“過渡技術是相對于終極技術而言的，沒有所謂的終極技術，也自然不存在過渡技術?；仡櫲祟惪茖W史，每一項技術在科技發展的歷史長河中最終都是要被新一代技術替代的，這是人類科技創新的原動力。因為新技術替代舊技術是發展趨勢，沒有任何一個技術是停滯不前的，而是在創新中不斷迭代發展，永無止境，光伏也不例外。”

一道新能首席技術官 宋登元

在n型賽道中，一道新能是公認的一匹黑馬。從初露鋒芒到躋身全球組件出貨前十，一道新能僅用了不到5年時間。在這一時期里，一道新能專注TOPCon電池技術創新并全力推動產業化發展。2022年初，光伏行業技術元老、n型技術領軍人物宋登元博士加入一道新能，并主導一道新能TOPCon電池持續技術迭代至3.0階段，電池平均轉換效率達到25.2%。

面向2023年，一道新能制定了新目標——TOPCon 4.0電池轉換效率將突破26%，到年底其TOPCon電池組件產能均達到30GW。在濟南光伏展會上，北極星太陽能光伏網對話一道新能CTO宋登元博士，探究n型技術迭代PERC電池之際，黑馬將往何處去？

n型先鋒，TOPCon 4.0轉換效率將突破26%

作為行業n型高效電池技術的領軍人物，宋登元博士在我國n型電池技術產業化落地貢獻頗豐。“追溯n型技術發展的歷史，實際上在2009年英利率先進行了n型電池的研發。”據了解，當時宋登元帶領英利團隊與荷蘭能源研究中心（ECN）共同開發高效n型硅雙面PERT電池技術，項目命名為“熊貓”。2010年英利熊貓電池轉換效率達到18.5%，向業內展現了n型電池的高效優勢。由于在n型技術產業方面的重大貢獻，2012年6月宋登元博士受邀在美國奧斯汀舉行的第38屆IEEE光伏科學家大會上做了“Progress in n-type Si solar cell and module technology for high efficiency and low cost （高效低成本n型硅太陽電池與組件技術進展）”的大會特約報告，這是中國科學家首次在全球權威光伏大會上報告n型雙面電池大規模產業化情進展，引起了國際光伏界的廣泛關注。2015年，熊貓雙面n型組件成功應用于我國首批大同采煤沉降區光伏領跑者50MW示范項目，獲得了平均月度發電增益率最高達19.02%的成績，開創了n型技術大規模實證應用先河。

“2013年，德國Fraunhofer太陽能研究所首次提出隧穿氧化層鈍化接觸（TOPCon）電池技術概念，但當時產業鏈生態還不成熟。”宋登元介紹，“2018年前后，我國n型TOPCon電池研發初具雛形。在2018年8月8日，劉勇創立了一道新能，深入剖析了幾種技術路線后，認為TOPCon技術是最有潛力的下一代光伏技術，因此，一道新能全力聚焦n型TOPCon技術路線發展。”

2022年初，宋登元加入一道新能，擔任公司首席技術官（CTO），全面負責公司研發工作以及n型高效電池、組件的技術研發。在宋登元的帶領下，一道新能成功開發TOPCon3.0技術，使TOPCon電池的大規模量產平均轉換效率進一步提升到25.2%以上。

在宋登元看來，技術是一個不斷積累的過程。“實際上自一道新能成立之日起，公司的技術定位就非常清晰，這源于創始人劉勇對光伏技術內涵和外延的深入理解。2019年，公司建立了國內最早的n型TOPCon電池研發生產線，稱為TOPCon1.0。在一道新能的持續創新研發下，產品不斷迭代，2020年基于TOPCon1.0 plus技術的產品開始量產，效率達到23.5%，2021年TOPCon2.0產品量產，效率提升到24.6%以上，2022年TOPCon3.0產品量產，平均效率突破25.2%。”

“到了TOPCon3.0階段，電池平均轉換效率由2.0階段的24.6%提升到25.2%，最高效率達到25.8%。”談及TOPCon3.0的技術突破，宋登元頗為自豪：“TOPCon3.0是一道新能TOPCon整個TOPCon創新系列中具有里程碑意義，起到承上啟下的作用。我們成功研發了具有自主知識產權的高能量激光i-SE（industry-selected emitter）產業化技術，有效降低前表面光生載流子的復合，提升短波長光譜的利用率；而背面超薄ut-polySi（Ultrathin Poly Si）技術能有效的降低背面多晶硅層對長波長光譜的寄生吸收，大幅提升長波長光譜的利用率，這兩種技術完美的結合攻克了TOPCon太陽電池效率提升的瓶頸，使短波長和長波長光量子效率分別提升了40.6%和15.3%，電池效率平均提升超過25.2%。”

一道新能TOPCon電池技術路圖

根據一道新能TOPCon電池技術路線圖，到2023年底其TOPCon4.0電池平均轉換效率將突破26%，這是讓業內為之振奮的消息。據了解，電池效率每提升1%,組件的功率密度會高5%，系統端將帶來7%~9%的增益。

