晶硅時代的答案，以BC為名
光伏產(chǎn)業(yè)網(wǎng)訊
發(fā)布日期：2024-12-12
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11月20日至22日，12th bifi PV Workshop 2024 Zhuhai國際峰會在廣東珠海成功舉辦。400余位來自全球光伏行業(yè)的頂尖專家、頭部企業(yè)和知名機(jī)構(gòu)代表參會，聚焦雙面BC技術(shù)展開了30場專業(yè)探討與交流。在這場BC盛會的背后，可以看到BC生態(tài)圈正蔚然成勢：光伏原輔材料、設(shè)備等上游廠商，正在為BC積極開發(fā)針對性技術(shù)與解決方案；電池、組件廠商，或自研或收購，無一不在布局BC技術(shù)；科研院所、權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)，為BC技術(shù)構(gòu)建新的方法學(xué)與標(biāo)準(zhǔn)；分布式用戶、大型集中式電站，市場端的認(rèn)可不斷積累……
11月20日至22日，12th bifi PV Workshop 2024 Zhuhai國際峰會在廣東珠海成功舉辦。400余位來自全球光伏行業(yè)的頂尖專家、頭部企業(yè)和知名機(jī)構(gòu)代表參會，聚焦雙面BC技術(shù)展開了30場專業(yè)探討與交流。在這場BC盛會的背后，可以看到BC生態(tài)圈正蔚然成勢：光伏原輔材料、設(shè)備等上游廠商，正在為BC積極開發(fā)針對性技術(shù)與解決方案；電池、組件廠商，或自研或收購，無一不在布局BC技術(shù)；科研院所、權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)，為BC技術(shù)構(gòu)建新的方法學(xué)與標(biāo)準(zhǔn)；分布式用戶、大型集中式電站，市場端的認(rèn)可不斷積累……
BC技術(shù)的支持者、研究者、實踐者們，用一場頂配峰會，向光伏行業(yè)宣告著BC時代的到來，對BC全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的難點、痛點逐一解答。但對廣大光伏行業(yè)關(guān)注者而言，一個看似基礎(chǔ)、內(nèi)涵豐富卻不易回答的問題是：這么多BC，到底有什么區(qū)別？
“BC+”，不是想加就能加
BC，即背接觸（Back Contact）技術(shù)，其概念最早于1975年即被提出，歷史比當(dāng)今市場主流的TOPCon悠久得多。BC技術(shù)正面無遮擋的獨特結(jié)構(gòu)，使其在理論上擁有晶硅電池中最高的轉(zhuǎn)換效率，卻因工藝門檻難以攻破而一度被束之高閣。但行業(yè)從未停止對極致技術(shù)的追求。
2021年，愛旭發(fā)布N型ABC技術(shù)并于2022年實現(xiàn)GW級ABC組件量產(chǎn)，讓光伏行業(yè)看到了BC技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的可能性。一時間，各種BC概念“百花齊放”：HBC、TBC、HPBC……有關(guān)BC技術(shù)的命名花樣繁多，業(yè)內(nèi)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(shù)差異，有的純粹出于誤解，甚至專門發(fā)明出“XBC”一詞來指代各種BC技術(shù)。這一方面顯示出BC技術(shù)的旺盛生命力，另一方面也表明目前光伏行業(yè)對BC技術(shù)的認(rèn)識仍需進(jìn)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(jié)構(gòu)，與PERC、TOPCon大部分工藝存在差別；而光伏技術(shù)的更新?lián)Q代是以迭代的方式進(jìn)行，部分傳統(tǒng)技術(shù)工藝會沿用到新技術(shù)當(dāng)中。以LPCVD（低壓力化學(xué)氣相沉積法）為例，TOPCon和一些BC技術(shù)均會用到此項工藝進(jìn)行鈍化處理，便有人將這種BC技術(shù)稱為“TOPCon型的BC”；與之類似的，曾有BC技術(shù)使用鋁漿進(jìn)行電極制備，有人聯(lián)想到使用鋁背場技術(shù)的PERC電池，便將此種技術(shù)稱為“PERC型的BC”。
