產經觀察：技術持續革新，中國光伏產業發展有了“新質”動力
來源：
中國產經觀察網
日期：2024-04-15 09:49:02
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中國產經觀察消息：2023年我國新能源汽車產銷量占全球比重超過60%，電動汽車、鋰電池、光伏產品“新三樣”出口增長近30%。
作為“新三樣”代表之一的光伏產品，2023年出口增長跑出了65.5%的加速度。在世界能源結構轉型與應對全球氣候變化的進程中，我國光伏產品憑借卓越的技術與品質，已然在國際市場上展現出強勁的競爭力，為新能源領域下一階段發展奠定了堅實的基礎。今天的中國光伏制造業，無論是光伏裝機量還是發電量，都位居世界之首，已成為新質生產力集群中的標桿產業。
新發展方向，光伏N型技術路線加速滲透
光伏電池技術的發展經歷了從多晶BSF鋁背場電池到p型單晶PERC電池的演變。根據中國光伏行業協會（CPIA）數據顯示，PERC電池的理論極限值為 24.5%，而現有的主流 PERC電池量產發電效率已接近理論極限，因此，以 TOPCon為代表的n型單晶電池成為了新的發展方向。
TOPCon技術，即隧穿氧化層鈍化接觸電池技術。這一技術在工藝上非常直觀，采用n型硅作為基底材料，在原有的PERC電池背板區域加入了一層氧化物隧道，以提高光電轉換效率，其理論轉換效率極限為28.7%。與傳統的p型單晶電池相比，n型電池具有轉換效率高、雙面率高、溫度系數低、無光衰、弱光效應好、載流子壽命更長等一系列優點。
隨著晶科能源、鈞達股份（捷泰科技）、正泰新能、中來股份等行業領軍企業的推動，TOPCon的產業化進程越來越快，市場滲透率也越來越高。根據Infolink Consulting的預測，2024年n型TOPCon電池技術的市占率將達到65%，成為市場主流；而p型電池技術的市占率將下降至23%，HJT和BC電池技術合計市占率10%左右。
技術突破，助力新質生產力發展
高效的新型生產工具是發展新質生產力的必要條件。
TOPCon自首次提出已有十年，但其大規模量產面臨著一系列難題。p型電池pn結的制備使用的是磷擴散工藝，而n型TOPCon的pn結制備則需要使用硼擴散工藝。硼擴散工藝相較于磷擴散，所需的溫度更高（由 850℃上升至 1050℃左右），且擴散時間更長，工藝難度更大，設備維護費用更高，這些都使得其難以實現大規模量產。此外，隧穿氧化層是一層非常薄（1-2納米）的氧化硅，在大規模量產的過程中，要在保持如此精密的厚度、均勻性的同時要控制量產成本，一度讓全球的光伏廠商們望而卻步。
面對TOPCon量產難題，一批中國光伏企業憑借一腔熱血與創新精神，在科技前沿攻堅克難，為中國光伏從低效走向高效的跨越式發展鋪平了道路。光伏先進產能核心設備供應商拉普拉斯新能源科技股份有限公司（以下簡稱：拉普拉斯）開發出了使用氣態硼源的創新低壓水平硼擴散技術，率先實現了光伏硼擴散規模化量產和應用；同時，拉普拉斯開發出的光伏級大產能LPCVD，能夠高質量地滿足高效光伏電池片隧穿氧化及摻雜多晶硅層制備的工藝需求。
硼擴散和LPCVD的技術突破并非易事，光伏工藝設備的開發涉及熱力學、流體力學、半導體物理學、電磁學、機械自動化設計、控制理論等多門學科。拉普拉斯設計團隊依托結構設計，構建模擬測試平臺，實現了熱場、電場、氣場在預期工藝環境下的模擬仿真，并通過材料選型、核心零部件以及精密加工，成功完成了最終的產品開發設計。憑借卓越的創新能力，拉普拉斯先后榮獲國家級專特精新“小巨人”企業、國家級智能光伏試點示范企業、國家級制造業單項冠軍企業等榮譽稱號，并多次獲得中國專利優秀獎。
拉普拉斯的技術突破歷程也是民族企業自主創新、勇攀科技高峰的生動縮影。在全球化的浪潮中，秉持著降本增效、創新發展的宗旨，中國的光伏廠商們緊密協作，一次次的技術革新，不僅為光伏產業注入了“新質”動力，也助力我國光伏產業實現了從跟跑到并跑，再到領跑的歷史性跨越，并為全球新能源技術發展和人類社會的可持續發展作出了積極貢獻。
后“平價”時代，光伏行業發展進入新的篇章
由于發電成本較高，之前的光伏行業需要在政策的引導和扶持下不斷進步。2020年左右，隨著技術的進步，光伏發電成本逐步低于火電上網價格（即“上網平價”）、火電發電價格（即“發電平價”），目前已進入后“平價”時代。
來自IRENA和Bloomberg的數據顯示，2010年至2022年期間，光伏發電度電成本由2.75元/KWh下降至0.34元/KWh，累計下降87.64%。同期，煤電成本卻從0.33元/KWh增長到0.55/KWh。可見，光伏行業發展至今，其度電成本已遠低于當前煤電成本水平。
據中國光伏行業協會估算，2023年，全資模型下地面光伏電站在1800小時、1500小時、1200小時、1000小時等效利用小時數的LOCE（每度電的發電成本）分別為0.15、0.18、0.23、0.27元/kwh。2023年，光伏組件價格較2022年下降近50%，光伏裝機成本大幅下降，且n型組件有3%-8%的發電量增益，全國絕大部分地區光伏發電度電成本已實現低于0.2元/kWh，較傳統能源經濟性持續凸顯，具備了改變發展模式的新質生產力特征。
英國埃克塞特大學此前發布的報告指出，未來幾年內太陽能將成為最有競爭力的能源。報告預測，到2044年，光伏發電將占全球發電量的一半以上。中國在全球光伏領域作出了巨大貢獻，并走出國門，“中國光伏”的光芒正在閃耀海外多個國家和地區。例如，西班牙的弗朗西斯科·皮薩羅太陽能發電廠于2022年投入使用，是歐洲最大的已投運光伏電站之一，該電廠所使用的太陽能電池板全部來自中國；在肯尼亞加里薩郡，由中國企業承建的加里薩光伏電站有效解決了當地用電短缺問題，持續為當地民眾提供清潔電力。
編輯：王宇
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