而談及實現TOPCon4.0電池平均轉換效率突破26%的技術方向，宋登元介紹，“TOPCon電池技術是目前為止晶硅電池最完美的鈍化接觸電池結構，這種電池效率極限28.7%，最接近晶體硅光伏電池極限效率29.4%。而實際上目前這種電池結構還有很大的效率提升空間，要實現電池轉換效率突破26%，方向主要是進一步研發基于高載流子選擇材料和電池結構的TOPCon4.0技術等，屆時將徹底顛覆目前晶硅電池產品的市場格局。”

2022年可謂n型發展元年，除TOPCon技術外，HJT、XBC技術新品迭出、實驗室效率不斷攀升。而由于TOPCon技術可在PERC產線上改造而得，業內關于TOPCon是過渡技術的論調不絕于耳。

宋登元并不贊同這一觀點，他認為能通過現有的工藝實現先進電池結構技術，進而完成技術迭代本身就是一種巨大的優勢，不僅可以利用現有的創新成果、并具有低成本的特征，非常符合光伏行業特點和科學發展規律。“過渡技術是相對于終極技術而言的?；仡櫲祟惪茖W史，每一項技術在科技發展的歷史長河中最終都是要被新一代技術替代的，這是人類科技創新的原動力，光伏也不例外。但由于某個時段的認知局限性，我們以為某種技術是終極技術，但實際上技術是在不斷發展的，沒有終極技術，就沒有所謂的過渡技術。”

“舉一個例子，我大學是學的芯片專業。上世紀80年代初，芯片最窄可以做到1微米，2000年芯片最窄到達了100納米，那個時候行業認為這已經是極限了，集成電路（IC）的摩爾定律將會失效。然而IC技術得到了持續進步，到2023年，芯片最窄做到了3納米甚至1納米。也就是說，很多時候人們理解的終極技術，是受當時認知限制的，光伏技術一定是創新迭代發展的。”宋登元進一步解釋。

產業化提速，全景啟航

回看n型技術的發展，盡管TOPCon、HJT和XBC三線競逐，但真正的較量在于如何從實驗室走向量產。從上述技術產業化進程來看，TOPCon可謂一馬當先。據InfoLink 統計，截止2022年底，TOPCon和HJT 電池落地產能分別達到81GW和13GW，組件出貨分別為16GW 和3GW。

談及TOPCon進展迅猛的原因，宋登元表示，“實現光伏技術產業化的關鍵在于不忘初心，正確認識光伏的能源屬性。一項技術實現產業化要具備幾個條件，第一效率要高，第二要具備更低的LCOE，第三要有良好的產業鏈生態環境，第四要足夠穩定可靠，這些條件缺一不可。對于下游電站業主而言，實際上他們不關心是哪種技術發出的電，他們所關心的是能否以較低的成本獲得同等的能源價值，從而能獲得較高內部收益率。”

據了解，今年年底前TOPCon電池的硅成本將與PERC基本持平。從電池端的非硅成本來看， TOPCon大概是在0.17-0.19元/W，PERC約為0.14元/W，TOPCon較PERC有3到5分錢的價差，未來將做到同價。而從電站系統增益來看，TOPCon具備更高的單瓦發電量、更低的系統成本，整體性價比優勢更加明顯。

一道新能也是業內為數不多公開n型電池、組件報價的企業，這更加體現了其對TOPCon技術路線的自信。“目前TOPCon技術的產業化成熟度很高、產品穩定性好，相對于其他n型技術產品而言，成本已經已經與PERC持平， 降本壓力不是那么大，主要精力還是集中在做好下一代技術。”

據了解，2022年以來，一道新能組件中標規模達到10GW，成為國內五大六小等主流電站開發企業的供應商。為保證n型高效產品的供應，一道新能的擴產規劃也在穩步推進，預計到2023年底實現電池、組件均超30GW。宋登元介紹，一道新能電池基地包括山西忻州10GW 、江蘇泰州10GW以及浙江衢州10GW。組件更是多點布局，在山西、甘肅、安徽、浙江、福建、廣西、內蒙古等地均有制造基地。

“有市場才會有產量。”在專注技術研發的同時，一道新能同樣注重用戶端的需求，推出全功率覆蓋的“DAON”品牌3個系列高效N型產品，面向分布式光伏、戶用光伏、集中式電站、海上光伏、光伏+高速等諸多應用場景。2023年1月，一道新能與億利潔能簽署合資合作協議，雙方計劃在內蒙古投資40億元，建設年產10GW高效電池和10GW沙戈荒專用光伏組件項目，進一步拓展應用場景。

當前處于在p、n型技術轉換的關鍵時期，TOPCon產能爆發式增長，進一步加入迭代進程。據宋登元預測，加上HJT和XBC，預計到2025年n型產品的市場占比將超過p型成為主流。

而面對當前市場的技術路線之爭，宋登元表示，“一花獨放不是春，正因為光伏技術百花齊放，相互競爭、相互促進，才有了光伏發電成本的快速降本，推動整個光伏產業的發展。”同時，宋登元提醒，當前光伏產業熱度高但雜音也多，光伏技術發展要保持平常心，遵循科學發展規律，共同促進行業可持續的健康發展。