一道新能宋登元:光伏內(nèi)卷很嚴(yán)重,但竟有片被忽視了的大藍(lán)海?
光伏,如何才能有效破除“內(nèi)卷”,走出低谷?
光伏產(chǎn)品價格非理性下跌,光伏企業(yè)間“內(nèi)卷”、同質(zhì)化嚴(yán)重,這已經(jīng)引起行業(yè)主管單位的高度關(guān)注。
6月20日,國新辦在京舉行“推動高質(zhì)量發(fā)展”系列主題新聞發(fā)布會。國家能源局在會上表示,當(dāng)前中國光伏行業(yè)確實競爭非常激烈。為了引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展,國家能源局將進(jìn)一步穩(wěn)定新增裝機(jī)、引導(dǎo)規(guī)劃產(chǎn)能,鼓勵技術(shù)創(chuàng)新。
除此之外,國家能源局還將會同有關(guān)部門持續(xù)加強(qiáng)對光伏產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè),強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新引領(lǐng),促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。
以上這幾點,對于當(dāng)下的中國光伏產(chǎn)業(yè)來說都稱得上是“對癥下藥”。趕碳號認(rèn)為,特別是最后一點——強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè),強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新引領(lǐng),對于光伏產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展,可謂意義重大。
2023年8月,工信部、科技部、國家能源局、國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會四部門聯(lián)合印發(fā)《新產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)航工程實施方案(2023─2035年)》,提出全面推進(jìn)新興產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)。在光伏發(fā)電領(lǐng)域,就是要聚焦于光伏應(yīng)用創(chuàng)新融合發(fā)展趨勢,研制光電建筑(BIPV)、光儲系統(tǒng)、光伏農(nóng)業(yè)、光伏交通等標(biāo)準(zhǔn)。
在當(dāng)下,光伏制造企業(yè)均把目光專注在電池、組件的轉(zhuǎn)化效率與輸出功率的提升上,可以說為了提升哪怕0.1個百分點的效率,都傾盡巨大的人力和財力。比如,逛完2024SNEC光伏展,人們最大的感受恐怕就是光伏產(chǎn)品的同質(zhì)化真的太嚴(yán)重了,儲能產(chǎn)品的同質(zhì)化,也像光伏一樣嚴(yán)重。
多年以來,光伏企業(yè)圍繞客戶價值的創(chuàng)新實在有限。很少有企業(yè)真正能夠站在下游電站的角度、站在如何提升光伏發(fā)電系統(tǒng)能量效率的角度,站在整體系統(tǒng)解決方案的角度,通盤來思考問題。
為什么這樣說呢?
一方面,光伏制造企業(yè)為了提升1個百分點的效率,費(fèi)盡九牛二虎之力。另一方面,光伏發(fā)電系統(tǒng)能量效率極低,按目前標(biāo)準(zhǔn)只有80%左右,造成巨大浪費(fèi)。
下游電站統(tǒng)能量效率不高的原因,還是在于光伏發(fā)電系統(tǒng)并沒有實現(xiàn)真正的差異化——很多光伏應(yīng)用場景,都在使用同一種解決方案。
這個行業(yè)的普遍痛點,這么多年下來難道就沒人注意過嗎?
