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许海亮：新机遇下 光伏行业需要群策群力
今天，在美丽的上海市，在全球推动能源转型的大背景下、太阳能电池技术突飞猛进的盛况下
，TUV南德与国合洲际能源咨询院、世纪新能源网联合主办了本届GSS全球高效太阳能电池与设备技术研讨会, 邀请了国内外各有关方面的专家，围绕电池产业化趋势、光伏电池组件的新技术、先进技术等行业关注议题进行分享和讨论。相信通过本次会议，将会在总结以往经验的基础上，更好地勾画出绿色能源未来发展的美好前景，从而进一步促进我国乃至世界绿色能源的快速、健康发展。”会议一开始，TÜV 南德大中华区副总裁许海亮的精彩致辞就引来了阵阵掌声。
“‘十三五规划’优化了中国的能源消费结构，为加快发展新能源和可再生能源奠定了基础。‘十四五规划’则把能源革命和产业变革推向了重大突破的历史关口，为包括光伏在内的新能源发展指明了方向与目标。”许海亮表示，随着光伏产业生态越来越丰富，光伏产业规模越来越大，光伏行业的企业也面临新的机遇、新的诱惑和新的挑战，究竟是追求短期快速投资和业绩增长还是布局长期核心竞争力追求可持续发展，究竟是谋求上下游企业的广泛合作还是走垂直一体化的自主发展之路，究竟是行业企业协同合作共建行业持续盈利的新生态还是继续重复价格竞争的旧局面，中国光伏行业的高质量发展需要吸收和汇聚光伏行业领军企业、行业专家和全体同仁的智慧和勇气。这也就是举办此次专题会议的深层次原因。
随后，上海交通大学太阳能研究所教授、博士生导师沈文忠、一道新能源资深总监朱桂祥、江苏赛拉弗光伏系统有限公司销售总监李华旭、东方日升研发高级总监刘亚峰、晶澳全球市场营销中心总经理、资深专家王梦松、天合光能产品战略与市场部负责人张映斌、杜邦光伏解决方案技术专家夏季、苏州腾晖光伏技术有限公司副总裁倪志春、无锡帝科电子材料股份有限公司产品市场总监陈聪、TUV南德意志集团技术经理薄祥喜、无锡极电光能科技有限公司联合创始人、CTO邵君（嘉宾名单不分先后，以分享顺序排序）分别就自己熟悉的领域与参会嘉宾进行了分享。
上海交大沈文忠：HJT真正爆发需要10年以上 TOPCon只有5年赶超时间
近十多年的电池技术发展，经历了由传统的铝背场电池到PERC再到各种双面电池，目前PERC电池的平均量产水平是23.3%，今年年底预计可以做到23.5%，但后续的行业发展，需要电池效率每年提高0.6%，按照这样的速度计算，明年需要24%、后年需要25%，2030年前后，已经基本达到PERC电池的效率上限。
在这种情况下，载流子的选择性传输是太阳电池高效化的必然选择，而开路电压提升方向代表高效电池发展趋势。因为开路电压和Joc具有直接对应关系，随着钝化接触结构的不断优化，开路电压也越来越高，典型代表就是TOPCon和HJT电池。目前HJT电池已获得了最高750mV的开路电压和超过25%的转换效率。
TOPCon技术与现有PERC兼容性较好，100GWp+升级机会，国产化装备性价比有竞争力。但由于技术路线选择没有完全定下来和12寸以上硅片的良率很难超过90%，所以严重制约了其发展。
HJT技术兼容下一代更高效电池技术，正背面全面选择钝化接触、低温工艺、发展空间大，目前很多公司的量产效率能达到24%，但制约异质结电池技术大规模产业化的因素主要有以下几点：1、技术成熟度能否做到生产工序少、良率高，而且能接受大硅片的挑战；2、设备投资成本必须<3亿（1GWp PERC 1.5-2.0亿，TOPCon 2.0-2.5亿）；3、重要辅材价格未形成规模效应价格偏高；4、市场接受程度能有多少？
因为有着诸多制约因素，我预计HJT真正爆发的时间，是在2024年之后，所以留给TOPCon的时间，确实不多了。如果5年内TOPCon技术没能全面爆发，以后空拍很难有机会了。
