中国光伏二十年，从“三头在外”到全球“三个第一”，这是一部不屈不挠的奋斗史，也是一部永不停歇的创新史。回过头看，无论产业如何跌宕，光伏得以不断前进、持续不断的发展壮大的核心动力，终究源于技术创新。

  在过往的岁月中，正是包括TCL中环、协鑫、隆基、通威、晶澳等一大批产业链不同环节的光伏企业，投入大量资源，一同推动光伏整体成本在过往十余年中下降了80%以上，并得以在十四五期间开始冲刺“主力能源”。

  进入“双碳”大时代后，光伏加速迎来新一轮的技术迭代期，产业格局正在发生新的变化，亦迎来新的机遇与挑战。

  2023年以来，业内关于未来新技术发展路径，一众有名的公司各执牛耳，向更高的光电转换效率和更低的LCOE成本方向冲刺。

  业界颇为关注的是，近日，全球光伏龙头TCL中环在其《关于向不特定对象发行可转换公司债券申请文件的第三轮审核问询函的回复》中提出两大观点：

  其一，从电池环节的技术维度看，具有更高光电转换效率的TOPCon、BC（IBC、TBC、HBC）电池技术替代目前主流PERC电池技术几乎已是必然趋势。公司未来可在现有TOPCon电池基础上升级为TBC电池，逐步提升光电转化效率。

  其二，公司采用铜制程技术替代银浆使用，电池金属化降本取得显著进展，有望成为业内率先推出铜制程TOPCon的公司。

  几个月前，即4月8日，TCL中环发布了《向不特定对象发行可转换公司债券预案》，计划通过发行可转债募集资金不超过138亿元资金，其中103亿元资金投向“TCL中环25GW N型TOPCon高效太阳能电池工业4.0智慧工厂项目”，充分说明TCL中环非常看好TOPCon这一技术路径。

  根据实验数据，TOPCon的能量转换效率为26%，理论极限效率高达28.7%，目前量产型TOPCon电池片的平均能量转换效率在24.4%到25%之间，技术提升空间大，未来确实前景广阔。

  从产业化进程看，2022年为TOPCon电池产业化元年，据TrendForce 统计，截至 2022年，TOPCon电池产出比例仅为3.50%，预计至2023年、2024年和2025年，TOPCon电池出货量占比将分别达到26.51%、43.67%和58.21%，未来可能替代其他电池成为主流电池技术。

  但是根据上海有色网SMM统计，2023 年1-8月TOPCon实际产出量55.13GW，TOPCon 产线月达到高点后随着项目建成投产而呈现下滑，2023年 6-8月开工率在50-60%水平，相比来说较低。

  “当前TOPCon产能整体利用率相对较低，与TOPCon电池量产存在较高壁垒有一定关系，尤其对于新进入光伏电池或对半导体缺乏理解的企业挑战更大。”TCL中环凭借大量研发与实践经验，已深知TOPCon电池量产壁垒的原因，并找到了相应的解决方案：

  其一，TOPCon电池大规模量产重点是电池制造厂商的工程能力和工厂能力，也无法通过对PERC技术工艺、设备做简单升级就可完成TOPCon电池的大规模量产，需要电池厂商和电池设备厂商在半导体工艺技术管理及工业4.0柔性生产配套能力进行更大投入，叠加电池工厂的工程管理能力，才能解决TOPCon电池参数一致性、离散性过大等问题。

  其二，TOPCon电池工艺环节相比PERC电池更长，制造成本比较高，需要G12等大尺寸硅片增加生产通量以减少相关成本，而且TOPCon电池较PERC电池要使用到贵金属银的量更大，若企业不能掌握比如铜工艺等降低金属化成本的技术，在竞争中将受到较高的成本压力。

  其三，在组件-电池的适配性方面，TOPCon电池离散度大，适配的组件技术应用更能发挥TOPCon电池性能的优势，叠瓦组件技术更能适应可能的波动，如叠瓦分片、定向设计消除大电流、热斑等问题。

