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未来电池技术如何演变?

主流技术的争议,一直是光伏行业经久不衰的话题之一。“何为技术主流?市场占有率超过50%方可称之。”据了解,目前常见的电池技术正处于百花齐放时期,有锂离子电池技术、固态电池技术、钠离子电池技术、结构创新技术等。业内人士指出,未来几年内,TOPCon电池技术仍将是市场主流,而且具有可持续提升的潜力。

什么是TOPCon电池

TOPCon电池,全称为隧穿氧化层钝化接触(Tunnel Oxide Passivated Contact)太阳能电池,是一种高效晶硅太阳能电池技术。它由德国Fraunhofer ISE研究所于2013年首次提出,旨在通过在电池背面使用一层超薄的氧化硅和一层掺杂多晶硅来实现更高的转换效率。

这种结构能够有效地减少载流子在电极接触区域的复合损失,从而提高电池的整体性能。TOPCon技术允许电流通过一个非常薄的绝缘层进行“隧穿”,这使得电子可以很容易地穿过这个障碍层,同时减少了能量损失,提高了光电转换效率。由于其高效能和较低的成本潜力,TOPCon电池被认为是下一代主流的太阳能电池技术之一,吸引了全球众多光伏企业的关注与研究开发。随着技术的进步,TOPCon电池的效率不断刷新纪录,并逐步实现了商业化生产。

TOPCon与其他电池技术的区别

与传统的P型PERC电池相比,TOPCon电池采用了N型硅片为基础,并在其表面形成了一层超薄的隧穿氧化层和掺杂多晶硅层,实现了更高的光电转换效率。这种结构设计不仅有效减少了载流子复合损失,还大幅提升了电池的开路电压,使得TOPCon电池的理论效率上限远高于传统技术。此外,相较于HJT(异质结)等其他高效电池技术,TOPCon在现有生产线基础上进行改造升级即可实现量产,降低了设备更新成本,这对于大规模商业化应用具有重要意义。

图:未来电池技术如何演变?

图:未来电池技术如何演变?

市场份额的增长趋势

回顾过去几年,n型电池组件市场占比从2023年的不足25%跃升至2024年的70%以上,其中仅TOPCon就占据了六成的比例。这一数据不仅显示了TOPCon电池在效率上的显著优势,也反映了市场对其高度的认可与接受度。预计到2028年,尽管市场竞争将更加激烈,但TOPCon仍将保持约55.4%的市场份额,稳居主导地位。

企业竞争格局

在中国这个全球最大的光伏市场中,隆基绿能、晶科能源、天合光能等头部企业纷纷加大对TOPCon技术的研发投入,并取得了显著成果。例如,隆基绿能在2023年的TOPCon电池出货量达到了15GW,占市场份额的约25%,显示出其在该领域的领导地位。此外,钧达股份在全球N型TOPCon电池市场的占有率约为46.5%,进一步证明了TOPCon技术的强大吸引力和广阔前景。

未来电池技术的发展趋势

TOPCon并非终点,而是通往更高效、更可持续能源解决方案的一个重要里程碑。未来的光伏技术将更加注重综合性能的提升,包括但不限于效率、稳定性、环境适应性以及资源循环利用等方面。例如,钙钛矿太阳能电池因其低成本、高效率潜力而备受关注;另外,柔性太阳能电池技术的进步也为分布式能源系统提供了新的可能性。

行业整体发展趋势

技术创新加速:未来,电池行业将迎来新一轮技术升级周期,固态电池、超快充、干法电极、硅碳负极、4680等技术加速进入商业化或规模化量产阶段。

市场需求增长:随着新能源汽车、储能、消费电子等领域对高性能电池的需求不断增加,电池市场规模将持续扩大。

国际竞争加剧:全球电池市场竞争格局相对稳定,但随着市场规模的扩大,越来越多的企业将进入市场,国际竞争将进一步加剧。

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