产经观察：技术持续革新，中国光伏产业发展有了“新质”动力
来源：
中国产经观察网
日期：2024-04-15 09:49:02
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中国产经观察消息：2023年我国新能源汽车产销量占全球比重超过60%，电动汽车、锂电池、光伏产品“新三样”出口增长近30%。
作为“新三样”代表之一的光伏产品，2023年出口增长跑出了65.5%的加速度。在世界能源结构转型与应对全球气候变化的进程中，我国光伏产品凭借卓越的技术与品质，已然在国际市场上展现出强劲的竞争力，为新能源领域下一阶段发展奠定了坚实的基础。今天的中国光伏制造业，无论是光伏装机量还是发电量，都位居世界之首，已成为新质生产力集群中的标杆产业。
新发展方向，光伏N型技术路线加速渗透
光伏电池技术的发展经历了从多晶BSF铝背场电池到p型单晶PERC电池的演变。根据中国光伏行业协会（CPIA）数据显示，PERC电池的理论极限值为 24.5%，而现有的主流 PERC电池量产发电效率已接近理论极限，因此，以 TOPCon为代表的n型单晶电池成为了新的发展方向。
TOPCon技术，即隧穿氧化层钝化接触电池技术。这一技术在工艺上非常直观，采用n型硅作为基底材料，在原有的PERC电池背板区域加入了一层氧化物隧道，以提高光电转换效率，其理论转换效率极限为28.7%。与传统的p型单晶电池相比，n型电池具有转换效率高、双面率高、温度系数低、无光衰、弱光效应好、载流子寿命更长等一系列优点。
随着晶科能源、钧达股份（捷泰科技）、正泰新能、中来股份等行业领军企业的推动，TOPCon的产业化进程越来越快，市场渗透率也越来越高。根据Infolink Consulting的预测，2024年n型TOPCon电池技术的市占率将达到65%，成为市场主流；而p型电池技术的市占率将下降至23%，HJT和BC电池技术合计市占率10%左右。
技术突破，助力新质生产力发展
高效的新型生产工具是发展新质生产力的必要条件。
TOPCon自首次提出已有十年，但其大规模量产面临着一系列难题。p型电池pn结的制备使用的是磷扩散工艺，而n型TOPCon的pn结制备则需要使用硼扩散工艺。硼扩散工艺相较于磷扩散，所需的温度更高（由 850℃上升至 1050℃左右），且扩散时间更长，工艺难度更大，设备维护费用更高，这些都使得其难以实现大规模量产。此外，隧穿氧化层是一层非常薄（1-2纳米）的氧化硅，在大规模量产的过程中，要在保持如此精密的厚度、均匀性的同时要控制量产成本，一度让全球的光伏厂商们望而却步。
面对TOPCon量产难题，一批中国光伏企业凭借一腔热血与创新精神，在科技前沿攻坚克难，为中国光伏从低效走向高效的跨越式发展铺平了道路。光伏先进产能核心设备供应商拉普拉斯新能源科技股份有限公司（以下简称：拉普拉斯）开发出了使用气态硼源的创新低压水平硼扩散技术，率先实现了光伏硼扩散规模化量产和应用；同时，拉普拉斯开发出的光伏级大产能LPCVD，能够高质量地满足高效光伏电池片隧穿氧化及掺杂多晶硅层制备的工艺需求。
硼扩散和LPCVD的技术突破并非易事，光伏工艺设备的开发涉及热力学、流体力学、半导体物理学、电磁学、机械自动化设计、控制理论等多门学科。拉普拉斯设计团队依托结构设计，构建模拟测试平台，实现了热场、电场、气场在预期工艺环境下的模拟仿真，并通过材料选型、核心零部件以及精密加工，成功完成了最终的产品开发设计。凭借卓越的创新能力，拉普拉斯先后荣获国家级专特精新“小巨人”企业、国家级智能光伏试点示范企业、国家级制造业单项冠军企业等荣誉称号，并多次获得中国专利优秀奖。
拉普拉斯的技术突破历程也是民族企业自主创新、勇攀科技高峰的生动缩影。在全球化的浪潮中，秉持着降本增效、创新发展的宗旨，中国的光伏厂商们紧密协作，一次次的技术革新，不仅为光伏产业注入了“新质”动力，也助力我国光伏产业实现了从跟跑到并跑，再到领跑的历史性跨越，并为全球新能源技术发展和人类社会的可持续发展作出了积极贡献。
后“平价”时代，光伏行业发展进入新的篇章
由于发电成本较高，之前的光伏行业需要在政策的引导和扶持下不断进步。2020年左右，随着技术的进步，光伏发电成本逐步低于火电上网价格（即“上网平价”）、火电发电价格（即“发电平价”），目前已进入后“平价”时代。
来自IRENA和Bloomberg的数据显示，2010年至2022年期间，光伏发电度电成本由2.75元/KWh下降至0.34元/KWh，累计下降87.64%。同期，煤电成本却从0.33元/KWh增长到0.55/KWh。可见，光伏行业发展至今，其度电成本已远低于当前煤电成本水平。
据中国光伏行业协会估算，2023年，全资模型下地面光伏电站在1800小时、1500小时、1200小时、1000小时等效利用小时数的LOCE（每度电的发电成本）分别为0.15、0.18、0.23、0.27元/kwh。2023年，光伏组件价格较2022年下降近50%，光伏装机成本大幅下降，且n型组件有3%-8%的发电量增益，全国绝大部分地区光伏发电度电成本已实现低于0.2元/kWh，较传统能源经济性持续凸显，具备了改变发展模式的新质生产力特征。
英国埃克塞特大学此前发布的报告指出，未来几年内太阳能将成为最有竞争力的能源。报告预测，到2044年，光伏发电将占全球发电量的一半以上。中国在全球光伏领域作出了巨大贡献，并走出国门，“中国光伏”的光芒正在闪耀海外多个国家和地区。例如，西班牙的弗朗西斯科·皮萨罗太阳能发电厂于2022年投入使用，是欧洲最大的已投运光伏电站之一，该电厂所使用的太阳能电池板全部来自中国；在肯尼亚加里萨郡，由中国企业承建的加里萨光伏电站有效解决了当地用电短缺问题，持续为当地民众提供清洁电力。
编辑：王宇
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