又一家入局TOPCon 2.0,高价值“通吃”集中式与分布式应用场景
光伏企业的价值多寡,始终由提供给客户的价值决定,天合光能董事长兼CEO 高纪凡在12月底一场跨年分享中称。而在此之前,12月4日,天合光能举行了一场新品发布会,推出了基于新一代i-TOPCon Ultra技术的全场景至尊N型大中小版组件产品,为自己的技术实力交上了一份满意的“答卷”。
得益于i-TOPCon Ultra电池高达26.58%的转换效率,TOPCon赛道全面迈入了2.0时代,组件功率提升了30-40W。其中,至尊N型中版型产品,其功率升级到670W,效率高达24.8%,成为分布式场景的劲旅。
事实上,布局基于TOPCon2.0技术的组件产品,已经成为行业龙头共同选择。去年10月,晶科能源推出新一代TOPCon Tiger Neo 3.0光伏组件,功率670W,转换效率24.8%;今年1月6日,通威发布G12R-66版型TNC组件正面功率达到663.5W;今年1月14日,在中东WFES 展上,晶澳科技首次发布了DeepBlue5.0组件,功率达670W,转换效率更是提升至24.8%,同样步入TOPCon 2.0。
作为率先提出TOPCon 2.0这一行业新阶段的企业,天合光能有着自己独特的思考。
技术迭代引领组件进化多维度提升性能参数
本次天合光能推出的TOPCon2.0组件,在性能上实现了显著提升,覆盖全场景。至尊N型大版型产品功率跃升至760W,效率高达24.5%,正面效率提升更是达到了1.3%;面向工商业及山地等复杂地形的至尊N型中版型,凭借更优的安装灵活性与电气兼容性,产品功率已升级至670W,正面效率最高可提升1.5%;而专为欧美户用及中国别墅屋顶设计的至尊N型小版型产品,功率也升级到了495W,正面效率最高提升1.8%,中小版型效率均可达24.8%的高水准。
为了达成此次性能上的跨越式提升,天合光能从电池结构优化、双面率、组串功率等多个方面同时发力。
电池结构优化:
1.天合光能采用了钝化接触技术,正面与背面金属接触区均得到了全面优化,钝化水平显著提升。这一技术有效减少了载流子的复合,进而提高了电池的开路电压和短路电流,最终实现了电池转换效率的提升。
2.超细栅线技术的突破,使得金属电极与半导体材料之间的接触电阻大幅降低,电流收集效率得以提高,电池性能进一步得到优化。
3.通过抑制光学寄生吸收,实现了光学增益。天合光能优化了电池的结构和材料,减少了光的反射和吸收损失,提高了光的利用率,从而提升了电池的短路电流和转换效率。
双面率高达90%,综合发电效率显著提升:
TOPCon 2.0产品的双面率再次取得突破,从PERC时代的60%起步,TOPCon一经问世便达到了80%的双面率,而此次TOPCon 2.0的升级更是将双面率进一步提高5%,最高可达90%,比BC高出15%。双面率带来的是正面叠加背面综合效率的显著提升,在以沙戈荒大基地为代表的场景下,地面反射率最高可以达到35%,预估相应的发电增益高达15%以上。双面优势使得TOPCon电池在各种应用场景下都能获得更多的发电增益,显著提高了光伏发电的效率和经济性。
同时,TOPCon技术的开路电压也实现了大幅提升,其26.58%的世界纪录中,开路电压高达744.6mV。较高的开路电压使得TOPCon电池的温度系数降低了0.01%,进一步提升了电池的发电性能和稳定性。
组串功率提升超20%:
TOPCon2.0技术同样进行了全面升级,使得组件在多个方面的电性能稳定性得到显著提升。基于i-TOPCon Ultra技术的新一代中版型组件交付功率可达650-660W,这一优势将在未来20-30年的生命周期内持续发挥效益。
此外,TOPCon还采用了低电压设计,开路电压为49V,每串可以多串联两块组件,组串功率因此提升20%以上。这种低电压设计沿袭自210时代的设计理念,在系统侧展现出明显优势,能够节省汇流箱等设备,有效降低系统成本。