實際上，這些BC技術(shù)與TOPCon、PERC的差異遠(yuǎn)多于相似之處，更不是傳統(tǒng)技術(shù)路線的簡單“疊加”。正如前文所說，BC技術(shù)有著獨特的概念，從理論模型到規(guī)模量產(chǎn)，依賴大量技術(shù)工藝的突破創(chuàng)新，門檻較高，并非能夠“拿來就用”的簡單技術(shù)。硬要分類的話，BC技術(shù)可按照采用的襯底硅片類型是N型或P型區(qū)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(huán)節(jié)的共同點歸為“TOPCon+BC”或“PERC+BC”。
BC技術(shù)三大龍頭Maxeon、愛旭、隆基，對于自家BC技術(shù)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(yīng)用探索的Maxeon采用的是IBC（Interdigitated Back Contact）技術(shù)。這一命名描述的是硅片背面N區(qū)與P區(qū)、正極與負(fù)極像手指交叉一般的排列方式，通過將所有金屬結(jié)構(gòu)放置在背面，實現(xiàn)了BC正面無遮擋的設(shè)計理念，最大限度地利用入射光線，從而提升了光伏電池轉(zhuǎn)換效率。IBC技術(shù)并未限定襯底硅片類型，為其他BC技術(shù)的發(fā)展提供了重要參考，但這種結(jié)構(gòu)的電池在制備工藝中需要多次使用掩膜并進(jìn)行磷、硼的整面擴(kuò)散，復(fù)雜的工藝推高了其制造成本。
最先實現(xiàn)BC技術(shù)GW級量產(chǎn)的愛旭自研了N型ABC（All Back Contact）技術(shù)，并以此作為N型時代晶硅電池的終極技術(shù)。愛旭N型ABC通過將多種鈍化技術(shù)集成，實現(xiàn)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(yōu)勢，在正面沉積高質(zhì)量多層復(fù)合介質(zhì)薄膜，將表面復(fù)合降至最低；獨創(chuàng)的金屬化涂布技術(shù)，同步解決了高溫漿料帶來的接觸不良與界面復(fù)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(shù)，實現(xiàn)了電池背面設(shè)計上的進(jìn)一步突破，僅需在背面N區(qū)進(jìn)行局域擴(kuò)散，不僅降低了工藝難度與生產(chǎn)成本，更少的擴(kuò)散工序也降低了雜質(zhì)的引入，轉(zhuǎn)換效率得以進(jìn)一步提升。
國內(nèi)另一家BC龍頭隆基則經(jīng)歷了技術(shù)路線的轉(zhuǎn)換，其HPBC（Hybrid Passivated Back Contact）描述了將多種鈍化技術(shù)復(fù)合使用之意，其一代技術(shù)為P型電池，在背面N區(qū)應(yīng)用了單結(jié)鈍化。而隨著其二代產(chǎn)品由P型轉(zhuǎn)向N型、背面單結(jié)鈍化改為雙結(jié)鈍化，雖然名稱未變，但其電池設(shè)計理念已進(jìn)一步發(fā)展，轉(zhuǎn)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(chuàng)新融入基因、引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)變革的光伏企業(yè)，通過各自的技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)實踐，對晶硅電池生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)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(chǎn)品也將BC技術(shù)推上新的高度：在TaiyangNews全球組件量產(chǎn)效率榜單上，三家BC龍頭的組件量產(chǎn)效率分列前三，其中，愛旭N型ABC組件已連續(xù)20個月蟬聯(lián)該榜榜首。
