众所周知,光伏电池是决定组件效率和成本的核心器件,也是产业链中最具技术含量的环节。当前 P 型 PERC 电池效率平均 23% 以上迫近其瓶颈,且电池环节盈利能力较差,受替代性技术路线驱动,光伏电池眼下正处于由 P 型向 N 型迭代的关键时期。虽然有专家预测 PERC 电池在 2025 年仍将保持 50% 以上的市场份额,但凭借性价比和转换效率优势,快速扩张的 TOPCon 已经与 P 型电池的产能相当。
自 2023 年起,部分光伏企业的 N 型电池产能占比已超过 50%。在光伏设备行业拼质量、拼效率的时代,N 型电池的三大技术路线 TOPCon、HJT、N 型 BC,规划产能将在 2023 年底分别提高至 463.4GW、63.5GW、54GW。
N 型电池遭劲敌
提高转化效率,是光伏技术竞争的核心和决胜未来的根本。过去几年,无论是单晶还是多晶电池,每年都保持了 0.3%-0.4% 的效率提升。时至今日,转换效率的提升已经到了极限,为了那百分之零点几的效率值,龙头企业为了争夺第一宝座,不惜誓死拼杀,用多重技术来阻击对手。
BC 电池(Back Contact,背接触电池),是当前各类背接触结构晶硅太阳能电池的通用名称。作为一种拓展性较高的平台技术,BC 可以和 PERC 技术融合成 PBC,和 TOPCon 融合为 TBC,和 HJT 融合就是 HBC,故 BC 电池也称为“ XBC 电池”,日常被提及的 IBC、HBC、PBC、ABC、HPBC 等都属于 BC 电池。
不同 BC 电池工艺特点
从原理来看,BC 电池是将电池正面的电极栅线,全部转移到电池背面,减少电极栅线对阳光的遮挡,最大限度利用阳光,扩大有效发电面积,从而提高电池转换效率。此外,单瓦发电量比 TOPCON 高 2%-3%,产品的投入产出比更具优势。然而,实现电极背接触的方式方法很多。比如 HPBC 电池,电极排列从视觉上是一条直线;IBC 电池,则是交叉排列。实际上,BC 电池是通过物理结构 + 电化能力(以激光烧结技术为核心)的改良,从而实现一定的技术进步。
和钙钛矿相比,BC 电池并不是颠覆性技术。其提升转换效率的“秘诀”主要依赖自身的可拓展性,从其他晶硅技术路线吸收各自的工艺优点和钝化技术。例如:“ BC+PERC ”转换效率可以提升到 24%-25%;融合 TOPCON 钝化接触技术,演变成的 TBC 电池,转换效率能到 25%-26%;吸收 HJT 的非晶硅钝化技术,演变成 HBC 电池,转换效率能到 26%-27%。HPBC 技术 组件产品其电池正面无栅线,多层减反射膜增强了光线吸收能力,外加多层钝化技术减少杂质复合,大幅提升了转换效率,已量产的 HPBC 电池转化效率为 25%,最高可达 25.3%。
基于 BC 技术的 ABC 电池(All Back Contact),嫁接并融合了部分 TOPCON 和 HJT 技术,N 型 ABC 系列基于 M10 规格 72 版型单玻组件实现量产最高效率 24.27%、交付效率高至 24.0% 以上,2023 年上半年已经开始量产,有望在下半年批量出货。
和此前热炒的钙钛矿技术路线相比,BC 电池的难度系数比钙钛矿要小,光电转换效率的理论值有突破 30% 的可能。但实践中,这一数值如能稳定在 24%-25%,便已是皆大欢喜——即在同等成本下,对当前主流 PERC 电池(理论效率极限较低,目前最高转换效率是由隆基创造的 24.1%)、形成有效压制;显然,BC 电池主要的假想敌其实是 N 型电池。无论是钙钛矿电池,还是 BC 电池,最核心的问题,还在于规模性量产的成本。特别是正负极栅线全部都在背面的 BC 电池,制造难度比较大,行业尚未摆脱工艺复杂、成本高的问题。目前 BC 电池的产品良率有一定保障,公司 HPBC 的良率在 95%,已经能大规模的量产了,这意味着 HPBC 正处于快速降本的阶段。对于行业热议的,金属化以及去银降本方案,BC 电池的主流依然是银浆,金属化优势会更大,不同的企业会采用不同的路线,即使不做复杂的金属化,直接用银浆,优势也够了。当然,BC 电池成为产业主流将是“未来 5-6 年的事”,某种程度上暗示了产业当前仍未跨越成本关。