N型的战争

　　含着金汤匙出生的n-PERT（Passivated Emitter，Rear Totally-diffusedcell 发射结钝化及背场全扩散）电池，曾是“高效”的代名词。在经过懵懵懂懂的成长过后，没想到在这个裉节儿被P型PERC电池弯道超车。

 

（来源：摩尔光伏 作者：斯摩尔福）

 

　　性价比优良的SE-PERC已经占领绝大多数市场，N型发展之初，以PERT为先锋，开始产业化进程，它从来不是廉价的象征，有着自己的小傲娇，N型具有少子寿命高、无光致衰减，双面率高、衰减小、温度系数好、发电性能优异等优点。而在开发商眼里：太贵。

 

　　如何降低产品制造成本、提高市场占有率，在产业化初期N型面临着不小的难题。正当他正努力拉近与常规电池成本的距离之时，P型PERC产业化，骤然而至，不断挤压N型PERT的空间。

 

　　2019年SNEC上N型组件厂商的技术路线

 

 

　　纵观整个光伏市场，PERC仍是主力军。n-PERT已经慢慢被边缘化，效率优势已经被蚕食。TOPCon横空出世，主流效率在22.5~23%，能否担起后PERC时代的效率担当，TOPCon还有很多小瑕疵去修补。HJT曾被认为是未来最有潜力的技术路线，去年开始，众多企业吹响号角，今年却鲜有实质动作。短时间内难以降本的HJT，可能最需要的是，一剂猛针。

 

 

　　开路电压的瓶颈，PERC被认为长久以后，难当重任。TOPCon与HJT都被认为是未来N型的趋势，也是整个光伏行业的趋势，但是谁将成为主流路线，业界尚无定论。

 

　　N型面临的是一个长时间的战争，来破解困局。

 

　　被PERC围猎的市场

 

　　据PVinfoLink首席分析师林嫣容介绍，2018至2019年初安装的应用领跑者中，P、N型共同得标的项目受制于产能以及性价比，大多最终以单晶PERC完成项目，N型产品约只占到10%左右的水平。而效率要求更高的技术领跑者部分需求则是落在2019年第三季度与第四季度，N型产品占比比起应用领跑者又再有提升，占整体1/3左右 。

 

 

来源：PVInfoLink

 

 

来源：PVInfoLink

 

　　近期，国家能源局公布了第三期光伏领跑者奖励共计1.5GW的项目中，N型是否会有机会？2019年也没有公布新的技术领跑者计划，预期2019年中国内需对于N型的需求仍比较疲弱。在2019年开启的竞价与平价上网项目中，P型PERC性价优势还是比较明显，PERC还是国内投资者的首选。N型必须更积极地拓展海外市场。

 

　　但是，观察2018下半年出口数据，N型组件及电池片出口量都不多。目前，n-PERT 组件功率多在360~375W(72版型) / 300~315W(60版型)，目前已被PERC赶超，近期，也鲜有n-PERT组件出口。

 

　　n-PERT，颓势难挡

 

　　今年以来，PERC的扩产声浪高涨，新建或改造，PERC新增产能达50GW左右，全球PERC产能可能突破100GW，PERC电池全行业平均水平在21.85%左右。

 

　　传统N型PERT以中来、林洋等为代表。中来林建伟曾从欧洲捧回曾捧回一纸与imec合作协议，n-NERT与TOPCon都是双方未来合作的方向。中来股份仍然是国内N型电池最大的拥趸者。

 

　　2019年4月8日，imec及EnergyVille宣布12栅n-PERT正面转换效率已达到23.2％。与其相对应的是，没有叠加12BB这个大招的P型PERC电池大规模量产效率已经落在22.2%~22.5%之间，而叠加12BB之后，头部企业号称大规模量产效率可达22.8%。n-NERT企业也鲜有宣称量产电池效率了。而在今年更早些时候，隆基乐叶就宣布其单晶双面PERC电池经国家光伏质检中心(CPVT)测试，正面转换效率达到了24.06%，是商业化尺寸PERC电池效率首次突破24%，就此打破了行业此前认为的PERC电池24%的效率瓶颈。

 

　　就全球范围看，n-PERT效率领先者仍是imec，imec表示，他们所生产的n-NERT所使用的工业兼容设备与生产双面p-PERC电池相同，增加了硼扩散。他们仍坚信，n-PERT技术无论从成本还是性能上，都可以成为p型PERC电池有力的竞争者。

 

　　与目前行业化规模水平与性价比来看，n-PERT潜力与前途，让人怀疑。或许n-NERT的颓势已经难以挽救。

 

　　当下，P型PERC激战甚欢。莫听穿林打叶声，何妨吟啸且徐行。坚守N型的企业将自己的信念坚持下去的意愿，甚浓。

 

　　TOPCon，后发先至

 

　　前有PERC，后有HJT，n-PERT的处境已经很窘迫，中来已经开始谋变。2017年，开始转向N型TOPCon，2018年9月通过对现有的n-PERT产线的改造，中来介绍，他们大部分工艺相兼容，升级为TOPCon电池效率增幅大且成本增加少，效率增加0.8%~1%，成本每片电池仅增加0.2~0.3元。

