隆基官宣BC技术或成为未来主流,引发光伏市场巨震,目前光伏电池技术仍以TOPCon和HJT为主流,一向低调的BC技术,真的能担当未来主流路线的重任吗?
上海交通大学太阳能研究所所长【沈文忠】做客见智研究,并对此发表了看法:
“BC技术是一种50多年历史的技术,但过去20年发展非常缓慢,因为技术门槛高,工艺复杂,产业化难度大,需要产业链协同支撑,所以过去企业对该技术投入不足。
但今年与过去不同,尤其隆基官宣BC未来会成为主流,大家对BC的重视程度日益提升,在这样良好氛围下,未来3-5年,BC技术将迎来大发展。
从研发和产业化成熟度讲,最成熟的是PERC和TOPCon结合的HPBC,TBC次之,HBC还要再后面,叠层电池BC技术才刚开始。
就未来技术路线而言,应该是2-3种差异化技术共存的场景,即BC 技术和正常结构的技术长期平衡共存。BC技术占30-40%的市场份额,其他结构TOPCon、PERC、HJT共占60-70%。但由于光伏市场体量很大,每年 500GW 乃至未来几年可能到 1TW的量级,所以30-40%对一个企业或者几个企业讲已经是足够大的市场。“
以下是见智研究与上海交通大学太阳能研究所所长【沈文忠】的完整对话:
龙头背书,未来十年BC将迎来大发展
见智研究:
隆基官宣 BC 成为主流的事情,如何估量龙头表态对光伏行业后续的影响?光伏的技术路线是否会迎来重大变革?
沈文忠:
光伏技术发展到现在,规模这么大,以前是不可想象的,所以龙头企业的号召力是非常非常强大的,因为整个产业链会给它配套。一个技术的发展需要整个产业链的配套。无论是原来的PERC,现在的TOPCon,未来的HJT,都需要龙头企业的引领作用。
BC 技术虽然是一个有 50 多年的技术,真正的产业化从 2004 年开始,通过过去近 20 年的发展,其技术发展得非常缓慢,到目前为止可能年出货量不到2GW,占比是小于1%。
但是在现在新的形势之下,尤其是龙头企业的引领作用,产业内的配套,市场发展空间大, BC 技术迎来了一个非常好的时机。另一个原因是,现在不管什么技术都进入平价上网,平价上网后应该容纳2-3种差异化的技术,适合不同的应用场景。在这样的背景下,BC 技术未来十年应该有非常大的发展,要远超过去的 20 年,未来会成为光伏技术里非常重要的环节。
BC技术门槛高,对材料质量、正面钝化、背面图形化均高要求
见智研究:
能详细地介绍一下 BC 技术吗?它和我们经常说的IBC 是一回事吗?
沈文忠:
BC 技术应该是一个平台技术,电池的结构是相同的,但是电极的构成方式有所区别,一般的电池,是正面背面都有栅线。 BC 电池,正面和背面的栅线都以交叉的形式集中在背面,所以在这种情况下,正面没有任何栅线,所有的电极正负极都在背面,是这样的特殊结构。所以不管是 PERC 、TOPCon、HJT乃至后面的叠层电池,都可以采用 BC 技术这种连接方式,所以是一种平台的技术。这种技术当然跟传统结构的电池有很大的变化,因为前面是没有栅线的,所以背面的栅线的布局图形化很关键,包括隔离,不像原来在正反两面就没有隔离的问题。
第二,因为是受光在正面,而收集光光生电子在背面,所以对材料的质量的要求高,也就是说正面产生的光生电子空穴对要被背面收集,所以材料的少子寿命相对高。第三、正面的钝化性能要加强,因为只有做到非常好的钝化以后,才能够充分地产生电子空穴对。
所以在材料的质量,正面的钝化,背面的图形化都提出了比较高的要求,所以产业化难度、工艺的复杂程度相对比较大。但是由于正面没有栅线遮光,电极的遮光会减少到最低程度,所以效率会提升,且美观,特别适应工商业分布式的屋顶应用场景。
今年开始,BC技术发展会加快
见智研究:
如果未来 BC 电池会成为主流,为何目前布局该技术的企业较少?原因是什么?