  在 N 型电池项目实施过程中，工程能力、工厂能力及后期的产品技术指标达标能力、成本控制能力等都较过去要求更高，特别是N型TOPCon的转换效率离散性控制是项目能否达到设计目标的最大挑战。

  综上，这要求项目的实施团队拥有非常良好的半导体知识的训练和经验，同时要求在项目建设过程中对工程能力和工厂能力有足够的前瞻性。

  TCL中环认为，光伏电池产业必须有效借鉴半导体MOS管控原理和管控经验，需要更加多的工业 4.0 能力和更强的工程管理能力。

  从2017 年以来，围绕着制造业的高水平质量的发展，这家产业龙头不断的提高以自动化、数字化、柔性化、智能化的工厂工业4.0水平，积累了大量的实践经验，使公司光伏新能源的硅片、电池和组件工厂的数字化、智能化水平达到国际领先水平。

  与此同时，TCL中环凭借持续研发投入与专利储备、技术突破与应用实践、团队建设等方面的深厚积累，已拥有规模化TOPCon电池的底气和实力。

  在深交所审核问询函的回复中，TCL中环表示：公司在n型硅片领域具有行业领军地位，可为n型TOPCon电池提供最佳的匹配硅片，使电池及下游组件产品实现更高的功率输出；公司在掌握PERC全流程工艺技术基础上，已成功开发并应用的差异化TOPCon电池技术，使得公司量产TOPCon电池产品光电转换效率实现25.7%的行业领先水平，同时实现较优的非硅成本优势，未来还将通过持续优化保持电池的技术优势。

  在实践与量产化方面：TCL中环新建500MW N型TOPCon高效电池示范线已确定进入批量试生产阶段；凭借在材料生长的差异化技术，持续优化电池隧穿氧化层、硼扩散方阻、ALD 厚度等关键性能参数，实现量产光电转化效率最高达25.7%，典型产品技术指标处于已披露数据的同行业公司中较优水平；另外，其工程试验线产线产品良率、一致性和直通率达到行业领先水平，后续将通过持续提升关键工序的工艺稳定性、工艺设备改造、工艺数字化管控能力等多项措施提升产品良率和一致性到 95%以上。

  在技术突破与专利储备方面：TOPCon电池工艺已经接近半导体MOS工艺特点，konw-how和专利是TOPCon电池业务发展的重要核心，TCL中环是行业内少数掌握TOPCon电池系统化专利和工艺制造Know-how的电池制造厂商。

  据黑鹰光伏了解，TCL中环在N型TOPCon高效电池的设计、制造等方面领域已完成了工程技术储备，积累了多项核心技术。截至2023年6月30日，公司已获得电池相关授权专利97项，其中发明专利13项，实用新型专利84项目；在上述电池专利中，N型TOPCon高效电池相关授权专利为53项，包括5项发明专利和48项实用新型，覆盖了电池的结构设计、工艺、加工设施等关键环节。

  在应用实践和团队建设方面：通过500MW N型TOPCon高效电池示范线的建设、调试和试生产，TCL中环迅速培养和形成了一支 230 余名具有光伏材料、工艺、自动化、IT 等专业相关知识背景的专业方面技术团队，涵盖工艺、动力、质量、生产、设备自动化、工业 4.0等部门，核心小组成员在光伏电池结构及工艺、自动化智能化生产制造及质量控制等方面有着非常丰富的行业经验，能够很好的满足 N 型 TOPCon 高效太阳能电池开发迭代、大规模量产的需要。

  目前，TCL中环已拥有60余年的半导体材料与半导体器件的发展历史，是行业内极少数一家以半导体材料研发、生产经营为主业，已成为国内半导体硅片产销顶级规模的、品类最齐全的、并且是极少数同时量产12英寸重掺及轻掺的半导体硅片企业。

  凭借对半导体材料制备、生长等领域有着深刻理解，TCL中环成为在技术工艺开发、生产及质量管理、人才团队培养等方面皆有深厚历史积淀的企业。比如，在光伏电池领域，TCL中环拥有数十年的光伏电池的研发生产历史，是国内首批进行 PERC 量产化公司。

