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独家揭秘:0BB、DBC、矩形硅片……TOPCon龙头SNEC再放大招!

Source:全球光伏

万众瞩目的SNEC光伏展,

光伏技术百花齐放,光伏企业百家争鸣。

N型高效电池技术路线上,仍以TOPCon为主流,

因TOPCon发展快速崛起的领军企业,一道新能当仁不让。

推动行业降本增效,与时俱进,一道新能不断技术创新、推出一代又一代新产品。

引领光伏产业发展,拓展系统应用场景,一道新能致力于完成从产品供应商到系统应用解决方案综合服务商的转变并成绩斐然。

走近一道新能,《全球光伏》再次特别邀请到一道新能首席技术官宋登元博士进行采访,了解这家集“天时、地利、人和”于一身的领军品牌屡获突破背后的故事。

潮流引领者

SNEC期间再推重磅新品

全球光伏:首先可以请宋博跟我们简单介绍一下此次SNEC期间一道新能推出了哪些新品吗?其中分别采取的关键技术是什么?

宋登元:本次展会我们的新产品是非常丰富的,重量级的产品主要有三款。

第一款是我们DAON高效产品系列,采用0BB+负间距技术的组件,即搭载我们TOPCon4.0Plus无主栅电池组件产品,组件效率达到23%。每个电池和每个电池之间大概有一个叠边,也就是负间距,提升组件效率和功率密度的同时,外观上看颜值非常高。

第二款是采用矩形硅片技术,进一步实现降本提效。去年我们与其它8家头部企业共同提出新一代矩形硅片组件标准化的倡议,以促进行业健康发展。标准化的组件尺寸是1134×2382mm,践行该倡议,我们此次推出了210尺寸的矩形硅片产品,其中包括66片、78片的组件,功率最大范围可以超过710W,覆盖市场的需求。

还有一款是黑耀Diamond系列的BC产品,叠加我们的DAON TOPCon4.0Plus先进钝化技术,简称DBC,组件效率超过24%。实际上从2020年并行着TOPCon技术我们我们就开始研发DBC电池,目前已经研发到了DBC3.0。之所本次展会才推出DBC组件产品,主要是考虑到它的经济性问题,以及整个产业生态的成熟度。由于BC产品的功率高、颜值高,所以一道新能将这款产品定位在分布式和BIPV等细分市场。

全球光伏:有关0BB产品,犹记2023年下半年一道新能首次在TOPCon3.0 Puls产品上实现了无主栅技术的成功应用,此次推出的0BB新品对比之前有哪些不同?一道新能0BB组件的量产情况如何?

宋登元:去年8月份我们首次推出了高效N型DAON系列0BB产品,这期间主要是进一步提升该产品耐候性和经济性。深入研究和对比几种0BB技术路线后,我们研发出适合TOPCon4.0技术的先焊接后点胶的组件互联方案,这种技术方案特点是不仅产品更可靠,耐候性进一步提升,还能够兼容现有产线,容易实现大规模生产。该产品通过IEC6125加严测试,衰减指标远优于标准要求。

现今的技术达到成熟阶段,新产品功率更高、成本更低、更可靠,预计今年三季度会实现批量生产。

全球光伏:矩形硅片的应用上,您认为相较常规电池组件能带来哪些优势?

宋登元:光伏产业实现从方形片到矩形片的升级,主要是考虑降本增效,有助于创造更高客户价值。相较传统方形硅片,矩形硅片也能更加充分对组件空间的利用,最大化利用集装箱空间,降低运输成本;矩形硅片使得硅片尺寸变大的同时,可以做到低电压大电流,能够降低电站BOS和LCOE成本。此外,随着拉晶技术的进步,矩形硅片对于硅棒的利用率得到提升,考虑到降本增效、运输、产品的丰富性和系统性,行业由方形片开始向矩形片发展。

我们目前有两种主流的矩形产品,一种是182×191.6mm,一种是182×210mm。对于产品的系统性和丰富度,两种尺寸更能满足不同的要求,同时也满足了标准化、减少了供应链资源的浪费。

周虑的思考者

全技术路线并行俱进

全球光伏:从上述新品可以看出,一道新能的先进技术应用已经非常全面了,我们还想具体了解一下一道新能规划的高效电池技术路线是什么样的?