沈文忠:
第一、技术门槛比较高。工艺复杂,产业化难度比较大,所以还需要很多产业链的支撑。早期一般的企业,特别中国的企业都做过尝试,做过研发,甚至做过小规模的产业化,曾经的性价比不够,产业化发展比较缓慢。
第二、技术上达不到,龙头企业们,或者是主流的企业们BC 技术投入不足,仅少量的企业看好这个技术进行一些投入。很多我们中国的光伏企业,只顾眼前成熟的技术。
但是这几年,特别是隆基官宣BC技术在大力发展以后,很多的企业都在布局研发,重视BC 技术的产业化探索,某种意义上说明各个企业都在看好这个技术。特别是龙头企业们都在研发,有些已经在做一些产业化的布局。因为 BC 技术我认为是 PERC、TOPCon、HJT乃至叠层后面的高级版。
什么叫高级版?并不是PERC的BC电池比 TOPCon高级。而是PERC的BC 电池技术, 应该是比 PERC 高级。TOPCon 的BC 技术, TBC 技术应该比 TOPCon高级,是 Pro 版。HJT的 HBC 电池技术比HJT高级,它们相对是有可比性的,但是相互之间是没有可比性的,因为完全是不同的技术路线。
第三、大家对主流话语理解不同。早期在平价上网前,大家以度电成本来衡量,最低的度电成本是好的、主流的技术。所以PERC、到TOPCon、HJT整体发展脉络非常清晰。但现在平价上网、竞价上网、低价竞争的格局下,不同应用场景,客户会有差异化的需求,所以未来可能会2-3种技术成为光伏主流。
目前TOPCon相对PERC有一定溢价,HJT相对PERC、TOPCon也有溢价、BC技术对相关其他技术更有溢价,这也是客户对不同产品的应用选择。
今年开始,大家在 BC 技术的重视程度,跟前两年是不可同日而语。在这样的好氛围之下,未来 3-5 年的 BC 技术的发展一定不会像前面这么缓慢。
产业化成熟度排序:HPBC、TBC、HBC
见智研究:
HPBC、TBC、HBC哪种路线可能最先跑出来,从性价比角度分析下技术路线?
沈文忠:
PERC也可以做BC结构,但PERC电池已经成为过去式了,几乎没有扩产,几乎都转到TOPCon了,所以PERC的BC电池结构后面发展应该是受限的。
TOPCon现在是市场最热的技术,这两年号称上千GW的扩产,但真正落地的不到500GW,也是很大的量,所以TBC是很多企业开发的热点。HPBC技术路线是最早产业化的,HBC国内有个别企业做产业化布局,做研发的比较多,但真正产业化还要滞后。
叠层电池刚开始做研发,叠层电池的BC,目前国际上只有极少数课题组在做,三端的BC电池开发工作,最好的做到29.6%左右,但两端真正BC结构还没做,这一块研发还没开始。
所以从研发和产业化成熟程度讲,最成熟的就是PERC和TOPCon结合的HPBC,TBC次之,HBC还要再后面,叠层电池BC技术才刚开始。
光伏行业太过超前也没有意义,比如前几年做HJT的产业化,绝大部分都成为牺牲品,现在做有些企业宣称做叠层电池的产业化,我觉得还是没有经济性。现在比较有经济性的还是TOPCon 和 HJT的 初始阶段。 BC 技术相应的作为一个平台技术也要跟TOPCon和HJT的技术相辅相成。从性价比上讲,PERC和TOPCon结合的HPBC最高,其次是TBC、再次是HBC。
BC总量以隆基和爱旭为主,明后年放量加快
见智研究:
目前量产企业大概能有多少?您认为这些企业是否具备先发优势?
沈文忠:
最早产业化的是Maxeon,1GW左右的规模,现在扩产500MW左右。国内发展很快,隆基可能有30GW产能,爱旭有6.5GW在珠海,黄河水电有200MW,中来也是近百兆瓦级的生产,以代工为主,其他都在做布局。总量以隆基和爱旭为主,今年年底可能达到40-50GW,真正产量在10GW以上,明后两年,尤其后年,产量可能达到50-100GW的量,发展速度很快。
BC核心工艺:激光图形化、隔离、金属化、钝化
见智研究:
BC 技术路线最核心的工艺是什么?它的产业链中各价值量的分布情况?
沈文忠:
BC 结构上,最大的变化在背面,所以背面的图形化、隔离、包括金属化是关键,还有钝化,材料质量的提升,整个价值的产业链的价值就体现在这几个环节中。
现在采用的比较多的都是激光的图形化,然后丝网印刷或者电镀也会有比较大的发展,这是金属化这一块。那钝化这一块,这些钝化方案其实跟TOPCon、HJT的钝化方案是类似的。
比如说TOPCon,主要是多晶硅的钝化,HJT主要是非晶硅的一些钝化,这些都是需要用 CVD 的技术,当然 CVD 也不同,有 LP、PE等,我国有完全成熟的,全球领先的设备供应商。
材料提升质量方面,国内这几年的拉晶技术,硅料生产技术,迅猛的发展,装备完全能自我解决,整个产业链非常的完整,包括组件的封装方式,一些自动化的东西,技术发展非常全面。
整个产业链会因为BC技术一些结构上的变化,导致比重的重新分配,比如说激光的重要性可能会更加体现。
见智研究:
BC 技术路线的成本,和PERC、 TOPCon、HJT 等相比,处于什么排位?它的降本路径又是什么?