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(shù)。如果一項技術(shù)從效率、成本等各方面沒有任何缺陷，這個技術(shù)就是不得不選擇的。今天我們得出了一個答案：BC是實現(xiàn)晶硅電池極限效率的必選技術(shù)。”
此番結(jié)論并非狂言。目前，各家以TOPCon為主的組件廠商均對BC技術(shù)有所儲備或已開始布局，只因各種曾經(jīng)掩蓋BC技術(shù)天然優(yōu)勢的“短板”問題正逐步得到解決。曾經(jīng)業(yè)內(nèi)有觀點認(rèn)為BC技術(shù)因背面電極集中導(dǎo)致雙面率難以提高，不適用于集中式場景，而愛旭已經(jīng)將N型ABC雙面率做到75%，并有望于明年達(dá)到80%；央國企集中式項目也于今年下半年陸續(xù)向BC技術(shù)開放專屬標(biāo)段，側(cè)面印證了“雙面率”不再是BC推廣應(yīng)用的桎梏，BC產(chǎn)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(yuǎn)不是BC的重點。在陳剛看來，BC既是單結(jié)晶硅電池技術(shù)的終點，又是開啟下一代技術(shù)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(zhuǎn)換效率極限29.56%，通過技術(shù)變革賦予“N型ABC”新的內(nèi)涵。
事實上，已有兩種同樣名為HBC的技術(shù)正在進(jìn)行新的嘗試。其中一種，是將異質(zhì)結(jié)（HJT）與BC兩種技術(shù)結(jié)合，將BC理念與工藝引入HJT技術(shù)，降低成本的同時提升了轉(zhuǎn)換效率；另一種則是在此基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的混合型（Hybrid）BC技術(shù)，將HJT鈍化結(jié)構(gòu)和隧穿/多晶結(jié)構(gòu)分別應(yīng)用于P區(qū)和N區(qū)，進(jìn)一步實現(xiàn)降本增效。
以BC技術(shù)為基底，新技術(shù)的引入或?qū)⑦甸_新時代的大門，將人類對太陽光能的利用領(lǐng)入新的階段。今年10月，愛旭股份與新南威爾士大學(xué)正式簽訂合作協(xié)議，與澳大利亞先進(jìn)光伏中心攜手研發(fā)光子倍增技術(shù)。這一技術(shù)通過特殊材料將單個高能光子轉(zhuǎn)換成多個低能光子以成倍產(chǎn)生額外的電子-空穴對，提升電流輸出。不僅如此，該技術(shù)與現(xiàn)有BC的電池制造工藝流程高度兼容，BC電池生產(chǎn)線只需進(jìn)行簡單改造便可實現(xiàn)這項新技術(shù)的量產(chǎn)應(yīng)用并突破晶硅電池理論極限，實現(xiàn)30%以上的陽光能量轉(zhuǎn)換效率空間。
當(dāng)前光伏行業(yè)出路在何方？領(lǐng)跑下一個時代的光伏技術(shù)又是什么？相信BC都將給出答案。
BC技術(shù)的支持者、研究者、實踐者們，用一場頂配峰會，向光伏行業(yè)宣告著BC時代的到來，對BC全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的難點、痛點逐一解答。但對廣大光伏行業(yè)關(guān)注者而言，一個看似基礎(chǔ)、內(nèi)涵豐富卻不易回答的問題是：這么多BC，到底有什么區(qū)別？
“BC+”，不是想加就能加
BC，即背接觸（Back Contact）技術(shù)，其概念最早于1975年即被提出，歷史比當(dāng)今市場主流的TOPCon悠久得多。BC技術(shù)正面無遮擋的獨特結(jié)構(gòu)，使其在理論上擁有晶硅電池中最高的轉(zhuǎn)換效率，卻因工藝門檻難以攻破而一度被束之高閣。但行業(yè)從未停止對極致技術(shù)的追求。
