●5年后将进入叠层时代,TOPCon+钙钛矿叠层生命力仍然强劲,将持续引领行业高质量发展。
01
TOPCon综合发电量增益3.2%
张映斌认为,TOPCon产品凭借更高的发电量,为客户构筑起坚实的价值基石。
张映斌表示,TOPCon为正背双面接触结构,XBC为交叉指状背接触结构。XBC结构决定了其正面无遮挡,背面遮挡率和Poly Si寄生吸收却远高于TOPCon。因此,XBC电池背面效率会远低于TOPCon。
根据双面率公式:双面率=电池背面效率/正面效率可知,TOPCon双面率高于XBC,并且通过理论推算及实际测试得出,二者双面率差值约15%。双面率越高,在双面场景下单瓦发电能力越强。
通过模拟不同地面反射率情况下TOPCon与XBC发电量差异,可见5%~30%的地面反射率对应TOPCon单瓦发电能力增益为0.4%-1.09%。地面反射率越高,单瓦发电能力差异越大。
张映斌认为,TOPCon因其低辐照优势,单瓦发电能力高于BC。
TOPCon电池潜在漏电通道分布在电池四周,漏电风险低,并联电阻大。而XBC把正面电极引到了背面,无形之中增加了很多潜在漏电通道。
基于目前BC的电池设计,在背面正负电极栅线有200多对以上。所以,XBC的漏电通道相比TOPCon多很多。同时XBC工艺控制难,导致其漏电流水平不仅普遍高且离散度非常大。
统计数据表明,当在电池在反偏12V的测试条件下,TOPCon电池漏电流平均约为0.05安培,而BC电池平均漏电流是2.5安培,是TOPCon的50倍之多。不仅如此,由于BC电池的漏电流离散度非常大,很多电池的漏电水平远超2.5安培。而漏电流越大,意味着并联电阻越小。
根据理论推导和模拟推演可知,电池并联电阻越小,低辐照性能越差。XBC的低并联电阻特性,导致其低辐照性能相比TOPCon低约5%。
张映斌表示,光伏组件大部分时间都是在低于1000W/m2的辐照度下工作,因此低辐照性能越优,组件单瓦发电能力越高。
根据青海辐照情况下,张映斌团队模拟了二者发电能力差异。结果显示,由于低辐照优势,TOPCon比XBC单瓦发电能力提升约1%;基于常州实证,进一步证明了优异的低辐照性能可带来更高的TOPCOn发电能力增益。
从数据显示,在早上7-8点时,TOPCon 相比TBC高了6.9%;晚上在18-19点时,相对增益高达8.3%-8.4%。在目前消纳受限的情况下,早晚电价相对高,因此早晚低辐照发电效率越高,带来的电力价值越大。
张映斌认为,TOPCon具备高双面率和低辐照性能双重优势,据常州地面电站实测数据显示,TOPCon相对于TBC单瓦综合发电增益高达3.2%。
02
TOPCon在全球70%市场拥有绝对优势
张映斌介绍,未来5年,全球双面组件市场占比超过70%。
在全球双面场景下, TOPCon的高双面率及较优的低辐照性能双重优势带来的综合价值远高于XBC低BOS和低温度系数带来的综合价值。
TOPCon不仅单瓦发电能力比XBC高1.87-3.53%,综合客户价值也高于XBC 0.06-0.15元/W,因而TOPCon在全球70%以上的市场具有绝对优势。
张映斌认为,在全球单面场景下,在低辐照地区,TOPCon自身的低辐照价值仍大于XBC低BOS和低温度系数带来的价值,其综合客户价值比XBC高约0.088元/W-0.14元/W。
张映斌表示,XBC只有在高辐照且高BOS的场景下,才具有相对更高的综合客户价值。
03
现在投资BC,2031年都难回本
根据中国光伏协会预测,2028年全球装机容量为561GW,实际的组件需求约为674GW,而电池的需求约700GW左右。