一道新能源朱桂祥：预计2023年N型Topcon市场容量将达到10GW
随着效率的提升和成本的下降，N型产品的市场容量会逐步提升，平均年增长幅度有望达到30%以上，预计为光伏市场平均增幅的2倍，到2023年N型Topcon的市场容量会达到10GW
，主要市场为中国、欧洲、美国以及更加青睐双面发电技术的中东地区；预计将占到整个N型市场的40%左右。
N型电池双面率比P型电池双面率高10%以上，电站发电量增益可增加1%以上。
N型硅，没有P型硅中B-O缺陷复合，具有高少子寿命，受LID衰减影响较p型硅小。
N型双面组件可以让部分近红外光透过，工作温度更低，LeTID衰减幅度较低；在有光照的情况下，LeTID衰减会得到快速恢复，光强越大，恢复越快；恢复之后无二次衰减过程 因此，N型双面组件由于它的天然属性有着优异的抗LeTID(光热衰减)性能。
经过TUV的测试，N型单晶双面组件，在户外NOCT环境（800W/m2，25摄氏度，风速1m/s）中组件表面仅为42.0，较P型组件标定的46低约4℃。
在大同第一期领跑者和日本九州 20.5MW 地面电站等众多项目发电比较中，N型双面组件发电量遥遥领先。
以上诸多优势，正是一道新能源选择主做Topcon N型产品的原因。今年一道新能源科技（衢州）有限公司总投资50亿元，计划建设5GW高效晶体硅太阳能电池及3GW高效组件。电池项目主要生产高效PERC单晶单双面电池，效率达23.0%；N型双面电池300MW，效率达24.0%。组件项目主要生产半片、MBB、双玻和叠瓦高效组件，组件功率达550W以上，双面率85%。
赛拉弗李华旭：全产业链涨价让光伏行业很受伤
“政策利好、金融支持、百姓拥护”让光伏行业迎来了前所未有的发展机遇。
政策方面，3060目标的提出，让光伏行业迎来了难得的40年发展机遇。至2050年，中国光伏发电量在总发电量的占比，由现在的3.5%增长至39%，成为第一大电源；金融支持方面，越来越多的银行、投融资公司支持光伏行业，让光伏行业有了资金保障；百姓拥护方面，由要不要装到装多少，老百姓的积极性比安装商的积极性要高，特别是户用系统。
在迎来前所未有发展机遇的同时，也让光伏行业面临着供需矛盾加剧、金融风险加大、安全风险和孤儿电站增多等诸多挑战。
由于今年全产业链涨价，让安装商的利润，从2017年的每瓦2-3元，到2020年的0.6-0.7元，再到今年的0.1-0.2元。为了维持利润，部分公司开始降低产品质量标准和安装标准，缺乏后续运维。而这样做带来的直接后果，就是少数安装不规范、缺乏运维的电站，起火风险和其他安全风险加大。
在这种情况下，组件选好型至关重要。李华旭建议：
由于2020年缺货问题比较严重，2021年大厂组件供应依然紧张，选择三家左右合格供应商为宜。货比三家不吃亏，还能保证及时供货。
166、182、210，型号和尺寸多。在选型中，并不是尺寸越大越好，而是要依据当地屋顶适配度、与逆变器的适配度、安装难易度、供应及时性、性价比综合评估。
由于2021年需求依然旺盛，加上硅料短缺加剧，导致组件持续上涨。年底前有很大可能都维持涨势，切记减少观望，适量备货还是有必要的。
东方日升刘亚峰：异质结前景广阔 制约因素不少
异质结的优势很多，但在技术上也有三大制约瓶颈：一是电池效率是基本门槛 : 产业化平均效率需＞24%24.5% ;二是成本是决定性因素;三是可靠性需要确保。
东方日升的异质结电池，目前量产效率已经达到24%，量产电池效率与硅片品质，设备钝化和金属化效果稳定性之间相关，最佳开路电压>740mV。
但是在研发过程中，也发现了不少问题。
