.5%提升到26.58%,而且再次印证TOPCon巨大的提效空间和可持续性。
同时在应用层面,应用i-TOPCon Ultra技术后,天合光能至尊N型组件效率达到24.8%,大中小版型组件均提升了30-40W,且在双面率、低辐照、温度系数、可靠性等方面均有显著提升和卓越表现。
特别是在双面率方面,在PERC时代,双面率大概60%左右,而TOPCon将双面率提升至70-80%;TOPCon 2.0时代,双面率进一步提高5%,最高可达90%。站在光伏系统成本角度考虑,双面组件销售向来以正面功率算价格,背面功率算“赠送”,这无疑让TOPCon产品更具竞争优势。
同时,TOPCon 2.0开路电压达到了744.6mV,这让组件的温度系数也降低了0.01%,从而实现了温度系数的显著降低,使得组件在高温下仍能保持高效的发电能力,为光伏系统的长期稳定运行提供了有力保障。
更为关键的是,天合光能i-TOPCon Ultra从电池到组件效率的连续突破,再次证明TOPCon是未来最具成长潜力和持续竞争力的技术选择,为当下整个光伏行业N型技术升级指明了未来方向。
直面大考,TOPCon 2.0强力破局
在大规模产业化两年左右时间中,TOPCon技术无论从产能产量、制造成本、效率提升都远超行业预期,但快速大规模的产能扩充,也让市场上涌现了大量同质化的TOPCon产品。
然而,随着TOPCon 2.0相关产品的推出,这些问题的答案逐渐清晰。TOPCon2.0不仅带来了技术上的全新突破,还为解决产能过剩、同质化严重等问题提供了新的思路和解决方案。
张映斌表示,TOPCon 2.0的价值体现在多个方面。首先,它带来了显著的客户价值,能够支持TOPCon向更高水平、更高质量的方向发展。其次,头部企业的率先实践为整个行业树立了良好的榜样,避免了非头部企业因盲目跟风而过度扩张新产能的风险。最后,如果整个行业能够顺利过渡到TOPCon 2.0,那么这将极大地优化现有TOPCon产能的利用率。
“5分钱的溢价,我们至少能为客户创造超过1毛钱的价值。”张映斌强调,目前经过升级TOPCon 2.0至尊N型组件能够为客户带来0.04-0.27元/W的价值提升,并且经济性及适用场景的表现上,均优于BC同类型产品。
具体来看,相较于上代产品,基于德国、福建、青海等多个实际场景测试,TOPCon 2.0的至尊N型小板型组件,能够为客户带来0.15-0.27元/W的价值提升,同时降低3.02%~3.35%的LCOE;针对地面电站的大版型组件可以提升0.04-0.11元/W的客户价值,可降低1.14%~1.44%的LCOE;中版型能够为客户带来0.11-0.18元/W的价值提升,同时降低2.22%~2.34%的LCOE。
与BC产品相比,在相同尺寸(2382×1134mm)、相同功率段(650—660W)的测试条件下,青海和西班牙的大型地面电站场景测算数据显示:TOPCon 2.0在客户价值上具有0.13元/W的显著优势,度电成本最高可降低1.72%;在福建和德国的分布式场景下,客户价值优势更是高达0.18元/W,度电成本最高可降低1.60%。
而且TOPCon 2.0的至尊组件双面率比BC高出10%~15%,这一优势将在未来20~30年的生命周期内持续为客户创造价值。同时,i-TOPCon Ultra采用低电压设计,使得每串可以多接两块组件,组串功率提升20%以上,节省了成本。同时,得益于其优化的电池结构和较低的漏电流,确保了即使在低辐照条件下也能保持高效发电。
