一道新能源CTO宋登元：高效电池技术“百花齐放”但TOPCon一定是主流｜财专访
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SEMI中国光伏标准技术委员会主席 宋登元
“N型技术已经驶入发展的快车道。”
一道新能源是光伏行业新一线品牌，实力不可小觑：根据机构统计，公司去年组件出货8.5GW左右，居于行业前十。公司从成立之日起开始布局N型TOPCon技术研发和产业化，已经成为N型光伏技术的领导者之一。据悉，公司去年实现营收超过100亿元，今年在产能和出货量的提升下，营收规模有望超过200亿元。
产业的发展离不开技术人才的支持，2022年，原英利首席技术官宋登元加入一道新能源，并继续担任首席技术官一职。宋登元师从“世界太阳能之父”马丁·格林，是国内最早推动N型电池产业化的领头人之一。此外，宋登元还是SEMI中国光伏标准技术委员会主席，积极推动制定光伏行业产业标准工作，为全球光伏产业的健康发展做出了贡献。
财联社3月1日讯（记者 刘梦然）2022年，在光伏N型电池迭代元年的浪潮中，诞生了两匹业内公认的“黑马”：一是位于安徽宣城、成立不足3年的华晟新能源；二是位于浙江衢州，成立同样不足5年的一道新能。前者在HJT（异质结）领域保持领先的产能规模和出货量，后者则在老牌龙头林立的TOPCon电池领域突破重围，当年即“杀入”组件出货前十榜单。
日前，财联社记者专访一道新能首席技术官宋登元博士，他另一重身份是SEMI中国光伏标准技术委员会主席。谈及晶硅光伏电池领域的技术发展，宋登元毫不避讳表示，技术不存在过渡性的说法，同样也不存在终极技术，光伏技术总是在创新中不断迭代。由于光伏具有能源属性，如果成为主流技术需要至少三个前提条件：首先，下一代技术在规模化后，效率最少提升1.5到2个点；第二，需要形成比较好的产业生态；第三，成本要与上一代基本持平并具有成本下降的潜力。
2023年以来，围绕电池技术的革新还在轰轰烈烈进行中，异质结电池降本持续推进，但TOPCon电池也凭借先发成本优势，吸引到更多企业加入其阵营中。面对N型电池星火燎原之势，宋登元透露称，一道新能的目标就是达到组件出货前五。
谈布局：今年底电池和组件分别达到30GW
TOPCon电池全名为隧穿氧化层钝化接触电池。资料显示，2013年由德国Frauhofer研究所提出。2015年，Frauhofer研究所研发出实验室效率25.1%的新一代TOPCon电池。
不过，其真正实现产业化却也仅是近两年的事件。2021年11月，晶科能源首次推出N型TOPCon电池组件。到2022年，头部电池组件企业几乎无一缺席高效电池的发布。在隆基绿能最新投资者关系活动记录表透露，鄂尔多斯电池项目将采取N-TOPCon技术，用于满足地面电站客户的需求，预计从2023年第三季度开始进行设备安装。
巨头“厮杀”之下，一道新能突围而出。宋登元对财联社记者表示，在成立之初，一道新能源就确定了以前沿技术引领公司发展的定位。2019年，公司建立了国内最早的N型TOPCon电池研发试产线 plus开始量产，2021年TOPCon2.0量产，2022年TOPCon3.0量产。
在光伏新一轮竞跑中，产能规模是首先条件。2022年，公司形成电池产能20GW，组件产能20GW；2023年，将分别新增10GW电池和组件产能，到年底将建成30GW高效电池和30GW高效组件产能，其中N型电池和组件将超过2/3。
在具体规划上，一道新能电池规划包括山西忻州10GW N型电池产能，江苏泰州10GW，以及浙江衢州10GW；组件方面则呈现多点布局，基地包括武威、洛阳、苏州、蚌埠、漳州、北海、京山等地。
“双碳目标的提出，决定了可再生能源在未来有持续稳定的政策支持和市场空间。”宋登元对财联社记者表示，一道新能制造基地规划主要是考虑市场，例如山西是全国能源革命综合改革试点省，能源转型中光伏市场非常大，一道作为央企合作伙伴，在当地生产制造有利于保障供应，且降低成本。
“我们的组件出货量排名2022年是第九，销售收入突破了百亿大关。2023年销售收入肯定在200-300亿之间。产能方面2022年底就到了20GW的电池和20GW的组件，同时一道新能还致力于成为光伏下游全场景应用解决方案的服务商，推出了沙漠光伏、城市光伏和水上光伏三大系列16种应用场景解决方案。”宋登元表示。
新技术的迭代，有望催化出组件格局的变化。根据机构统计，一道新能在2022年N型元年即登上组件出货前十，预计出货量8.5GW，发展速度隐约可见当年隆基在单晶替代中的迅疾之势。宋登元表示，未来一道新能目标是组件出货挺近到前五。
