一道宋登元：沒有終極技術(shù)，只有創(chuàng)新迭代，一道TOPCon 4.0即將突破26%！

“過渡技術(shù)是相對于終極技術(shù)而言的，沒有所謂的終極技術(shù)，也自然不存在過渡技術(shù)。回顧人類科學史，每一項技術(shù)在科技發(fā)展的歷史長河中最終都是要被新一代技術(shù)替代的，這是人類科技創(chuàng)新的原動力。因為新技術(shù)替代舊技術(shù)是發(fā)展趨勢，沒有任何一個技術(shù)是停滯不前的，而是在創(chuàng)新中不斷迭代發(fā)展，永無止境，光伏也不例外。”一道新能首席技術(shù)官 宋登元

在n型賽道中，一道新能是公認的一匹黑馬。從初露鋒芒到躋身全球組件出貨前十，一道新能僅用了不到5年時間。在這一時期里，一道新能專注TOPCon電池技術(shù)創(chuàng)新并全力推動產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。2022年初，光伏行業(yè)技術(shù)元老、n型技術(shù)領(lǐng)軍人物宋登元博士加入一道新能，并主導一道新能TOPCon電池持續(xù)技術(shù)迭代至3.0階段，電池平均轉(zhuǎn)換效率達到25.2%。

面向2023年，一道新能制定了新目標——TOPCon 4.0電池轉(zhuǎn)換效率將突破26%，到年底其TOPCon電池組件產(chǎn)能均達到30GW。在濟南光伏展會上，北極星太陽能光伏網(wǎng)對話一道新能CTO宋登元博士，探究n型技術(shù)迭代PERC電池之際，黑馬將往何處去？

n型先鋒，TOPCon 4.0轉(zhuǎn)換效率將突破26%

作為行業(yè)n型高效電池技術(shù)的領(lǐng)軍人物，宋登元博士在我國n型電池技術(shù)產(chǎn)業(yè)化落地貢獻頗豐?！白匪輓型技術(shù)發(fā)展的歷史，實際上在2009年英利率先進行了n型電池的研發(fā)?！睋?jù)了解，當時宋登元帶領(lǐng)英利團隊與荷蘭能源研究中心（ECN）共同開發(fā)高效n型硅雙面PERT電池技術(shù)，項目命名為“熊貓”。2010年英利熊貓電池轉(zhuǎn)換效率達到18.5%，向業(yè)內(nèi)展現(xiàn)了n型電池的高效優(yōu)勢。由于在n型技術(shù)產(chǎn)業(yè)方面的重大貢獻，2012年6月宋登元博士受邀在美國奧斯汀舉行的第38屆IEEE光伏科學家大會上做了“Progress in n-type Si solar cell and module technology for high efficiency and low cost （高效低成本n型硅太陽電池與組件技術(shù)進展）”的大會特約報告，這是中國科學家首次在全球權(quán)威光伏大會上報告n型雙面電池大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化情進展，引起了國際光伏界的廣泛關(guān)注。2015年，熊貓雙面n型組件成功應用于我國首批大同采煤沉降區(qū)光伏領(lǐng)跑者50MW示范項目，獲得了平均月度發(fā)電增益率最高達19.02%的成績，開創(chuàng)了n型技術(shù)大規(guī)模實證應用先河。

“2013年，德國Fraunhofer太陽能研究所首次提出隧穿氧化層鈍化接觸（TOPCon）電池技術(shù)概念，但當時產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)還不成熟?！彼蔚窃榻B，“2018年前后，我國n型TOPCon電池研發(fā)初具雛形。在2018年8月8日，劉勇創(chuàng)立了一道新能，深入剖析了幾種技術(shù)路線后，認為TOPCon技術(shù)是最有潛力的下一代光伏技術(shù)，因此，一道新能全力聚焦n型TOPCon技術(shù)路線發(fā)展?！?/span>

2022年初，宋登元加入一道新能，擔任公司首席技術(shù)官（CTO），全面負責公司研發(fā)工作以及n型高效電池、組件的技術(shù)研發(fā)。在宋登元的帶領(lǐng)下，一道新能成功開發(fā)TOPCon3.0技術(shù)，使TOPCon電池的大規(guī)模量產(chǎn)平均轉(zhuǎn)換效率進一步提升到25.2%以上。

