“过渡技术是相对于终极技术而言的，没有所谓的终极技术，也自然不存在过渡技术。回顾人类科学史，每一项技术在科技发展的历史长河中最终都是要被新一代技术替代的，这是人类科技创新的原动力。因为新技术替代旧技术是发展趋势，没有任何一个技术是停滞不前的，而是在创新中不断迭代发展，永无止境，光伏也不例外。”
一道新能首席技术官 宋登元
在n型赛道中，一道新能是公认的一匹黑马。从初露锋芒到跻身全球组件出货前十，一道新能仅用了不到5年时间。在这一时期里，一道新能专注TOPCon电池技术创新并全力推动产业化发展。2022年初，光伏行业技术元老、n型技术领军人物宋登元博士加入一道新能，并主导一道新能TOPCon电池持续技术迭代至3.0阶段，电池平均转换效率达到25.2%。
面向2023年，一道新能制定了新目标——TOPCon 4.0电池转换效率将突破26%，到年底其TOPCon电池组件产能均达到30GW。在济南光伏展会上，北极星太阳能光伏网对话一道新能CTO宋登元博士，探究n型技术迭代PERC电池之际，黑马将往何处去？
n型先锋，TOPCon 4.0转换效率将突破26%
作为行业n型高效电池技术的领军人物，宋登元博士在我国n型电池技术产业化落地贡献颇丰。“追溯n型技术发展的历史，实际上在2009年英利率先进行了n型电池的研发。”据了解，当时宋登元带领英利团队与荷兰能源研究中心（ECN）共同开发高效n型硅双面PERT电池技术，项目命名为“熊猫”。2010年英利熊猫电池转换效率达到18.5%，向业内展现了n型电池的高效优势。由于在n型技术产业方面的重大贡献，2012年6月宋登元博士受邀在美国奥斯汀举行的第38届IEEE光伏科学家大会上做了“Progress in n-type Si solar cell and module technology for high efficiency and low cost （高效低成本n型硅太阳电池与组件技术进展）”的大会特约报告，这是中国科学家首次在全球权威光伏大会上报告n型双面电池大规模产业化情进展，引起了国际光伏界的广泛关注。2015年，熊猫双面n型组件成功应用于我国首批大同采煤沉降区光伏领跑者50MW示范项目，获得了平均月度发电增益率最高达19.02%的成绩，开创了n型技术大规模实证应用先河。
“2013年，德国Fraunhofer太阳能研究所首次提出隧穿氧化层钝化接触（TOPCon）电池技术概念，但当时产业链生态还不成熟。”宋登元介绍，“2018年前后，我国n型TOPCon电池研发初具雏形。在2018年8月8日，刘勇创立了一道新能，深入剖析了几种技术路线后，认为TOPCon技术是最有潜力的下一代光伏技术，因此，一道新能全力聚焦n型TOPCon技术路线发展。”
2022年初，宋登元加入一道新能，担任公司首席技术官（CTO），全面负责公司研发工作以及n型高效电池、组件的技术研发。在宋登元的带领下，一道新能成功开发TOPCon3.0技术，使TOPCon电池的大规模量产平均转换效率进一步提升到25.2%以上。
在宋登元看来，技术是一个不断积累的过程。“实际上自一道新能成立之日起，公司的技术定位就非常清晰，这源于创始人刘勇对光伏技术内涵和外延的深入理解。2019年，公司建立了国内最早的n型TOPCon电池研发生产线，称为TOPCon1.0。在一道新能的持续创新研发下，产品不断迭代，2020年基于TOPCon1.0 plus技术的产品开始量产，效率达到23.5%，2021年TOPCon2.0产品量产，效率提升到24.6%以上2022年TOPCon3.0产品量产，平均效率突破25.2%。”
“到了TOPCon3.0阶段，电池平均转换效率由2.0阶段的24.6%提升到25.2%，最高效率达到25.8%。”谈及TOPCon3.0的技术突破，宋登元颇为自豪：“TOPCon3.0是一道新能TOPCon整个TOPCon创新系列中具有里程碑意义，起到承上启下的作用。我们成功研发了具有自主知识产权的高能量激光i-SE（industry-selected emitter）产业化技术，有效降低前表面光生载流子的复合，提升短波长光谱的利用率；而背面超薄ut-polySi（Ultrathin Poly Si）技术能有效的降低背面多晶硅层对长波长光谱的寄生吸收，大幅提升长波长光谱的利用率，这两种技术完美的结合攻克了TOPCon太阳电池效率提升的瓶颈，使短波长和长波长光量子效率分别提升了40.6%和15.3%，电池效率平均提升超过25.2%。”
根据一道新能TOPCon电池技术路线图，到2023年底其TOPCon4.0电池平均转换效率将突破26%，这是让业内为之振奋的消息。据了解，电池效率每提升1%,组件的功率密度会高5%，系统端将带来7%~9%的增益。