各种应用场景均有优势,低辐照环境性能更优
张映斌表示,在分布式发电系统中,TOPCon技术具有极高的应用价值。随着TOPCon 2.0的推出,其与BC在功率方面的差距已逐渐缩小。此前,当功率差为30W、25W时,BC在分布式场景中具有近1毛钱的优势。然而,TOPCon 2.0推出后,BC的优势已缩小至仅10W,按比例计算仅为3-5分钱。值得注意的是,这3-5分钱仅是电站初始投资节省的部分。在考虑未来生命周期内的发电情况时,低辐照因素不容忽视。虽然这一因素尚未被纳入测算模型,但从发电单元的角度来看,将其综合考虑更为合理。实证或测试将是验证这一观点的有效方式。
TOPCon在细分市场中展现出更高的竞争力。以往BC在分布式市场,如西班牙、中国高端别墅市场等具有一定优势。然而,现在TOPCon不仅功率差距缩小,还在外观设计上进行了全面优化,采用双玻设计,并呈现出极佳的视觉效果。通过TOPCon 2.0的功率提升、美学设计以及1.6×1.6mm的超薄双玻设计,TOPCon在细分领域的竞争力得到了进一步提升,完全有能力角逐这一市场。
在大型光伏电站场景中,TOPCon 2.0同样表现出色。其760W的功率意味着在大型地面电站中具有极具竞争力的度电成本。在地面电站场景中,TOPCon的双面率高出15%,并且具有低辐照的优势。在地面电站双面发电的前提下,TOPCon 1.0的优势已经十分明显。而BC原本的优势市场是分布式场景,在大型应用场合中,BC的竞争力相对较弱。这是因为TOPCon得益于210的低电压设计以及组串功率高出10%的优势,使得BOS成本被低电压设计所覆盖。因此,TOPCon的发电能力比BC更强。在双面场景特别是大型应用场合中,BC无法与TOPCon相抗衡。
张映斌进一步补充道:“TOPCon在低辐照环境下的性能尤为优异。地球上辐照量高于1000W/m2的地方并不多,大部分时间都是低辐照环境。TOPCon在低辐照环境下表现出色,特别是在分布式场景下,由于存在电价差,低辐照的价值进一步凸显。而BC由于漏电流较大,导致其低辐照性能较差。在产品质保方面,BC的年均衰减率为0.35%,而TOPCon为0.4%。虽然表面上看BC未来每一年都给客户的衰减少一点,但在一些特定情况下,如在UV环境中,BC的UV衰减比TOPCon至少高出1个点。特别是在高原地区或青海这种UV辐照强的地区,BC的UV衰减较高,会严重影响其发电性能。”
2025年规划10GW产能重塑行业格局
据悉,天合光能将对现有TOPCon产能进行全面升级,TOPCon2.0预计将在2025年6月左右形成量产交付能力,并计划在2025年实现10GW的规划产能。
根据多方数据,TOPCon1.0改建至2.0一次投入成本则为3000-5000万元/GW;而新建XBC产能一次投入成本约为2.6~2.8亿元/GW,由HPBC改建至TBC一次投入成本约为1.2亿元/GW,TOPCon 在投资成本上具有压倒性优势。在TOPCon2.0时代,该技术重塑市场格局,龙头企业与其他企业的差异性将会更加显著,TOPCon功率和效率优势使得BC优势尽失,进一步压缩BC在分布式市场的空间。
TOPCon技术的发展前景广阔,其中TOPCon与钙钛矿叠层的结合被视为一个极具潜力的方向。这种结构的正负对称电极具有显著优势,而BC技术和钙钛矿形成的三端子叠层很难进行工业化应用。
张映斌表示,TOPCon组件凭借其高功率、高效率、高可靠性、低成本以及充足的产能等优势,成为钙钛矿叠层时代底电池的最佳选择。随着高质量钙钛矿薄膜沉积技术、低光电损耗复合结技术、高效钝化材料和工艺的不断开发和应用,TOPCon与钙钛矿叠层未来有望突破30%的电池效率。这将使TOPCon保持强劲的生命力,持续引领光伏行业高速、健康发展。
来源:世纪新能源网
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