沈文忠:
从增加工艺的情况讲起,BC技术成本短期会比其他对应技术略高一些。HPBC 技术有希望能跟 PERC打平;TBC 现在肯定是要高的,但是什么时候能打平,要看 TBC 技术的发展。但是市场应该是给各种电池技术有一定的溢价,企业能追求这些技术还是有成本上的考虑。
见智研究:
BC的难度攻克进展?是否有较大突破?
沈文忠:
现在都是几十GW量级的量产,中国企业一定是有突破的。最大成功还是在清洗的解决,激光图形化本身技术问题不大,但是图形化后怎样做到有效隔离清洗,是个比较重要的难题。这半年企业应该做的非常好,未来最大的变化应该是怎么优化工艺,使得性价比更突出。
TOPCon企业也兼顾研究BC,主流技术不会只是一种
见智研究:
隆基官宣BC技术主流后,对坚持做TOPCon的企业后续影响多大?TOPCon是否会被淘汰?还是说技术路线会并存?
沈文忠:
首先,已经布局TOPCon技术的企业肯定都会研发 TBC 技术。而且主流技术不会是一种技术,不是你死我活,应该是多种共存不同的场景,所以未来会是BC 技术和正常结构的技术一段时间平衡共存的局面,BC作为更高级的Pro 版。
BC技术占30-40%的市场份额,正常结构TOCPon、PERC、HJT占60-70%。因为市场很大,每年 500GW 乃至未来几年可能到 1TW的量级,所以30-40%对一个企业或者几个企业讲已经是足够大的市场。整个行业,主流技术应该是2-3种差异化技术并存。
HJT加钙钛矿大概率是未来叠层的主流
见智研究:
钙钛矿能和BC结合吗?相较于HJT叠层,优劣势有哪些?
沈文忠:
现在光伏电池效率23.5%左右,到26.5-27%基本到了晶硅极限,每年提高0.5%,提高到27%,还有7年时间。所以7年后肯定过渡到叠层电池技术。叠层电池选哪条路线,不同企业有不同看法,从技术本身讲,通过3-5年HJT的快速发展,未来叠层电池技术主流应该是HJT叠钙钛矿。HJT虽然现在比TOPCon规模、成熟度还有差距,但3-5年后HJT也会成为技术主流。HJT工艺步骤短,上面又有TCO,可以公用隧穿结。隧穿结有2种方案,一种是TCO、另一种是硅基薄膜、HJT本身是硅基薄膜沉积过程,目前也都在减少铟,所以不用TCO、直接用硅基薄膜,再加钙钛矿的叠层结构,又解决了减铟的问题,所以我判断HJT叠层钙钛矿应该是叠层电池主流技术方向。
BC目前主要应用在分布式还是集中式
见智研究:
BC电池应用场景怎么看?
沈文忠:
BC在分布式或者工商业屋顶上面是非常合适的。在大型电站上面,我觉得作为更高效率的BC早期可能会选用一些条件不太好的区域,或者是不太重视的一些区域,价值更容易体现。但是分布式工商业的应用场景比例也非常的高,现在的BC产能,产量或远远满足不了要求,BC技术最先应用先在分布式,然后集中式。(伴随扩产和性价比优势,BC双面率的产能足够满足不断增长的集中式需求)
见智研究:
TOPCon 电池的产能有优化成BC产线的可能性吗?很多企业都说有技术储备,他们离量产有多远?
沈文忠:
TOPCon产线想通过工艺改变升级为BC技术,理论上可行,但实际操作困难,因为布局产能会有些差别,例如过去都说PERC可以升级到TOPCon,但是观察下来发现95%以上的TOPCon产线都是新建的。
光伏行业每年扩产规模非常大,50%增速甚至更高,近几年100%增长。所以很多产能都是新建的。未来能不能升级取决于行业发展是改造升级还是新建升级。
目前企业的TBC还处于研发阶段,真正产业化推进,今年不一定落地,可能要明后年。
见智研究:
BC 的技术中有没有对 N型硅片要求更高?
沈文忠:
BC技术是正面产生电子空穴对,在背面收集,正面与背面之间的厚度一般要求不超过120-130微米,所以不管是P型硅片还是N型硅片,要求少子寿命高些,所以对材料质量要求很高。
近几年拉晶技术进步很快,N型硅片少子寿命天生比P型高,所以BC电池技术对硅片质量要求是高的,中国拉晶技术已经完全能够达到这样的水平。
见智研究:
如何看待爱旭的ABC?