比如同一个锭较宽的少子寿命导致电池效率的宽泛分布；量产过程中，N型硅片质量需要控制好，特别是氧含量；载体使用的时间越长，真空度越差；ITO薄膜在实验中似乎与醋酸发生反应；在水汽作用下，ITO膜出现恶化，如B6电池；组件封装材料至关重要，EVA/POE中的添加剂会与ITO反应，影响组件可靠性；异质结电池的低温特性与激光的高温切割矛盾，常规激光切片带来大幅功率损失。
针对这些问题，东方日升进行了很多开创性设计。
比如独创的半片HJT电池切割技术，解决了异质结电池的切割损失问题，切片损失与PERC一致；联合厂家共同开发并尝试10多种材料搭配，寻找最佳焊接效果；研究各种电池浆料，封装材料及封装工艺，解决可靠性问题；将原有的焊机升级改造，全面实现低温焊接封装异质结组件；异质结电池组件与常规保持一致，无须考虑原有支架结构的兼容性，无需改变支架结构设计；针对异质结产品特性进行DFMEA设计严苛的老化测试，在加强的老化测试后，组件功率衰减小于2%。
晶澳王梦松：组价单纯提高尺寸意义不大 更应关注效率提升和度电成本
早期硅片尺寸变大的逻辑主要是节省电池制造成本，从158.75起，硅片尺寸的变化逻辑出现变化，主要是通过高功率组件来节省系统端的BOS成本。166硅片产生的逻辑是既考虑到上游设备的兼容，又考虑到下游系统的兼容，所以产品推出之后很快就占据了比较大的市场份额。2019年出现的210硅片源于半导体的主流尺寸，产生的主要逻辑是通过大幅提升电池产能来降低电池制造成本，通过更高功率组件来降低系统的BOS成本，而2020年出现的182硅片是试图通过反推的方式得到更适合生产、运输、安装与系统匹配的尺寸边界条件。
晶澳的设计逻辑就是，不应该由硅片来定义组件尺寸，而是应该由组件尺寸来定义硅片尺寸，那组件尺寸应该谁定义呢？我们认为组件的尺寸应该由系统来确定，然后硅片的尺寸由组件确定。晶澳DeepBlue 3.0组件的设计理念，就是这样一种边界反推逻辑，是结合系统端的现状，综合考虑到组件的生产、 安装、运输、系统配套各环节实际情况反推出的规格。比如这样可以将集装箱的利用率发挥到极致，可以让系统成本有效下降，可以保证最优的发电性能表现。
组件的设计应该以价值为核心，以最低的度电成本为考量，采用最合适的电池尺寸，而不是单纯的扩大电池面积。经过多家EPC和设计院的测算，当组件效率相当时，适当增加尺寸提高功率有利于降低系统端BOS成本，但当组件尺寸进一步变大，随着尺寸增加带来的BOS下降会越来越不明显，甚至消失。因此组件的尺寸并不是越大越好，而是根据系统的情况确定一个合理的尺寸。而组件效率和系统成本继续保持强相关性。以182组件为例，面积一定时效率越高BOS成本越低；效率提高1%(绝对值)，单瓦BOS成本下降约3.8分,效率提升相对功率提升对系统成本的下降效果更为明显。
天合张映斌：低电压、高电流设计的大组件能有效降本
过去十年，度电成本一直在下降，目前，光伏发电的LCOE已经具有相当高的竞争力，只有更低的光伏度电成本才能推动对煤炭、原油等化石能源的替代。高功率、高效率、高可靠性及高发电量的组件产品，是促使光伏发电进入全面平价时代的关键。随着大尺寸硅片的应用，单块光伏组件的功率大幅提升，可以充分降低BOS成本，从而降低系统度电成本（LCOE）。
天合“600W+高功率组件”通过低电压、高电流设计，对度电成本的降低非常明显。从电池、组件、到组串、方阵，再到整个光伏电站，组串是光伏系统的基本电路单元。光伏方阵通过组串并联累计功率，在相同的装机容量下，组串功率越高，所需的串数就越少，相关的BOS(Balance of system) 成本就会下降，包括支架、桩基、直流线缆，人工成本也大幅节省。因而提高组串功率，是降低系统BOS成本的核心因素。也因此，600W+高功率组件相较于585组件，组串功率提高了41%，是降低系统BOS成本的核心因素。