根据InfoLink数据,目前TOPCon、BC、异质结、PERC的总产能大概是1400GW,而到2028年TOPCon产能将达983GW。即使PERC产能全部退出,先进产能的供需比依然高达2倍以上,远超1.1倍的供需平衡线。因此,电池环节将长期保持产能相对过剩的状态。
目前,行业内各企业均没有新扩产能的必要性和驱动力,TOPCon产能将保持主流供给地位。
光伏电站本质上是投资收益导向型的产品,投资收益属性非常强。
根据调研以及友商公布数据来看,单GW投资XBC要比TOPCon高1亿/GW以上,制造成本大概至少要高8分钱到1毛钱每瓦。
考虑到随着未来技术的发展,成本都有可能继续下降,XBC与TOPCon二者成本差异可能会降低到5分/瓦或3-4分/瓦左右,此后再降本就会比较困难。
这主要是因为,XBC有一些刚性的成本无法完全消除:包括更高折旧、更厚的硅片、更多银浆、相对低良率及特殊组件封装等。
根据测算,XBC即使在全球高价值市场(高辐照&高BOS),客户价值大约4分钱左右。鉴于有客户愿意为了所谓美学买单,初期溢价大概0.1¥/W,基本可以覆XBC的额外成本增加。但是,随着时间的推移,该溢价一定会减少。
TOPCon相对PERC,去年的溢价至少有1毛钱或7、8分钱每瓦,但是现在只有1-2分钱/W,甚至持平。因此随着时间的推移,BC的溢价无法一直维持。
即使假设其未来溢价保持在5-6分/W,XBC的投资至少需要6年收回成本,这在光伏行业不算是非常具有吸引力的投资。同时,这也意味着现在新投XBC的投资至少要到2031年才能回本。那时,光伏行业都可能已进入钙钛矿叠层时代了。
因此XBC投资回报缺乏足够吸引力和动力,TOPCon的主流供给地位仍然稳固。
04
TOPCon+钙钛矿叠层才是未来
张映斌认为,从光伏行业过去10多年主流电池技术迭代历史不难发现,主流电池技术迭代的核心,是钝化技术。
在过去十几年的发展,无论是PERC替代BSF,还是TOPCon替代PERC,光伏技术迭代的核心都是来自于钝化,要么来自于体钝化,要么来自于背面钝化,要么来自于正面钝化。
在主流电池技术迭代过程中,太阳能电池的电极结构也在持续不断优化:主栅线从2BB到5BB、MBB、0BB;副栅线从50根到200根,但是,从来没有人认为5BB迭代了多晶,也没有人会说MBB迭代了PERC。
张映斌表示,XBC从本质来说,是电极的极致优化:主栅变为0,副栅也变为0。在未来0BB+时代,更多的副栅线可能更加适配钙钛矿叠层,。有些企业说BC是终极技术,是电池终极发展方向尚需谨慎。
未来正背接触晶体硅单极电池的发展趋势是叠层电池。
在钙钛矿叠层时代, TOPCon跟钙钛矿结合,未来有望突破30%的电池效率。在叠层时代,TOPCon等两面电极接触结构电池更适合与钙钛矿等形成叠层,而XBC+钙钛矿叠层需要非常复杂的3T电路设计,三端子叠层很难进行工业化应用,不利于整个行业持续降本增效。
TOPCon凭借高双面率和低辐照性能,已带来更高的发电量,与其具备的更高可靠性,成就更优异的客户价值,将牢牢守住其5年内的主流地位。
未来,随着双面全钝化接触、抑制光学寄生吸收及超细栅线等技术的导入应用,TOPCon 2.0,预计一线企业的TOPCon电池效率将提升1.0%以上,组件功率提升30W以上。
另外,在叠层时代,TOPCon+钙钛矿叠层生命力仍然强劲,将持续引领行业高质量发展的新趋势。
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