沈文忠:
爱旭没有在任何公开场合说他的技术,因为企业研发不易,爱旭的ABC就是TBC,就是TOPCon的技术,所以效率是非常高的,因为TBC钝化,特别是背面的钝化做的非常好,爱旭又做了铜电镀工艺,所以效率非常高,但成本可能相对会高些。
见智研究:
TOPCon生命周期大概多久?
沈文忠:
TOPCon的效率比PERC有较大提升,虽然TOPCon效率有虚高成分在里面,但比PERC高1-1.5%。未来TOPCon的发展空间是正面的选择性发射极,现在基本上已经开展了;背面的多晶硅减薄,浆料的配合,背面减薄可以降低长波区域的吸收,下一步TOPCon就在正面,主要是栅线下面做一些多晶硅结构,全表面做钝化不可能,只能在栅线下面做一些钝化技术。这块明年会用到产线上,所以TOPCon的发展蛮多的,TOPCon做到26-26.5%的效率是非常有希望的。所以讲生命周期,一般认为0.5%是一年的生命周期,如果23.5-26.5%,应该是7-8年的空间,大概估算的,仅供参考。
见智研究:
BC 电池金属化的部分跟其他技术有什么区别?
沈文忠:
具体没有区别,都可以用丝网印刷和铜电镀,更多是在丝网印刷精度上,对称上有一些要求,目前丝网印刷设备都能达到要求,所以金属化就是方式问题,跟传统方式没有太大区别。
HJT投资热情再次燃起
见智研究:
HJT今年产能多少?以后和TOPCon对比下来会如何?
沈文忠:
虽然TOPCon理论极限比HJT高,但理论极限是理想情况,实际从结构上讲,HJT效率比TOPCon更高,这两年TOPCon的快速发展影响了HJT的进步,但TOPCon扩产过多,再去扩经济性如何?资本市场接受度,以及红利点是不是过了?所以今年下半年,大家对HJT扩产又兴趣浓厚。TOPCon不良率约5%,N型硅片可以在HJT用,硅片降本中HJT都是半片,所以在硅片相对TOPCon可以弥补。此外,2026 年 1 月 1 号以后,欧盟要开始收碳关税,HJT在低碳足迹上有3-5分的优势,HJT比TOPCon单瓦成本就差1毛钱左右,碳足迹就能拉开三五分,所以HJT投资热情又燃起了。
去年HJT全球量约2-3GW,今年预计10GW,这点和BC差不多。
见智研究:
集中式做BC有优势吗?BC双面优势会提升?
沈文忠:
BC电池当然可以用在大型电站中,双面率上也会不断提升。(任何光伏电池都不可能全做双面,需要满足不同应用场景的需求)
钙钛矿量产之路还很长,且要借助HJT才能发挥优势
见智研究:
钙钛矿生命使用周期是否大大增强?技术瓶颈突破进展到哪了?
沈文忠:
不再赘述钙钛矿的优点了,说下难点,钙钛矿产业化难点一个是稳定性,稳定性包括两方面,一方面靠外在,比如水、氧等的一些影响,这个可以通过可靠的封装解决。内在的离子迁移问题,只有靠内部的钝化方案解决问题,到目前为止尚未形成统一解决方法,每个初创企业都有自己思路,但是我认为,不论企业还是科研单位都在研发,稳定性问题应该可以解决。
另一方面是竞争力问题。晶硅之间竞争如此激烈,钙钛矿也有竞争问题,钙钛矿虽然理论极限效率比晶硅高,但真正要达到这个极限效率并不像晶硅非常逼近极限效率。钙钛矿与极限效率差距很大,比如我们现在知道钙钛矿极限效率是33%,现在能做的最好水平是26.1%,有7个点的差距。晶硅极限效率是29.4%,现在最好水平是26.8%,差距较小。钙钛矿做到30%以上的效率很难,因为首先,钙钛矿是平面结构,不像晶硅是绒面结构,平面结构对光的利用率较低。
其次,钙钛矿的极限效率是很小面积下测算的,钙钛矿基本都是在0.1平方厘米以下,所以放大了以后会有很多问题,导致产业化难点很大。
所以与晶硅同面积的钙钛矿组件,我觉得20%都很难做到,况且20%的组件效率对钙钛矿还都蛮有挑战,而晶硅现在是24%以上的效率。所以我比较呼吁钙钛矿和晶硅做融合技术,HJT要靠钙钛矿才有发展空间,相比TOPCon,钙钛矿一定要借助HTJ才能把钙钛矿真正优势发挥出来,两者互相成就。单纯钙钛矿我觉得蛮难的。
见智研究:
TOPCon、HJT、BC这种产线回本周期多久?
沈文忠:
估算下,国内基本一条产线3年左右。一般传统行业折旧10年,后来光伏提前到8年,现在一般是5年,甚至有一些是3年折旧。形势好的时候,TOPCon我认为2-3年就能回本,现在随着红利降低可能要3-5年。
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