在宋登元看來，技術(shù)是一個不斷積累的過程?！皩嶋H上自一道新能成立之日起，公司的技術(shù)定位就非常清晰，這源于創(chuàng)始人劉勇對光伏技術(shù)內(nèi)涵和外延的深入理解。2019年，公司建立了國內(nèi)最早的n型TOPCon電池研發(fā)生產(chǎn)線，稱為TOPCon1.0。在一道新能的持續(xù)創(chuàng)新研發(fā)下，產(chǎn)品不斷迭代，2020年基于TOPCon1.0 plus技術(shù)的產(chǎn)品開始量產(chǎn)，效率達到23.5%，2021年TOPCon2.0產(chǎn)品量產(chǎn)，效率提升到24.6%以上2022年TOPCon3.0產(chǎn)品量產(chǎn)，平均效率突破25.2%?！?/span>

“到了TOPCon3.0階段，電池平均轉(zhuǎn)換效率由2.0階段的24.6%提升到25.2%，最高效率達到25.8%?！闭劶癟OPCon3.0的技術(shù)突破，宋登元頗為自豪：“TOPCon3.0是一道新能TOPCon整個TOPCon創(chuàng)新系列中具有里程碑意義，起到承上啟下的作用。我們成功研發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高能量激光i-SE（industry-selected emitter）產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，有效降低前表面光生載流子的復合，提升短波長光譜的利用率；而背面超薄ut-polySi（Ultrathin Poly Si）技術(shù)能有效的降低背面多晶硅層對長波長光譜的寄生吸收，大幅提升長波長光譜的利用率，這兩種技術(shù)完美的結(jié)合攻克了TOPCon太陽電池效率提升的瓶頸，使短波長和長波長光量子效率分別提升了40.6%和15.3%，電池效率平均提升超過25.2%?！?/span>

一道新能TOPCon電池技術(shù)路圖

根據(jù)一道新能TOPCon電池技術(shù)路線圖，到2023年底其TOPCon4.0電池平均轉(zhuǎn)換效率將突破26%，這是讓業(yè)內(nèi)為之振奮的消息。據(jù)了解，電池效率每提升1%,組件的功率密度會高5%，系統(tǒng)端將帶來7%~9%的增益。

而談及實現(xiàn)TOPCon4.0電池平均轉(zhuǎn)換效率突破26%的技術(shù)方向，宋登元介紹，“TOPCon電池技術(shù)是目前為止晶硅電池最完美的鈍化接觸電池結(jié)構(gòu)，這種電池效率極限28.7%，最接近晶體硅光伏電池極限效率29.4%。而實際上目前這種電池結(jié)構(gòu)還有很大的效率提升空間，要實現(xiàn)電池轉(zhuǎn)換效率突破26%，方向主要是進一步研發(fā)基于高載流子選擇材料和電池結(jié)構(gòu)的TOPCon4.0技術(shù)等，屆時將徹底顛覆目前晶硅電池產(chǎn)品的市場格局。”

2022年可謂n型發(fā)展元年，除TOPCon技術(shù)外，HJT、XBC技術(shù)新品迭出、實驗室效率不斷攀升。而由于TOPCon技術(shù)可在PERC產(chǎn)線上改造而得，業(yè)內(nèi)關(guān)于TOPCon是過渡技術(shù)的論調(diào)不絕于耳。

宋登元并不贊同這一觀點，他認為能通過現(xiàn)有的工藝實現(xiàn)先進電池結(jié)構(gòu)技術(shù)，進而完成技術(shù)迭代本身就是一種巨大的優(yōu)勢，不僅可以利用現(xiàn)有的創(chuàng)新成果、并具有低成本的特征，非常符合光伏行業(yè)特點和科學發(fā)展規(guī)律?！斑^渡技術(shù)是相對于終極技術(shù)而言的?；仡櫲祟惪茖W史，每一項技術(shù)在科技發(fā)展的歷史長河中最終都是要被新一代技術(shù)替代的，這是人類科技創(chuàng)新的原動力，光伏也不例外。但由于某個時段的認知局限性，我們以為某種技術(shù)是終極技術(shù)，但實際上技術(shù)是在不斷發(fā)展的，沒有終極技術(shù)，就沒有所謂的過渡技術(shù)?！?/span>