 

　　TOPCon也似乎一夜成人。2019年，国内中来、天合光能都宣布TOPCon实现量产。据了解，中来股份自主研发的全尺寸N型单晶双面钝化接触电池的转换效率可达23.3%，开路电压达到705mV。天合研发的钝化接触电池经过ISFH第三方认证，效率达到24.58%。今年1月25日，晶科发布消息称，其大面积TOPCon电池转换效率达到了创纪录的24.2%。据了解，晶科还处于试量产阶段。TOPCon量产效率在22.5~23%之间，还有很大效率潜力待挖。

 

　　TOPCon技术是在电池背面制备一层超薄的隧穿氧化层和一层高掺杂的多晶硅薄层，二者共同形成了钝化接触结构。该结构为硅片的背面提供了良好的表面钝化，超薄氧化层可以使多子电子隧穿进入多晶硅层同时阻挡少子空穴复合，进而电子在多晶硅层横向传输被金属收集，从而极大地降低了金属接触复合电流，提升了电池的开路电压和短路电流。

 

　　TopCon结构无须背面开孔和对准，也无须额外增加局部掺杂工艺，极大地简化了电池生产工艺。相较于n-PERT电池，TOPCon技术只需要增加薄膜沉积设备，能很好地与目前量产工艺兼容，便于产线升级。同时掺杂多晶硅层良好的钝化特性以及背面金属全接触结构具有进一步提升转换效率的空间，现已成为下一代产业化N型高效电池的切入点。根据理论计算，钝化接触太阳能电池的潜在效率（28.7%）最接近晶体硅太阳能电池理论极限效率（29.43%）。

 

　　TOPCon强势崛起的代表中来、天合光能都宣称已经储备IBC技术，将适时而动。

 

 

　　国际来看，LG的TOPCon组件搭配了M4硅片、MBB技术组件功率冲高，与HJT、PERC产品拉开组件功率的差距。然而，现在高效产品价格仍需对标P型PERC，利润也遭遇挑战。据了解，已经量产HJT技术的REC在2018第三季度也加入TOPCon的战局，后续发展尚待观察。

 

　　HJT，破局犹难

 

　　HJT犹如困兽，来势凶猛，却满路荆棘。

 

　　据PVinfoLink介绍，去年SENC前，许多中国厂商陆续发布HJT的扩产计划，包括福建钧石、中智、汉能、通威、爱康、彩虹永能等。去年531之后，P型电池价格不断下压，与N型组件价格拉开更大的差距，N型产品销售更显困难，HJT扩产计划大多延迟或暂缓，仅福建钧石实际扩产并持续稳定量产，让今年HJT产品的出货量增幅也并不明显。

 

　　HJT目前不仅许多扩产计划暂缓，现有产能开工率状况也不佳，国外的Panasonic及俄罗斯的Hevel产量较为稳定，但国内HJT厂家中，有不少厂商产线受到订单不稳定影响，大多走走停停，甚至呈现半停产状况。

 

　　值得一提的是，今年5月10日，松下电器与钧石能源有限公司达成太阳能技术领域的合作与收购协议。根据协议，钧石将全面收购松下先进异质结技术马来西亚太阳能工厂，并合作设立专注于高效异质结技术研发与应用的新公司，其中钧石将拥有新公司90%股权，松下电器则继续持有剩余10%股权。松下与国内HJT领军企业钧石的合作能否为HJT降本带来契机？尚不得而知。

 

 

　　以n型单晶硅片为衬底，在经过清洗制绒的n型c-Si正面依次沉积厚度为5~10nm的本征非晶硅薄膜（i-a-Si:H）、p型非晶薄膜（p-a-Si:H），从而形成p-n异质结。在硅片背面依次沉积厚度为5~10nm的i-a-Si:H薄膜、n型非晶硅薄膜（n-a-Si:H）形成背表面场。在掺杂a-Si:H薄膜的两侧，再沉积透明导电氧化物薄膜（TCO），最后通过丝网印刷技术在两侧的顶层形成金属集电极。HJT电池的关键在于该结构的电池在a-Si/c-Si之间插入了i-a-Si。i-a-Si/c-Si的界面态比a-Si/c-Si的更低，采用该结构可以大幅降低c-Si的表面复合，从而获得很高的开路电压。

 

 

　　HJT电池结构

 

　　HJT的挑战还来自于，很多企业都已经或正在切换至大硅片，而搭配半片或叠瓦技术的组件不断出现，HJT在这次浪潮中面临更大的挑战。

 

 

　　黄河水电最新的一份大规模光伏电站发电实证报告（点击查看报告的具体内容）显示，HJT发电量较P型PERC发电量具有优势，再将非技术成本考虑进去，HJT能否支撑起目前与PERC的价差？P型与N型厂商都有一套可以相互攻讦的故事剧本。

 

　　今年将是TOPCon与HJT在角斗场角斗的一年，预计一年之后，这两个技术的设备成熟度、降本的可能性，谁将略胜一筹，都会渐渐明朗。

 

　　而相对于3年之内仍有竞争优势的PERC，N型想要自我提升为性价兼具的产品，获得市场青睐，还需要持久战。