而谈及实现TOPCon4.0电池平均转换效率突破26%的技术方向，宋登元介绍，“TOPCon电池技术是目前为止晶硅电池最完美的钝化接触电池结构，这种电池效率极限28.7%，最接近晶体硅光伏电池极限效率29.4%。而实际上目前这种电池结构还有很大的效率提升空间，要实现电池转换效率突破26%，方向主要是进一步研发基于高载流子选择材料和电池结构的TOPCon4.0技术等，届时将彻底颠覆目前晶硅电池产品的市场格局。”
2022年可谓n型发展元年，除TOPCon技术外，HJT、XBC技术新品迭出、实验室效率不断攀升。而由于TOPCon技术可在PERC产线上改造而得，业内关于TOPCon是过渡技术的论调不绝于耳。
宋登元并不赞同这一观点，他认为能通过现有的工艺实现先进电池结构技术，进而完成技术迭代本身就是一种巨大的优势，不仅可以利用现有的创新成果、并具有低成本的特征，非常符合光伏行业特点和科学发展规律。“过渡技术是相对于终极技术而言的。回顾人类科学史，每一项技术在科技发展的历史长河中最终都是要被新一代技术替代的，这是人类科技创新的原动力，光伏也不例外。但由于某个时段的认知局限性，我们以为某种技术是终极技术，但实际上技术是在不断发展的，没有终极技术，就没有所谓的过渡技术。”
“举一个例子，我大学是学的芯片专业。上世纪80年代初，芯片最窄可以做到1微米，2000年芯片最窄到达了100纳米，那个时候行业认为这已经是极限了，集成电路（IC）的摩尔定律将会失效。然而IC技术得到了持续进步，到2023年，芯片最窄做到了3纳米甚至1纳米。也就是说，很多时候人们理解的终极技术，是受当时认知限制的，光伏技术一定是创新迭代发展的。”宋登元进一步解释。
产业化提速，全景启航
回看n型技术的发展，尽管TOPCon、HJT和XBC三线竞逐，但真正的较量在于如何从实验室走向量产。从上述技术产业化进程来看，TOPCon可谓一马当先。据Infolink 统计，截止2022年底，TOPCon和HJT 电池落地产能分别达到81GW和13GW，组件出货分别为16GW 和3GW。
谈及TOPCon进展迅猛的原因，宋登元表示，“实现光伏技术产业化的关键在于不忘初心，正确认识光伏的能源属性。一项技术实现产业化要具备几个条件，第一效率要高，第二要具备更低的LCOE，第三要有良好的产业链生态环境，第四要足够稳定可靠，这些条件缺一不可。对于下游电站业主而言，实际上他们不关心是哪种技术发出的电，他们所关心的是能否以较低的成本获得同等的能源价值，从而能获得较高内部收益率。”
据了解，今年年底前TOPCon电池的硅成本将与PERC基本持平。从电池端的非硅成本来看， TOPCon大概是在0.17-0.19元/W，PERC约为0.14元/W，TOPCon较PERC有3到5分钱的价差，未来将做到同价。而从电站系统增益来看，TOPCon具备更高的单瓦发电量、更低的系统成本，整体性价比优势更加明显。
一道新能也是业内为数不多公开n型电池、组件报价的企业，这更加体现了其对TOPCon技术路线的自信。“目前TOPCon技术的产业化成熟度很高、产品稳定性好，相对于其他n型技术产品而言，成本已经已经与PERC持平， 降本压力不是那么大，主要精力还是集中在做好下一代技术。”
据了解，2022年以来，一道新能组件中标规模达到10GW，成为国内五大六小等主流电站开发企业的供应商。为保证n型高效产品的供应，一道新能的扩产规划也在稳步推进，预计到2023年底实现电池、组件均超30GW。宋登元介绍，一道新能电池基地包括山西忻州10GW 、江苏泰州10GW以及浙江衢州10GW。组件更是多点布局，在山西、甘肃、安徽、浙江、福建、广西、内蒙古等地均有制造基地。
“有市场才会有产量。”在专注技术研发的同时，一道新能同样注重用户端的需求，推出全功率覆盖的“DAON”品牌3个系列高效N型产品，面向分布式光伏、户用光伏、集中式电站、海上光伏、光伏+高速等诸多应用场景。2023年1月，一道新能与亿利洁能签署合资合作协议，双方计划在内蒙古投资40亿元，建设年产10GW高效电池和10GW沙戈荒专用光伏组件项目，进一步拓展应用场景。
当前处于在p、n型技术转换的关键时期，TOPCon产能爆发式增长，进一步加入迭代进程。据宋登元预测，加上HJT和XBC，预计到2025年n型产品的市场占比将超过p型成为主流。
而面对当前市场的技术路线之争，宋登元表示，“一花独放不是春，正因为光伏技术百花齐放，相互竞争、相互促进，才有了光伏发电成本的快速降本，推动整个光伏产业的发展。”同时，宋登元提醒，当前光伏产业热度高但杂音也多，光伏技术发展要保持平常心，遵循科学发展规律，共同促进行业可持续的健康发展。