  据测算，TCL 中环 25GW N 型 TOPCon 高效太阳能电池工业4.0 智慧工厂项目内部收益率 17.31%，投资回收期 5.99 年（含建设期），具备比较好的经济效益。

  不论行业如何变化，围绕“降本增效”的创新永远是光伏产业得以持续发展的“主旋律”。

  根据Infolink《光伏技术趋势报告》显示，银浆成本在TOPCon电池成本占比约为30%，实现以银浆为代表的金属化降本是光伏业内金属化降本的主要研究方向。

  行业研究发现，镀铜技术能从根本上替代了银金属的使用，也是最为彻底的解决技术。与传统技术相比，铜制程工艺以铜作为电极，摒弃传统银浆方案，全面降低辅材成本、电池正面的遮光损失和栅线的电阻损耗，带来电池成本结构和光电效率的双重增益，迎合N型电池金属化工艺的发展方向。

  但是铜制程技术商业应用不仅需要企业自身技术的突破，同时需要各工艺流程之间的联动和全流程解决方案的形成。TCL中环表示，铜制程工艺技术的应用可有效提升电池及组件性能，并对无主栅等组件互联技术产生更好的匹配效果，逐步提升产品性能及可靠性。

  通过近三年来持续努力，TCL中环已基本掌握铜制程技术，通过金属铜代替银，大幅度降低辅材成本，预计量产示范线达产后可实现成本优于同行的水平。

  截至目前，这家产业龙头在TOPCon电池铜制程工艺已进入多轮次可靠性验证阶段，成为全世界光伏产业中最有希望率先推出铜制程TOPCon电池的公司。

  具体到转换效率方面，黑鹰光伏最新了解到，TCL中环已实现小批量铜制程TOPCn电池样品效率明显优于主流银浆产品0.3%，同时焊接拉力可控。

  综合而言，铜制程工艺技术的应用可有效提升电池及组件性能，并对无主栅等组件互联技术产生更好的匹配效果，逐步提升产品性能及可靠性。

  TCL中环在《关于向不特定对象发行可转换公司债券申请文件的第三轮审核问询函的回复》中表示：基于 IEC 加严标准的第一轮可靠性测试显示出乐观结果（双玻产品均能通过），甚至部分项目优于银浆产品。经工艺优化后的第二轮可靠性测试正在进行中。同时研发部门对铜制程的环保要求做了识别与先期设计，大幅度降低总氮等敏感废物产生。

  光伏产业正进入新的技术迭代期，综合各方观点分析，未来的大趋势，应该是PERC将逐渐被更高效的TOPCon技术替代，并进一步向拥有更高转换效率的BC电池结构方向发展。

  实际上，从物理原理来看，一个完整的TOPCon电池结构和工艺步骤其实就是IBC电池的一部分。新TOPCon产线可在现有TOPCon电池基础上升级为TBC电池，采用隧穿层+poly层的结构可以进行钝化，工艺流程部分与TOPCon相同，产线支持兼容差异化TOPCon和TBC。

  TCL中环分析认为，未来TOPCon技术还可以与IBC等技术结合，发展叠层电池，提升在弱光条件下的光电转换效率。

  资料显示，TCL中环参股的公司Maxeon，其前身为SunPower，目前中环为其最大股东，这家企业至今已有35年历史；这是全球率先研发且规模量产IBC电池的企业，拥有电池专利技术超过1500 项，掌握着拥有自主知识产权的IBC 电池技术，IBC电池产品累计出货超过10GW；2023年6月Maxeon发布了基于IBC电池的组件Maxeon7，其组件光电效率达到创世界纪录新高的24.7%。

  目前，TCL中环是国内唯一取得Maxeon关于叠瓦组件合法知识产权许可授权的制造商，在公司前期研发技术、工厂设计和设备选型过程中，公司的开发团队和 Maxeon 的开发团队进行了深度的合作，围绕着本次募投项目二的设计和未来 3-5 年的升级迭代进行了最优化的设计。

  借助Maxeon拥有自主知识产权的领先IBC电池技术，未来TCL中环可在现有 TOPCon电池基数升级为TBC电池，光电转换效率可逐步提升。返回搜狐，查看更加多