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N型产品“黄金尺寸”的背后:领先技术、产品、产能三层价值叠加

2023-06-21 08:49:44来源:国际能源网/光伏头条

“到2023年年底,天合光能N型电池产能将达到40GW,全部采用新一代N型i-

“到2023年年底,天合光能N型电池产能将达到40GW,全部采用新一代N型i-TOPCon先进技术”,SNEC上,2023年IEEE Stuart R. Wenham青年专家奖获得者、天合光能技术助理副总裁、光伏科学与技术全国重点实验室副主任陈奕峰博士在新一代N型i-TOPCon先进技术全球发布会上对国际能源网记者说道。而基于i-TOPCon及矩形领先技术,天合光能向全球发布多款“黄金尺寸”产品。这些“顶格”设计的产品,实现了技术、产品、产能三方面的价值叠加,惠及产业链及客户,加速N型产业化。


(资料图)

“黄金尺寸”彰显天合光能技术优势

陈奕峰博士引用PVInfolink数据称,预计今年N型的技术投资、产能首次达到50%以上,N型新增产能将首次超过P型。而在N型中,TOPCon占比达到了90%以上,意味着TOPCon已经成为继PERC之后行业新一代的主流技术路线。

本次SNEC展会天合光能发布新一代N型i-TOPCon先进技术。据陈奕峰博士介绍该技术叠加了四大创新技术点:一是行业首创的矩形电池技术;二是采用选择性发射极技术,可以把效率提升0.3%;三是首创提出了背平面微结构反射器;四是攻克了大面积激光掺杂硼选择性发射极技术。“四项技术的融合,使新一代N型i-TOPCon先进技术电池量产效率可以达到26%。”

其中,陈奕峰博士重点介绍了天合光能行业首创的矩形电池技术。不同于以往方形或带有倒角的方形电池,天合光能创新思路,采用逆向思维,通过大量数据研究客户的屋顶、集装箱尺寸,推演出最佳的组件“黄金”尺寸。然后,根据组件“黄金”尺寸再推导电池尺寸,从而实现了行业首创的矩形设计。

可以说,矩形电池技术实现了目前组件设计的极致,也是小板型组件的尺寸满足各种边界条件的最优解。以户用光伏市场发达的德国市场为例,法规要求,组件的面积不得超过2平方米,天合光能矩形尺寸设计出来的组件面积达到1.998平方米,只有1‰的余量。中板型2384mm*1134mm的组件尺寸,也达到了集装箱运输的“顶格”设计,集装箱空间利用率达到了98.5%,达到了集装箱空间最高利用率。

用陈奕峰博士的话说:“这样一个设计,现在看来达到了行业的顶格状态。”

“黄金尺寸”N型组件为客户创造额外价值

天合光能新一代i-TOPCon组件一经推出,便受到市场的欢迎。目前产品供不应求,制造厂也是满产的状态。

陈奕峰博士分析,主要原因是天合光能遵循“以客户为中心、以客户为导向”的理念,客户选择i-TOPCon技术路线,天合光能能够通过创新的设计,为客户量身定制i-TOPCon组件,为客户带来超额的价值。

特别是在小板型方面,天合光能组件效率可以达到450W,比市面一般TOPCon组件功率高出20W-30W。对户用屋顶系统而言,面积是固定的。天合光能通过量身定制尺寸,可以做到全面覆盖,比其他公司TOPCon小板型尺寸能多安装1kW,这就是额外的价值。

此外,i-TOPCon中板型605W的组件,除功率比同类型组件高出30W以外,还采用了低电压设计。天合光能设计电压就比同类TOPCon的组件低3.6伏特,能实现每一串比市面同类产品多装10%。

“虽然都是TOPCon,但我们通过这些巧妙的挖掘和设计,为客户额外创造了价值。”陈奕峰博士的一番话道出了i-TOPCon这款“黄金尺寸”受到市场欢迎的终极密码。

其实对于市场上琳琅满目的产品、纷繁复杂的组件类型,其中最核心的逻辑还是更低的度电成本以及更高的可靠性。天合光能i-TOPCon组件在大幅降本的同时,在产品的可靠性方面也有足够保障。

陈奕峰博士解释说:理论上组件发电25年,但常年在户外,组件会出现大幅度的衰减以及其他风险。天合光能成立至今已经25年,对组件的老化模型、封装材料、电池的失效机理,有充足的研究与经验可以保障组件产品的可靠性。这种经验都不是能迅速获取的,需要时间累积。

“黄金尺寸”技术有庞大的产能以及生态支撑

采访中,陈奕峰博士分享了一则小故事。2013年,国际权威太阳能研究机构德国弗劳恩霍夫研究所将TOPCon技术成功应用到了电池上,做出效率超过25%甚至接近26%的光伏电池。天合光能看到这个结果以后就开始研究,对这样一个很难产业化的结构进行重新设计,设计出了正背接触的双面电池结构,实现产业化。这也是i-TOPCon中“i”的来源即industrial,意指可以产业化的TOPCon电池。

这一命名,获得德国弗劳恩霍夫研究所的组长的认可,并出现在他一篇TOPCon的学术论文里,论文还重点介绍了天合光能i-TOPCon技术,可见对于天合光能的肯定与认可。“i-TOPCon”成为天合独有的一张名片。

这则故事恰恰说明,不论多么先进技术与产品,必须商业化量产才能实现其价值。对于N型i-TOPCon组件量产以及产能方面,陈奕峰博士介绍,天合光能已覆盖了光伏全产业链,包括上游硅材料、电池、组件等,进行全产业链的技术上的拉动和布局。“到今年年底,天合光能组件产能布局将达到95GW。其中,电池产能达到75GW,包括35GW P型和40GW N型,值得注意的是,N型产能将全部采用新一代i-TOPCon先进技术。同时,天合光能也在构建上游技术以及制造的布局。今年上游拉晶切片产能将达到50GW,实现硅片、电池、组件一体化的拉通。”

一种新技术、新产品要实现大规模的商业化量产,必须有相应的技术生态支撑。对于i-TOPCon的技术生态,陈奕峰博士表示,天合光能的理念就是以技术为牵引,实现从供应链、合作伙伴、制造商到客户,全产业链全行业的价值创造。

对于当前N型赛道竞争激烈、TOPCon产品同质化的问题。陈奕峰博士认为,该领域存在一定的技术壁垒。在TOPCon技术中,看似是同质化竞争,但其中细节管控,例如良率、材料、物耗、可靠性等,将成为综合能力的比拼因素。“天合光能作为一家从业多年的光伏行业的老兵,我们对细节的把控、客户的价值、跟客户的粘性以及对行业的理解,是构成我们竞争优势以及长期持续发展的一个基础。”

来源:国际能源网/光伏头条

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