值得一提的是,此前BC技术凭借其美观度、电池效率、组件功率等优势,在部分细分市场,尤其是国内别墅与海外光伏场景中占据了一席之地。然而,经过全面升级的TOPCon 2.0天合光能的至尊小金刚组件产品同样瞄准了这一市场,产品不仅采用了1.6+1.6mm的双玻设计,更在美学设计上采用了先进的成膜技术、创新的美学胶膜以及至臻的纯黑包装,在国内别墅与海外光伏场景中,同样具备强大的竞争力。
而在大型地面电站这一传统优势市场,TOPCon 2.0高达760W的功率,使其拥有了极具竞争力的度电成本,同时,TOPCon 2.0组件的温度系数均降低了0.01%,在可靠性方面,拥有卓越的抗UV衰减能力,首年衰减率不超过1%,逐年衰减0.4%。这一设计使得i-TOPCon Ultra系列在沙漠等强烈阳光照射下仍能保持稳定且高效的性能,非常适合西北大基地、非洲、中亚和中东等市场的气候条件。
TOPCon,是现在更是未来
随着行业对TOPCon技术优势认知的不断深化,越来越多的企业认为TOPCon技术不止引领未来五年,但不容忽视的是,BC技术的崛起也为其带来了不小的挑战。
张映斌强调“要想成为主流,市占率需要达到50%以上。若未来市场规模达到800GW至900GW,BC电池组件若要占据半壁江山,出货量至少要达到400GW,产能则需攀升至500GW。如此规模的新建产能,无疑需要庞大资金支持。”
但在如今资本收紧,新技术的产业化环境不同于过去几年,资本支出成为重要考量依据。建设1GW的BC产能至少需要投入2.5亿-3亿元的资金,而TOPCon 2.0则能够通过基于存量产能的改造升级,仅3000万-4000万元的便可实现快速改造。
这一优势使得那些已经拥有大量TOPCon产能的企业更倾向于选择改造升级而非新建产能,这不仅能够大幅节省成本,还能更加迅速地响应市场需求。事实也正是如此,据张映斌预计,2025年的TOPCon 2.0改造量将达到60-70GW,其中包括天合光能全年规划的10GW产能。
而且TOPCon 2.0并非终点。张映斌表示:“我可以肯定,TOPCon 2.0之后一定会有TOPCon 3.0,基于天合光能团队研究分析,27%的产业化很清晰,28%还需要努力。考虑到TOPCon技术当前庞大的产能基础,以及行业内各企业在边缘钝化、金属化、陷光结构等领域的不断优化等,未来TOPCon技术每年至少还有0.3%到0.4%的提效潜力,在2.0的基础上整体至少还有1个点以上空间。”
至于TOPCon之后的技术路线,张映斌认为,“长期来看,晶硅与钙钛矿叠层电池是最优型态,而TOPCon更适合作为叠层电池的底电池。目前,在天合光能实验室内,TOPCon叠层电池效率已达34%~35%,且所有的i-TOPCon产能均可以升级为叠层电池产能。”
TOPCon的正负极两侧结构对称,极大地方便了与上方钙钛矿叠层的连接,而BC电池因电极集中于一侧,与钙钛矿叠层的连接则显得复杂且需要引入第三个端子,不仅工程实现难度大,成本也相对较高。同时,在钙钛矿叠层技术中,底层电池(无论TOPCon还是BC)的效率贡献仅占整个叠层的三分之一,若叠层总效率为30%,则底层电池效率仅为10%,此时BC与TOPCon之间的差异已变得微乎其微。
因此,在叠层技术主导的未来市场,价格优势、产量规模以及投资效率将成为决定性因素。TOPCon凭借其独特的结构优势及现有的产业基础,在叠层时代到来时,将更易于实现大规模的应用与推广。
坐拥庞大的市场基础,叠加其他多重技术的加持,TOPCon技术未来的发展之路仍然有着无数的可能性,而在TOPCon领域不遗余力深耕,并率先进入TOPCon 2.0时代的天合光能无疑将在光伏行业继续保持着强大技术优势,持续引领行业高速、健康发展。
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