2021年，愛旭發(fā)布N型ABC技術(shù)并于2022年實現(xiàn)GW級ABC組件量產(chǎn)，讓光伏行業(yè)看到了BC技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的可能性。一時間，各種BC概念“百花齊放”：HBC、TBC、HPBC……有關(guān)BC技術(shù)的命名花樣繁多，業(yè)內(nèi)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(shù)差異，有的純粹出于誤解，甚至專門發(fā)明出“XBC”一詞來指代各種BC技術(shù)。這一方面顯示出BC技術(shù)的旺盛生命力，另一方面也表明目前光伏行業(yè)對BC技術(shù)的認(rèn)識仍需進(jìn)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(jié)構(gòu)，與PERC、TOPCon大部分工藝存在差別；而光伏技術(shù)的更新?lián)Q代是以迭代的方式進(jìn)行，部分傳統(tǒng)技術(shù)工藝會沿用到新技術(shù)當(dāng)中。以LPCVD（低壓力化學(xué)氣相沉積法）為例，TOPCon和一些BC技術(shù)均會用到此項工藝進(jìn)行鈍化處理，便有人將這種BC技術(shù)稱為“TOPCon型的BC”；與之類似的，曾有BC技術(shù)使用鋁漿進(jìn)行電極制備，有人聯(lián)想到使用鋁背場技術(shù)的PERC電池，便將此種技術(shù)稱為“PERC型的BC”。
實際上，這些BC技術(shù)與TOPCon、PERC的差異遠(yuǎn)多于相似之處，更不是傳統(tǒng)技術(shù)路線的簡單“疊加”。正如前文所說，BC技術(shù)有著獨特的概念，從理論模型到規(guī)模量產(chǎn)，依賴大量技術(shù)工藝的突破創(chuàng)新，門檻較高，并非能夠“拿來就用”的簡單技術(shù)。硬要分類的話，BC技術(shù)可按照采用的襯底硅片類型是N型或P型區(qū)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(huán)節(jié)的共同點歸為“TOPCon+BC”或“PERC+BC”。
三種BC，殊途同歸
BC技術(shù)三大龍頭Maxeon、愛旭、隆基，對于自家BC技術(shù)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(yīng)用探索的Maxeon采用的是IBC（Interdigitated Back Contact）技術(shù)。這一命名描述的是硅片背面N區(qū)與P區(qū)、正極與負(fù)極像手指交叉一般的排列方式，通過將所有金屬結(jié)構(gòu)放置在背面，實現(xiàn)了BC正面無遮擋的設(shè)計理念，最大限度地利用入射光線，從而提升了光伏電池轉(zhuǎn)換效率。IBC技術(shù)并未限定襯底硅片類型，為其他BC技術(shù)的發(fā)展提供了重要參考，但這種結(jié)構(gòu)的電池在制備工藝中需要多次使用掩膜并進(jìn)行磷、硼的整面擴(kuò)散，復(fù)雜的工藝推高了其制造成本。
最先實現(xiàn)BC技術(shù)GW級量產(chǎn)的愛旭自研了N型ABC（All Back Contact）技術(shù)，并以此作為N型時代晶硅電池的終極技術(shù)。愛旭N型ABC通過將多種鈍化技術(shù)集成，實現(xiàn)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(yōu)勢，在正面沉積高質(zhì)量多層復(fù)合介質(zhì)薄膜，將表面復(fù)合降至最低；獨創(chuàng)的金屬化涂布技術(shù)，同步解決了高溫漿料帶來的接觸不良與界面復(fù)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(shù)，實現(xiàn)了電池背面設(shè)計上的進(jìn)一步突破，僅需在背面N區(qū)進(jìn)行局域擴(kuò)散，不僅降低了工藝難度與生產(chǎn)成本，更少的擴(kuò)散工序也降低了雜質(zhì)的引入，轉(zhuǎn)換效率得以進(jìn)一步提升。