过去开发组件，主要看组件功率、效率、可靠性及成本，从系统或者业主的角度思考不够。而天合光能600W+的设计理念已经跳出了单纯组件本身的框架，完全站在系统的角度思考，定位很清楚，通过低电压、大电流在提升组件功率的同时提升组串功率，从而降低BOS，最终体现在度电成本的下降上面。
杜邦夏季：PVDF背板开裂比例快速增长
杜邦全球户外光伏组件调研项目是一个综合的户外光伏检验分析项目，旨在追踪材料的失效情况及其对组件性能的影响。此调研涵盖了运行不同年份的组件，不同的组件材料清单，安装于不同的气候类型和不同的安装方式。调研区域也分布广泛，包括了北美、欧洲、亚洲和中东。
调研结果显示，中国，欧洲，印度和北美等地均发现PVDF背板开裂；在干热，干冷，温和和地中海等气候条件下均发现开裂，开裂与气候类型无明显关联；PVDF背板开裂较PA背板晚，但与PA背板类似，开裂比例快速增加。
光伏背板作为保护组件的最外层材料，开裂和失效会严重影响组件的运行和安全性，甚至会让组件失效。
背板材料对环境应力特别敏感，当背板处于高温和紫外光照射共同作用下时，其降解速率明显增加。黄变是材料降解的信号，会影响背板的机械性能。开裂和脱层是另两个特别重要的失效形式，会降低背板的电气保护能力，增加人身安全风险系数。一旦发现此类背板失效形式，就意味着需要更换组件了。所以选用更好的材料，既能降低组件的功率损失，更关键的是能省去因材料失效而产生的更换组件的费用。杜邦的Tedlar®透明背板就是一种很好的选择，清洁效率高，后期运维简便，保证长期高透光率。
中利腾晖倪志春：PERC、HJT和TOPCon各有优劣
过去十年，光伏组件价格从2015年初的4.05元/W下降至2021年5月的1.8元/W（降幅高达55%）。
组件价格的下降，离不开电池技术的进步。
PERC电池方面，硅片尺寸从156.75，到166，再到182、210、2XX；双面化，背面发电量贡献，量产技术已相对成熟；掺镓硅片的全面推广，改善LID，户外发电量更有保障；薄片化趋势日益明显，从180+，170+到160+；更低的非硅成本使企业在竞争中占据更有利的地位。
尽管如此，由于PERC已接近效率极限，以TOPCon和HJT为代表的钝化接触电池继续提效。
从首次提出短短7年，TOPCon实验室效率迅速提高至26.0%。(Fraunhofer ISE)
HJT和TOPCon均为钝化接触电池。用S10计算电池效率的理论极限，PERC 24.5%(Al-BSF)、HJT 27.5%、TOPCon 28.7%，TOPCon的理论极限更高
同样为钝化接触电池，HJT和TOPCon却有着不同的技术路线和不同的技术难题需要解决。
HJT，目前量产效率在24%，距离25.11%还有进一步提升空间；硅片尺寸需要从156.75 → 166 → 182 → 210；硅片厚度需要从150μm → 130μm → 110μm；金属化，丝印、电镀、TCO靶材、大产能等问题需要解决；怎样实现无损切割等等。
TOPCon，目前量产效率在23.5%，距离25.09%还有进一步提升空间；怎样开发无绕镀方案解决良率问题；将来的技术怎样选择，是n型、p型，是前结、背结，是否可以和TCO技术结合；怎样降低金属化技术成本；对原位的选择，是LPCVD、PECVD还是PVD等等。
简单总结就是：
PERX将Al-BSF替换为B-BSF，最高效率可达25%。PERC还有生命力，仍是市场主流。
N型TOPCon具有效率优势，目前已有20多GW的产能规划，将是未来的主要竞争力。
HJT也是未来的发展方向之一。
帝科股份陈聪：多种方案解决金属化 为HJT电池降本服务