不过，想要实现目标并不容易。根据第三方机构统计，组件市场强敌环伺，隆基、天合、晶澳和晶科四家组成第一梯队，出货量均在40GW以上；阿特斯、东方日升和正泰出货量在10GW以上；去年跨界凶猛的通威出货约在9GW。
支撑一道新能源的，除了产能规划上扩张，更重要的是能否跟紧此次N型技术替代的大潮。在其看来，N型技术已经驶入发展的快车道。
据宋登元介绍，英利能源在十几年前就有发展N型技术。2009年，英利与国际知名太阳电池研究机构荷兰能源研究中心（ECN）开始共同开发高效N型硅双面PERT电池技术，项目命名为“熊猫”，电池背面采用磷扩散全覆盖技术，发电效率在当时十分领先，被看好是光伏产业的未来发展方向。但是，当时围绕N型的产业生态没有形成，拉棒、切片等产业链上游没有配套，决定N型在当时不具备大规模量产条件，成本高导致市场空间很小。
从近两年企业投资看，随着N型电池上下游配套完备，TOPCon电池成为电池投资的热土。根据 CPIA发布的产业路线 年底 N 型电池片占比合计达到约 9.1%，其中 TOPCon 电池片占比约 8.3%，HJT 电池片占比约 0.6%，XBC 电池片占比约 0.2%。2023 年是 TOPCon 放量大年，预计 2023 年TOPCon 出货量在 100GW-120GW，占终端需求比重超 20%，HJT 和 XBC 有一定占比。
在宋登元看来，由于TOPCon的增长效率快于PERC电池组件。未来的市场替代进程可能会更快。在非硅成本方面，目前TOPCon在电池端会高于PERC电池4到6分钱，PERC的非硅成本是0.14元左右，TOPCon是0.18到0.2元但是因为效率更高，所以在组件端实现成本持平，系统端度电成本更低，并且具有更大的下降空间。
2022年，光伏成为我国第三大电力来源，且考虑到未来清洁能源替代进程，其发展空间已然不可估量。宋登元认为，TOPCon是实现碳中和目标的支撑力量。
在交流中，宋登元首先不赞同TOPCon是过渡性技术的说法，“技术进步是无穷无尽的，光伏即没有过度技术，也没有终极技术，一定是技术迭代”。“光伏能源属性决定它是一种度电成本决定技术的产业，提高电池效率是手段，降低度电成本才是目的”，宋登元进一步解释。对于TOPCon来说，目前毫无疑问已经成为晶硅技术迭代的主力，它的效率一定会超过26%，成为晶硅技术发展乃至碳中和重要的支撑力量。”
光伏电池新技术迭出，但实验室效率和产业化推广之间一直在寻找平衡点。TOPCon和异质结理论极限效率分别是28.7%和28.5%。业内分析认为，HJT目前提效路径清晰，但目前囿于成本压力，产业化及大规模占据市场仍需时日。
值得一提的是，宋登元一方面在技术方面具有深厚的积累，但在推动技术产业化方面，其早已走出实验室的局限。
据其介绍，虽然晶硅电池的效率转换效率是29.4%，但是27%的产业化效率可能已经是产业发展的瓶颈。目前的电池结构不支持26%以上的效率，继续提升需要电池结构的改变，需要研发高选择性载流子的材料和结构。
宋登元认为，工业化的推广不仅需要技术前提，更需要考虑经济性。如果效率提升了，但是需要更多的设备，更昂贵的材料，成本不能覆盖到发电收益，那么这种效率的提升对于产业化而言，就没有意义。与其如此，不如去寻找和开发新的低成本的电池材料和结构。“砷化镓太阳电池效率已经达到了47%以上，并没有企业把这种电池用于地面光伏电站，就是因为度电成本太高了，没有竞争力”宋登元举例说。
而对于TOPCon电池的“下一站”，如果要超越晶硅电池29.4%的理论极限，业内普遍看好以晶硅为基础的叠层电池技术。“以晶硅为底电池的工艺已经非常成熟，在此基础上，加上薄膜电池，相当于把两个电池串联在一起，如钙钛矿或者有机材料等，都是未来的发展方向。”宋登元表示。
值得一提的是，在量产方面，一道新能电池已经实现25%以上的效率。2月28日，一道新能公布最新N型产品报价。双面182单晶N型电池，量产效率达到25.2%，国内报价1.12元/W；双面双玻182单晶N型组件，主流功率达到575W，国内报价1.93元/W；海外报价0.246美元/W。
公司方面称，基于高密度激光i-SE与ut-polySi技术叠加的TOPCon3.0高效电池和组件已经实现全面量产，大规模量产TOPCon电池平均效率达到25.2%以上，最高量产效率达到25.6%，正在研发TOPCon4.0，目标效率将超过26%。
（按首字拼音排序，排名不分先后）
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