國內(nèi)另一家BC龍頭隆基則經(jīng)歷了技術(shù)路線的轉(zhuǎn)換，其HPBC（Hybrid Passivated Back Contact）描述了將多種鈍化技術(shù)復(fù)合使用之意，其一代技術(shù)為P型電池，在背面N區(qū)應(yīng)用了單結(jié)鈍化。而隨著其二代產(chǎn)品由P型轉(zhuǎn)向N型、背面單結(jié)鈍化改為雙結(jié)鈍化，雖然名稱未變，但其電池設(shè)計理念已進(jìn)一步發(fā)展，轉(zhuǎn)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(chuàng)新融入基因、引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)變革的光伏企業(yè)，通過各自的技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)實踐，對晶硅電池生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)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(chǎn)品也將BC技術(shù)推上新的高度：在TaiyangNews全球組件量產(chǎn)效率榜單上，三家BC龍頭的組件量產(chǎn)效率分列前三，其中，愛旭N型ABC組件已連續(xù)20個月蟬聯(lián)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(shù)。如果一項技術(shù)從效率、成本等各方面沒有任何缺陷，這個技術(shù)就是不得不選擇的。今天我們得出了一個答案：BC是實現(xiàn)晶硅電池極限效率的必選技術(shù)。”
此番結(jié)論并非狂言。目前，各家以TOPCon為主的組件廠商均對BC技術(shù)有所儲備或已開始布局，只因各種曾經(jīng)掩蓋BC技術(shù)天然優(yōu)勢的“短板”問題正逐步得到解決。曾經(jīng)業(yè)內(nèi)有觀點認(rèn)為BC技術(shù)因背面電極集中導(dǎo)致雙面率難以提高，不適用于集中式場景，而愛旭已經(jīng)將N型ABC雙面率做到75%，并有望于明年達(dá)到80%；央國企集中式項目也于今年下半年陸續(xù)向BC技術(shù)開放專屬標(biāo)段，側(cè)面印證了“雙面率”不再是BC推廣應(yīng)用的桎梏，BC產(chǎn)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(yuǎn)不是BC的重點。在陳剛看來，BC既是單結(jié)晶硅電池技術(shù)的終點，又是開啟下一代技術(shù)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(zhuǎn)換效率極限29.56%，通過技術(shù)變革賦予“N型ABC”新的內(nèi)涵。
事實上，已有兩種同樣名為HBC的技術(shù)正在進(jìn)行新的嘗試。其中一種，是將異質(zhì)結(jié)（HJT）與BC兩種技術(shù)結(jié)合，將BC理念與工藝引入HJT技術(shù)，降低成本的同時提升了轉(zhuǎn)換效率；另一種則是在此基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的混合型（Hybrid）BC技術(shù)，將HJT鈍化結(jié)構(gòu)和隧穿/多晶結(jié)構(gòu)分別應(yīng)用于P區(qū)和N區(qū)，進(jìn)一步實現(xiàn)降本增效。
以BC技術(shù)為基底，新技術(shù)的引入或?qū)⑦甸_新時代的大門，將人類對太陽光能的利用領(lǐng)入新的階段。今年10月，愛旭股份與新南威爾士大學(xué)正式簽訂合作協(xié)議，與澳大利亞先進(jìn)光伏中心攜手研發(fā)光子倍增技術(shù)。這一技術(shù)通過特殊材料將單個高能光子轉(zhuǎn)換成多個低能光子以成倍產(chǎn)生額外的電子-空穴對，提升電流輸出。不僅如此，該技術(shù)與現(xiàn)有BC的電池制造工藝流程高度兼容，BC電池生產(chǎn)線只需進(jìn)行簡單改造便可實現(xiàn)這項新技術(shù)的量產(chǎn)應(yīng)用并突破晶硅電池理論極限，實現(xiàn)30%以上的陽光能量轉(zhuǎn)換效率空間。
當(dāng)前光伏行業(yè)出路在何方？領(lǐng)跑下一個時代的光伏技術(shù)又是什么？相信BC都將給出答案。