中國粉體網(wǎng)訊 太陽能作為重要的新能源,，目前主要通過光伏發(fā)電的形式被利用，滿足社會發(fā)展提出的綠色環(huán)保,、節(jié)能減排等要求,。所謂太陽能光伏發(fā)電,，實際就是利用半導體界面光生伏特效應將太陽能轉換為電能的技術，能源生產(chǎn)過程具有低污染,、低消耗等特點,。
光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池,、逆變轉換裝置、蓄電池等多個部分構成,，根據(jù)需要安裝光伏電池板后,，電池能夠感受光吸收,，通過化學能產(chǎn)生自由移動帶電離子，在自由閉合電路中移動,，進而產(chǎn)生電流,。
光伏 圖源：pixabay
1,、我國光伏領域核心技術分析
我國太陽能光伏領域的技術發(fā)展過程主要是以半導體器件為基礎、光電轉換技術為重點、光伏照明及太陽能電池相關技術為熱點,、光伏建筑一體化等應用技術為擴展方向而逐步發(fā)展。在目前的發(fā)展成熟期,，重要技術領域幾乎向全時期技術發(fā)展重點領域靠齊,，即我國太陽能光伏技術體系逐漸在這一時期成型主要涉及太陽能熱系統(tǒng),、照明裝置及系統(tǒng)、電能存儲裝置,、一般清潔等,。
在成熟期,，半導體器件代表領域的交叉影響貢獻率已經(jīng)明顯下降，光能與電能的轉換,、照明裝置及系統(tǒng)、太陽能電池相關的技術領域占據(jù)整個技術系統(tǒng)的核心地位,。
2、光伏TOPCon單晶硅電池技術發(fā)展現(xiàn)狀
伴隨技術發(fā)展,，人們開始使用多晶硅、單晶硅和薄膜太陽能電池有效提高電池光能轉換效率,，并且降低了發(fā)電和生產(chǎn)成本,。
目前,，我國光伏電池組件技術從材料到設備已構建起成熟完整的產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)業(yè)化量產(chǎn)技術達到全球領先水平,。目前，已開發(fā)出PERC晶體硅電池,、TOPCon單晶硅電池、HJT單晶硅電池,、IBC單晶硅電池等多種晶體硅光伏電池,。
其中，具有更高效率極限（28.2%～28.7%）的隧穿氧化層鈍化接觸（TOPCon,，N型）電池成為研究重點,，其效率極限高于目前主流的HIT電池（效率約為25%）與PERC電池（理論極限效率為24.5%）,，是最接近晶體硅太陽能電池理論極限效率（29.43%）的晶硅電池。
TOPCon電池結構
目前晶科能源N-TOPCon實驗室的效率已達到26.10%,。量產(chǎn)效率方面,，以晶科能源和晶澳科技為首的“雙晶”中試線上的量產(chǎn)效率分別達到了24.70%與24.80%，先導智能官微公告GW級TOPCon量產(chǎn)效率突破25%,，較目前PERC頭部企業(yè)23.8%的量產(chǎn)效率提高了1%左右,。此外，TOPCon與現(xiàn)有主流PERC產(chǎn)線兼容,，在面臨大規(guī)模PERC產(chǎn)線設備資產(chǎn)折舊計提壓力的情況下，通過升級改造產(chǎn)線,，可以延長設備的使用周期，從單GW產(chǎn)線投資分析看,，轉型為TOPCon路線需增加2.2億～2.5億元,，而轉型為HJT路線需增加4億～4.5億元,，使得TOPCon技術在降低成本和提高效率方面的優(yōu)勢更加明顯。
此外,，大尺寸、薄片化和N型,，已在業(yè)內逐漸達成共識,，有望成為下一代主流路線。大尺寸主要與高功率有關,，要實現(xiàn)700w+組件功率，需要使用210mm大尺寸組件。中國光伏行業(yè)協(xié)會預測,，到2030年，210mm尺寸硅片將占據(jù)70%的市場份額,。而薄片化能有效減少單片耗硅量,，從而降低生產(chǎn)成本,，也是重要發(fā)展趨勢。據(jù)測算,，如行業(yè)內全規(guī)格單晶硅片從175μm全面轉換到160μm厚度，預計可節(jié)省6.8%的硅使用量,。
在光伏行業(yè)技術快速迭代的背景下,，TOPCon電池兼顧了成本和光電轉化效率,，是未來光伏電池生產(chǎn)技術發(fā)展的主流方向之一。
3,、光伏電池用石英砂市場展望
光伏產(chǎn)業(yè)需要消耗大量的高純石英,生產(chǎn)1kg適合制造太陽能電池的硅,需要約15kg高純石英。在單晶硅的生產(chǎn)過程中高純石英砂的消耗要高出單晶硅產(chǎn)量的5%左右,。
我國高純石英砂消費結構
但目前光伏電池環(huán)節(jié)的虧損正愈發(fā)突出,，其是否還能繼續(xù)帶動高純石英砂產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,？剛剛結束的2023年，光伏產(chǎn)業(yè)鏈價格就整體呈波動下行態(tài)勢,。不過,，光伏價格下行風險在P型硅料或組件為代表的舊技術端,，更加明顯。以N型為代表的新技術路線,，作為未來的行業(yè)主流,，有望率先走出下行周期,。
2022年-2023年中國單晶硅片（182mm/165μm）現(xiàn)貨價格（平均價）走勢圖（單位：美元/片）
據(jù)粉體網(wǎng)編輯了解,，硅業(yè)分會對電池環(huán)節(jié)的描述是“目前成本控制較好的電池企業(yè)做N型電池片略有毛利”。近期,，N型硅片開工較為穩(wěn)定，硅料企業(yè)維持正常交付,，甚至出現(xiàn)了個別“催單”N型硅料的現(xiàn)象,。受市場需求推動，硅料企業(yè)普遍重新調整了N型硅料生產(chǎn)占比,，一線大廠的N型硅料比例已超50%，且仍有持續(xù)提升的趨勢,。目前來看，N型硅料產(chǎn)能尚未完全覆蓋下游需求,，處于緊缺狀態(tài),，推測N型硅料價格維持堅挺,，并可能出現(xiàn)小幅度反彈。
結語
我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)相關技術發(fā)展已經(jīng)步入成熟階段,，先進且成熟的核心技術有望帶動產(chǎn)業(yè)鏈向好,，這是“科技是第一生產(chǎn)力”的最好注釋。
參考來源：
劉子龍,，等：TOPCon光伏電池技術研究進展綜述，中國聯(lián)合工程有限公司
侯麗新,，等：鈣鈦礦光伏電池產(chǎn)業(yè)化進展和挑戰(zhàn),，中國樂凱集團有限公司
趙璞,，等：基于專利分析的我國太陽能光伏領域核心技術識別及演化研究，中國地質大學（北京）
張艷紅,，等：高純石英的發(fā)展現(xiàn)狀,、消費及市場預測，中國建筑材料工業(yè)規(guī)劃研究院
TCL中環(huán)2023年度業(yè)績預告
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)
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