宋登元:考虑技术的先进性、全面性及技术之间的相互支撑,一道新能有着非常清晰的高效电池五大技术路线规划,分别是TOPCon、DBC、SCPC、TSiP和SFOS,电池效率目标从接近硅电池极限的28%,到最高效率将突破40%。

一道新能源五大技术路线

其中,一道新能制定了“一主引领、三翼驱动、全面发展”技术发展战略,具体“一主”就是以最先进的钝化接触TOPCon/SCPC电池结构为基础和依托,发挥引领作用,支撑其它技术的并行发展,使高效电池效率超过40%。“三翼”是DBC技术(DAON-TOPCon+BC)、TSiP钙钛矿/硅叠层技术、SFOS硅基激子裂分倍增电池技术,“三翼”共同驱动,技术全面发展。

一道新能技术路线之间的支撑关系

全球光伏:当前一道新能进行到了哪个阶段,效率进展如何?

宋登元:当前的N型主流的TOPCon技术,一道新能已经从TOPCon1.0发展到TOPCon4.0plus,量产效率达到26.6%,开路电压达到742mV,也创造了硅同质结光伏电池的最高开路电压纪录。TOPCon4.0plus主要通过三种核心技术提高效率:一是钝化材料创新,采用于背面钝化层的新材料提升载流子选择比,得到更优异的钝化效果;二是电池结构创新,采用高的光谱利用新结构,使电池太阳光谱中长波长和短波长的利用率分别提高了15%以上,同时提升了电池抗紫外能力;三是工艺方法创新,采用激光高通量载流子注入工艺,使电池在光场、热场和电场的耦合作用下,降低金属电极与硅的接触电阻。

对于TSiP叠层电池,一道新能创新采用了大于740mV的高开路电压TOPCon4.0作为底电池,不仅可以获得高的叠层电池效率,更具有低的成本。钙钛矿/TOPCon叠层的中间界面层处理与隧道层的建立是叠层电池最核心的技术,我们与知名大学合作,研发了与常规界面层(如TCO或掺杂非晶硅/多晶硅材料)不同的新型界面材料,使得在降低光寄生吸收的同时,载流子传输性能得到了大幅提升。目前一道新能硅钙钛矿叠层电池效率已经突破了32%,2024年底的目标是效率要达到33%以上。

SFOS超高效太阳电池理论最高效率可以超过40%。其结构是依托一道新能TOPCon4.0高效硅电池,并在电池表面叠加具有单重态裂变特性的新型光电转换薄膜SF材料,入射太阳光谱的光子将材料中单重态激发转化为两个三重态激发态,构成了一个激子倍增生成过程,从而实现太阳电池的宽光谱利用,大幅提升太阳电池的电流电压。主要的工作集中在SF薄膜中产生的载流子的快速抽取与分离,以及新并联和串联电池的结构研发方面,项目进展顺利。

全球光伏:此前您提到一个观点“TOPCon、HJT、BC技术将并行发展,是相互借鉴,不断促进的关系”,在无主栅、矩形硅片的应用上,以一道为代表的TOPCon企业已经显著领先,您认为其中最关键的原因是什么?

宋登元:我认为是坚持光伏行业的第一性原理,深刻把握光伏产业的内在发展规律。从技术元年到主流,PERC用了五年,而TOPCon仅用了三年,其中离不开三个关键要素,即度电成本、电池效率和产业生态。

在技术迭代过程中成为主流的光伏技术,即市场占比超过60%,一定具有最优度电成本LCOE,实际上对于客户来说,他们关注的核心是度电成本;其次提升效率是服务于降本,电池效率提升意味着太阳光子的利用率增加,使单位面积的电池和组件发电量增加,从而降低成本;第三是产业生态,所谓产业生态是指光伏产业链对技术的支持和成熟程度,包括辅材、装备的配套及可接受的成本等。良好产业链生态建立将促进全链企业的科研投入,使设备、材料、工艺水平的快速提升,加速提效降本的进程。

以TOPCon为例,TOPCon理论极限效率28.7%,高于PERC的24.5%,已经接近了晶硅光伏电池的效率极限29.43%;最关键的是,TOPCon的设备能与上一代技术兼容,效率提升的同时投资成本大幅降低;由于设备兼容、成本问题、人才问题都得以解决;同时各种辅材、如银浆等材料比较成熟,有完整的产业链支撑。

技术迭代的三大要素

勇敢的挑战者

全场景解决方案价值引领

全球光伏:大众对于一道新能的认知主要就是N型电池组件领军企业,我们留意到本次展台上还展示了一道新能的全场景解决方案,能否跟我们介绍下除此一道新能还提供哪些产品及服务呢?

宋登元:一道新能是N型技术的引领者,除了研发N型技术对电池和组件制造的引领支撑之外,一道新能致力于成为全场景的应用解决方案的提供商,这实际上也是一个从商业模式上差异化的战略,在这方面布局非常早,应用方案已经发展成熟:分为生态光伏、城市光伏和水面光伏。

生态光伏方面,我们针对沙戈荒复杂的地形推出了柔性大跨距支架技术;海上光伏我们有从浮体、锚固到光伏组件的安装一整套先进的解决方案;城市光伏我们有多种成熟的差异化的系统解决方案,以应对不同的应用场景。

全球光伏:包括我们看到此次展台上也展出了一道新能的轻质组件,也是我们的新品是吗?这种组件的应用场景优势是什么?