“舉一個例子，我大學是學的芯片專業(yè)。上世紀80年代初，芯片最窄可以做到1微米，2000年芯片最窄到達了100納米，那個時候行業(yè)認為這已經(jīng)是極限了，集成電路（IC）的摩爾定律將會失效。然而IC技術(shù)得到了持續(xù)進步，到2023年，芯片最窄做到了3納米甚至1納米。也就是說，很多時候人們理解的終極技術(shù)，是受當時認知限制的，光伏技術(shù)一定是創(chuàng)新迭代發(fā)展的?！彼蔚窃M一步解釋。

產(chǎn)業(yè)化提速，全景啟航

回看n型技術(shù)的發(fā)展，盡管TOPCon、HJT和XBC三線競逐，但真正的較量在于如何從實驗室走向量產(chǎn)。從上述技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進程來看，TOPCon可謂一馬當先。據(jù)InfoLink 統(tǒng)計，截止2022年底，TOPCon和HJT 電池落地產(chǎn)能分別達到81GW和13GW，組件出貨分別為16GW 和3GW。

談及TOPCon進展迅猛的原因，宋登元表示，“實現(xiàn)光伏技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵在于不忘初心，正確認識光伏的能源屬性。一項技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化要具備幾個條件，第一效率要高，第二要具備更低的LCOE，第三要有良好的產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)環(huán)境，第四要足夠穩(wěn)定可靠，這些條件缺一不可。對于下游電站業(yè)主而言，實際上他們不關(guān)心是哪種技術(shù)發(fā)出的電，他們所關(guān)心的是能否以較低的成本獲得同等的能源價值，從而能獲得較高內(nèi)部收益率?！?/span>

據(jù)了解，今年年底前TOPCon電池的硅成本將與PERC基本持平。從電池端的非硅成本來看， TOPCon大概是在0.17-0.19元/W，PERC約為0.14元/W，TOPCon較PERC有3到5分錢的價差，未來將做到同價。而從電站系統(tǒng)增益來看，TOPCon具備更高的單瓦發(fā)電量、更低的系統(tǒng)成本，整體性價比優(yōu)勢更加明顯。

一道新能也是業(yè)內(nèi)為數(shù)不多公開n型電池、組件報價的企業(yè)，這更加體現(xiàn)了其對TOPCon技術(shù)路線的自信?！澳壳癟OPCon技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化成熟度很高、產(chǎn)品穩(wěn)定性好，相對于其他n型技術(shù)產(chǎn)品而言，成本已經(jīng)已經(jīng)與PERC持平， 降本壓力不是那么大，主要精力還是集中在做好下一代技術(shù)?！?/span>

據(jù)了解，2022年以來，一道新能組件中標規(guī)模達到10GW，成為國內(nèi)五大六小等主流電站開發(fā)企業(yè)的供應商。為保證n型高效產(chǎn)品的供應，一道新能的擴產(chǎn)規(guī)劃也在穩(wěn)步推進，預計到2023年底實現(xiàn)電池、組件均超30GW。宋登元介紹，一道新能電池基地包括山西忻州10GW 、江蘇泰州10GW以及浙江衢州10GW。組件更是多點布局，在山西、甘肅、安徽、浙江、福建、廣西、內(nèi)蒙古等地均有制造基地。

“有市場才會有產(chǎn)量?！痹趯Ｗ⒓夹g(shù)研發(fā)的同時，一道新能同樣注重用戶端的需求，推出全功率覆蓋的“DAON”品牌3個系列高效N型產(chǎn)品，面向分布式光伏、戶用光伏、集中式電站、海上光伏、光伏+高速等諸多應用場景。2023年1月，一道新能與億利潔能簽署合資合作協(xié)議，雙方計劃在內(nèi)蒙古投資40億元，建設年產(chǎn)10GW高效電池和10GW沙戈荒專用光伏組件項目，進一步拓展應用場景。

當前處于在p、n型技術(shù)轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵時期，TOPCon產(chǎn)能爆發(fā)式增長，進一步加入迭代進程。據(jù)宋登元預測，加上HJT和XBC，預計到2025年n型產(chǎn)品的市場占比將超過p型成為主流。

而面對當前市場的技術(shù)路線之爭，宋登元表示，“一花獨放不是春，正因為光伏技術(shù)百花齊放，相互競爭、相互促進，才有了光伏發(fā)電成本的快速降本，推動整個光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?！蓖瑫r，宋登元提醒，當前光伏產(chǎn)業(yè)熱度高但雜音也多，光伏技術(shù)發(fā)展要保持平常心，遵循科學發(fā)展規(guī)律，共同促進行業(yè)可持續(xù)的健康發(fā)展。