银浆占据HJT电池20.4%的制造成本，怎样才能在银浆端更好的降低HJT的制造成本？金属化降本是一种方式，但存在很多痛点。
比如双面电池结构与低温银浆特性导致金属化成本相对于P-PERC有显著上升；体电阻水平6E-6 ohm.cm，远高于高温烧结型银浆；目前副栅高宽在10-20/50-55 μm，栅线平整度与拓宽需进一步降低；目前印刷速度150~200 mm/s，提升速度后印刷性与栅线形貌变差；根据设备的差异，烘干条件普遍在2.5~10 min@150 oC/工序；固化条件在20~30 min@180-200 oC，生产效率低等等。
怎样解决这些痛点？帝科采用了几种方案：
通过配方银粉、有机的优化，可实现室温储存，大幅降低运输、物料管控难度。
在不同网版线宽、印刷速度下，DK61A系列均表现出更低的线电阻，支持≥300mm/s高速印刷
更快的印刷速度下，线电阻会略微上升，与副栅形貌变化有一定关系
创新配方与化学体系，DK61A副栅着力改善HJT电池量产性价比：银含量92-94%、体电阻<5 μΩ·cm
、固化后线宽<50 um@28 um、印刷速度≥300 mm/s、固化速度5-10 min、可靠的栅线附着力与老化性能。
创新配方与化学体系，DK51A主栅设计着力改善HJT电池量产性价比：银含量85-90%、体电阻<20 μΩ·cm、印刷速度≥300 mm/s、固化速度<10 mins、可靠的焊接拉力与老化性能。
极电光能邵君：预计2023—2024年钙钛矿电池可直接和晶硅竞争
目前光伏市场上95%以上的产品是晶硅，但晶硅电池片的实验室效率已经接近“Practical Limit”；量产电池片效率极限26%，组件效率极限23-24%。根据中国光伏行业协会的预测，到2025年，晶硅光伏组件成本约为～0.97元/W，此后再进一步的降本将非常困难。行业发展需要更先进的光伏技术。
钙钛矿就是这样一种新技术。事实上，钙钛矿并不是一种矿，它既不含钙，也不含钛，叫它钙钛矿，是因为它是一种含有钛酸钙晶体机构的组织材料，是一种有机无机杂化的材料。这种晶体早在1839年就被发现了，第一次被应用到太阳能发电领域是2009年，当时的效率是3.8%，目前的效率记录已经达到了25%以上，仅用了12年的时间，显示了它是一种非常有潜力的新技术。
钙钛矿电池的理论效率可达33%，高于晶硅的29.4% 同时还可以与晶硅电池进行叠层，效率可以突破晶硅的理论效率极限值。
效率、寿命、成本是直接影响光伏组件的“黄金三角”，通过这个“黄金三角”计算，如果钙钛矿组件效率达到18%，寿命达到20年，组件成本达到0.7￥/W ，就可直接和晶硅竞争，预计2023-2024年就能达成。
由于极电光能掌握了一种大面积的钙钛矿制备技术，在组件面积放大的同时，保证组件具有很高的转换效率，扫除了商业化进程中的最大障碍。截至目前，极电光能自主研发的1cm²钙钛矿太阳能电池效率超过22.7%，10cmx10cm组件效率达19.41%，30cmx30cm组件效率超过15%，产业化技术水平处于行业领先。2021年4月2日，经全球权威测试机构JET（日本电气安全环境研究所）严格检测，在63.98cm²的钙钛矿光伏组件上实现20.5%的光电转换效率。该效率是目前全球范围内大面积钙钛矿组件效率的创新纪录，已经与当前主流晶硅产品效率相当。这一开创性的数据带来的最直观的结果，就是极电光能朝着产业化应用方向迈进了坚实的一步，最终实现商业化量产只是时间问题。
TUV南德薄祥喜：高效电池组件如何测试？
高效组件应该怎样测试？薄祥喜从风险评估、热斑的处理、材料的选择、测试环境等方面，进行了详细介绍。
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