宋登元:当前传统双玻组件占据市场的80%以上,其优点是能双面发电,但重量比较重,每平方米约13Kg,使其无法在一些载荷有限的特定场合使用。分布式屋顶载荷千差万别,例如养殖场、仓库等承重有限,采取加固的话又会增加安装成本。为解决这一痛点,实现全场景应用,一道新能从成立之初开始研发轻质组件。

我们用新型透明的PVDF含氟高分子材料代替组件前盖板玻璃,它的高的透光性又有好的耐候性,但是很轻,轻质组件每平方米约4.4Kg,是传统组件的30%左右。由于比较轻,一般的房顶全部可以使用。轻质组件背面采用含铝箔背板,抗水性更佳,安装也更便捷,可以直接粘贴在屋顶表面。

全球光伏:从产品供应商到全场景应用解决方案的综合服务商,一道新能为何会想到作出这样的转变?

宋登元:这是企业发展商业模式的战略决定的,主要还是考虑如何为客户提供更大的价值。对于光伏产业来说,单作为光伏产品提供商的赛道比较窄,容易出现拥挤问题,而不同场景的解决方案却有千差万别,体现了设计能力、产品集成能力和服务能力,让服务体现光伏产品的最大价值,这也是增强企业竞争力的一种差异化策略。

全球光伏:行业竞争激烈的当下,一道新能却能脱颖而出,不断取得突破的原因是什么?

宋登元:第一,要保持持续技术创新。一道新能技术发展路线即立足于当下,又着眼于未来。在生产一代、研发一代和储备一代的三级“金字塔”的研发体系下,根据光伏LCOE最优原理,总是能适时推出最适合市场需求与性价比最高的产品。第二,持续提升产品质量。光伏产品要保证30年质保,客户要计算它30年的发电量,以及它的投入和收益,从而得出收益率,因而对产品的长期耐候性和可靠性有着非常高的要求。一道新能时刻要解决客户最关心的问题,保证产品的质量与可靠性,因此,一道新能对产品的质量、材料的选取均有严格的把控。

全球光伏:对于2024年的光伏市场,效率、产能和出货方面,一道新能有什么样的目标和期待?

宋登元:目前的光伏市场出现了供需失衡现象,所以今年实际的出货量方面大家也都在根据市场情况进行一些调整。对于一道新能来说,从2022年我们就开始进入全球前10,今年目标保持在全球TOP10,一道新能截至2023年年底的产能是30GW的电池和30GW的组件。

技术方面,当前TOPCon 4.0 plus量产效率达到了26.6%,我们希望今年年底或者明年年初推出TOPCon5.0,同时实现27%的效率突破。

结语

走进一道新能展台,这家成立仅六年的企业技术产品之全面让人惊叹。不仅有最先进的N型技术产品,TOPCon、0BB、DBC,还有差异化的轻质组件和柔性支架系统技术,展台上三大场景(城市、水面、生态光伏)也做了很多案例展示。

从TOPCon1.0到4.0plus,一道新能N型产品的技术进步大概每半年就迭代一次,DBC、矩形硅片、0BB等先进技术的成功引入使其技术竞争力更上一层楼。而对于未来,一道新能也有着清晰的技术路线规划,这种规划并非心血来潮,而是基于领先的现有技术和理论支撑。

许多人认为,一道新能的成功是押对了TOPCon技术路线,宋登元博士不认同“押宝”这种看法,“这背后反映的是一道新能技术团队深厚技术的积累,以及对技术未来发展的把控”。在宋登元看来,从科技发展史的逻辑上来看,既没有过渡技术,也没有终极技术,所有的技术在历史长河中最终都会被替代。一道新能从第一性原理出发,制定了“一主引领、三翼驱动、全面发展”技术发展战略,技术路线环环相扣,互相支撑,在技术路线规划上始终保持前瞻性和领先性。

竞争日趋激烈的光伏市场行情下,技术支撑之外,探索差异化,一道新能又将目标瞄准了全场景解决方案,“只要有光照的地方,我们就能给你解决方案,将阳光变成电。”宋登元博士自信笑谈。

从电池组件到海上漂浮式光伏电站建设、大跨距柔性支架应用技术,从产品供应商到全场景应用解决方案的综合服务商,从名不见经传到绝对一线,一道新能的智慧在过去六年的飞速发展中,在逐光而行、熠熠生辉,不可限量的未来里。

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