BC技術的支持者、研究者、實踐者們,用一場頂配峰會,向光伏行業宣告著BC時代的到來,對BC全產業鏈發展的難點、痛點逐一解答。但對廣大光伏行業關注者而言,一個看似基礎、內涵豐富卻不易回答的問題是:這么多BC,到底有什么區別?
“BC+”,不是想加就能加
BC,即背接觸(Back Contact)技術,其概念最早于1975年即被提出,歷史比當今市場主流的TOPCon悠久得多。BC技術正面無遮擋的獨特結構,使其在理論上擁有晶硅電池中最高的轉換效率,卻因工藝門檻難以攻破而一度被束之高閣。但行業從未停止對極致技術的追求。
2021年,愛旭發布N型ABC技術并于2022年實現GW級ABC組件量產,讓光伏行業看到了BC技術大規模應用的可能性。一時間,各種BC概念“百花齊放”:HBC、TBC、HPBC……有關BC技術的命名花樣繁多,業內人士有時也不免一頭霧水。五花八門的名字里,有的源自技術差異,有的純粹出于誤解,甚至專門發明出“XBC”一詞來指代各種BC技術。這一方面顯示出BC技術的旺盛生命力,另一方面也表明目前光伏行業對BC技術的認識仍需進一步深化。
而各類“誤解式命名”中最為典型的,便是“BC可以疊加TOPCon,做成TBC”。BC作為一種全新的電池結構,與PERC、TOPCon大部分工藝存在差別;而光伏技術的更新換代是以迭代的方式進行,部分傳統技術工藝會沿用到新技術當中。以LPCVD(低壓力化學氣相沉積法)為例,TOPCon和一些BC技術均會用到此項工藝進行鈍化處理,便有人將這種BC技術稱為“TOPCon型的BC”;與之類似的,曾有BC技術使用鋁漿進行電極制備,有人聯想到使用鋁背場技術的PERC電池,便將此種技術稱為“PERC型的BC”。
實際上,這些BC技術與TOPCon、PERC的差異遠多于相似之處,更不是傳統技術路線的簡單“疊加”。正如前文所說,BC技術有著獨特的概念,從理論模型到規模量產,依賴大量技術工藝的突破創新,門檻較高,并非能夠“拿來就用”的簡單技術。硬要分類的話,BC技術可按照采用的襯底硅片類型是N型或P型區分成N型BC或P型BC這兩大類,而不是以硅片、鈍化等工藝環節的共同點歸為“TOPCon+BC”或“PERC+BC”。
三種BC,殊途同歸
BC技術三大龍頭Maxeon、愛旭、隆基,對于自家BC技術的命名方式也各具特色。而不同名稱的背后,則反映了同樣選擇BC道路的三家公司不同的“心路歷程”。
最早展開BC應用探索的Maxeon采用的是IBC(Interdigitated Back Contact)技術。這一命名描述的是硅片背面N區與P區、正極與負極像手指交叉一般的排列方式,通過將所有金屬結構放置在背面,實現了BC正面無遮擋的設計理念,最大限度地利用入射光線,從而提升了光伏電池轉換效率。IBC技術并未限定襯底硅片類型,為其他BC技術的發展提供了重要參考,但這種結構的電池在制備工藝中需要多次使用掩膜并進行磷、硼的整面擴散,復雜的工藝推高了其制造成本。
最先實現BC技術GW級量產的愛旭自研了N型ABC(All Back Contact)技術,并以此作為N型時代晶硅電池的終極技術。愛旭N型ABC通過將多種鈍化技術集成,實現了硅基體全鈍化與全背鈍化接觸,并憑借正面無遮擋的天然優勢,在正面沉積高質量多層復合介質薄膜,將表面復合降至最低;獨創的金屬化涂布技術,同步解決了高溫漿料帶來的接觸不良與界面復合高的問題;與IBC相比,愛旭N型ABC通過超快激光圖形化等技術,實現了電池背面設計上的進一步突破,僅需在背面N區進行局域擴散,不僅降低了工藝難度與生產成本,更少的擴散工序也降低了雜質的引入,轉換效率得以進一步提升。
國內另一家BC龍頭隆基則經歷了技術路線的轉換,其HPBC(Hybrid Passivated Back Contact)描述了將多種鈍化技術復合使用之意,其一代技術為P型電池,在背面N區應用了單結鈍化。而隨著其二代產品由P型轉向N型、背面單結鈍化改為雙結鈍化,雖然名稱未變,但其電池設計理念已進一步發展,轉換效率也得到提升,與愛旭共同踏上了N型BC的道路。
電極排布、鈍化方式、硅片類型……三家將創新融入基因、引領行業技術變革的光伏企業,通過各自的技術突破與產業實踐,對晶硅電池生產的關鍵環節進行了充分的論證,將BC之路越走越寬的同時,高效、可靠的組件產品也將BC技術推上新的高度:在TaiyangNews全球組件量產效率榜單上,三家BC龍頭的組件量產效率分列前三,其中,愛旭N型ABC組件已連續20個月蟬聯該榜榜首。
晶硅極致,超越晶硅
bifi PV珠海峰會上,愛旭股份董事長陳剛宣稱:“再過三年,或許沒有哪個主流公司會說自己不用BC技術。如果一項技術從效率、成本等各方面沒有任何缺陷,這個技術就是不得不選擇的。今天我們得出了一個答案:BC是實現晶硅電池極限效率的必選技術。”
此番結論并非狂言。目前,各家以TOPCon為主的組件廠商均對BC技術有所儲備或已開始布局,只因各種曾經掩蓋BC技術天然優勢的“短板”問題正逐步得到解決。曾經業內有觀點認為BC技術因背面電極集中導致雙面率難以提高,不適用于集中式場景,而愛旭已經將N型ABC雙面率做到75%,并有望于明年達到80%;央國企集中式項目也于今年下半年陸續向BC技術開放專屬標段,側面印證了“雙面率”不再是BC推廣應用的桎梏,BC產品高效率、高收益、高可靠的特性將在更廣闊的舞臺得以施展。
但這遠不是BC的重點。在陳剛看來,BC既是單結晶硅電池技術的終點,又是開啟下一代技術的起點。也就是說,接下來N型ABC或許會超越晶硅電池理論轉換效率極限29.56%,通過技術變革賦予“N型ABC”新的內涵。
事實上,已有兩種同樣名為HBC的技術正在進行新的嘗試。其中一種,是將異質結(HJT)與BC兩種技術結合,將BC理念與工藝引入HJT技術,降低成本的同時提升了轉換效率;另一種則是在此基礎上改進而成的混合型(Hybrid)BC技術,將HJT鈍化結構和隧穿/多晶結構分別應用于P區和N區,進一步實現降本增效。
以BC技術為基底,新技術的引入或將叩開新時代的大門,將人類對太陽光能的利用領入新的階段。今年10月,愛旭股份與新南威爾士大學正式簽訂合作協議,與澳大利亞先進光伏中心攜手研發光子倍增技術。這一技術通過特殊材料將單個高能光子轉換成多個低能光子以成倍產生額外的電子-空穴對,提升電流輸出。不僅如此,該技術與現有BC的電池制造工藝流程高度兼容,BC電池生產線只需進行簡單改造便可實現這項新技術的量產應用并突破晶硅電池理論極限,實現30%以上的陽光能量轉換效率空間。
當前光伏行業出路在何方?領跑下一個時代的光伏技術又是什么?相信BC都將給出答案。