肯定不是。光伏電站的業(yè)主方,大多是央國企,本身有其自己一套固定的機(jī)制和體系。想要改變這些,其實并不容易。
趕碳號注意到,一道新能這家新興企業(yè),正以出生牛犢不怕虎的破冰精神,團(tuán)結(jié)了一批科學(xué)家,在這領(lǐng)域全面發(fā)力。
最近,一道新能首席技術(shù)官宋登元博士接受了趕碳號的獨(dú)家專訪。
宋登元 一道新能源科技股份有限公司 首席技術(shù)官
宋登元博士,畢業(yè)于澳大利亞新南威爾士大學(xué)光伏工程專業(yè),教授,博士生導(dǎo)師,享受國務(wù)院特殊津貼專家、國家“863”科技計劃項目首席專家、國家重點研究計劃“可再生能源與氫能”專項總體專家組專家。宋博士具有超過35年的光伏領(lǐng)域研究經(jīng)驗,現(xiàn)任一道新能首席技術(shù)官,兼任國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(SEMI)中國光伏標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會主席,國際電工委員會(IEC)TC82光伏標(biāo)準(zhǔn)委員會委員、中國綠色供應(yīng)鏈聯(lián)盟光伏專業(yè)委員會副主任。
宋博士是我國n型產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的領(lǐng)軍者,曾建立了“光伏材料與技術(shù)國家重點實驗室”并擔(dān)任首任主任,主持國家973計劃,863計劃和重點研發(fā)計劃項目以及省部級研發(fā)計劃項目20余項,發(fā)表科技論文260余篇,參與制定國際、國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)120余項,獲得專利授權(quán)50余項,榮獲國家和省部級科技進(jìn)步獎勵10余項。
在2024 SNEC大會上,宋登元博士被授予“全球太陽能科學(xué)家”榮譽(yù),以表彰他在N型技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域的做出的杰出貢獻(xiàn)。“全球太陽能科學(xué)家”由全球綠色能源理事會、全球太陽能理事會、亞太新能源行業(yè)協(xié)會、亞洲光伏行業(yè)協(xié)會等共同評選。
01
眾生向上,一道向“下”趕碳號:
當(dāng)下的光伏,可謂是一個求異存同的時代。特別是在光伏組件價格非理性下跌的極致內(nèi)卷時代,如何為客戶提供差異化的產(chǎn)品和服務(wù),是每家光伏企業(yè)都要共同面對的。
一道新能是光伏組件出貨量TOP10中唯一的新晉企業(yè)。光伏很殘酷,一道新能能夠躋身前十,背后肯定有自己的一套商業(yè)模式、邏輯和打法。你們的產(chǎn)品和服務(wù),和別家企業(yè)最大的不一樣是什么?
宋登元:
一道新能在商業(yè)模式上有一個鮮明的差異化特征,就是我們是為數(shù)不多沒有向光伏上游擴(kuò)張、而是向下游系統(tǒng)解決方案發(fā)力的一家企業(yè)。
一道新能是一家年輕的企業(yè),創(chuàng)立于2018年。雖然公司團(tuán)隊都是光伏圈的老兵,但企業(yè)很新。在目前所經(jīng)歷的這一輪光伏周期里,我們注意到很多企業(yè)都在努力完成垂直一體化布局。
因為在過去這幾年,光伏四大產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的盈利并不平衡。這樣企業(yè)會傾向全產(chǎn)業(yè)鏈都布局,賺錢的機(jī)會就更多一些,從供應(yīng)鏈角度,企業(yè)抗風(fēng)險能力也更強(qiáng)一些。當(dāng)然,我們現(xiàn)在已經(jīng)看到了結(jié)果,其實這是一把雙刃劍,賺錢的時候一體化企業(yè)賺得多,在各環(huán)節(jié)都在虧損的時候其實虧得也多。
垂直一體化,如果大家都超著這個目標(biāo)去做,從本質(zhì)上也是一種同質(zhì)化競爭——這是在資本層面的競爭,比拼的往往是資本投入。因此,垂直一體化其實并不是一個最佳的商業(yè)模式,因為光伏行業(yè)本質(zhì)上是需要做精,還是需要專業(yè)化分工的。
所以,從最開始和別人最大的不同之處在于,我們并沒從電池這一環(huán)向上游擴(kuò)張,而是堅持向下游發(fā)展——致力于要做全場景光伏系統(tǒng)解決方案的提供商。
我從事光伏材料與技術(shù)研究到今天有30余年,經(jīng)歷了行業(yè)從無到有的各個大小周期。光伏發(fā)展到今天,我們制造企業(yè)在上游做了大量的工作,包括多晶硅在內(nèi),我們從過去的三頭在外到現(xiàn)在的自主可控、全球引領(lǐng)。而對于太陽能電池,現(xiàn)在就是在比拼零點零幾的效率提升。
但是,和上游的制造業(yè)相比,光伏的下游系統(tǒng)端實際上還比較粗放。盡管晶硅電池組件的效率在不斷提升,但光伏電站系統(tǒng)的能量效率(或稱能效比)實際上只有80%左右——因為大于80%就是合格了。
20%左右的能效損失,因素比較多。無疑,走差異化道路,針對不同的應(yīng)用場景和氣候區(qū),提供因地制宜的全場景光伏系統(tǒng)解決方案,是解決這個問題的有效途徑。
我們一開始就認(rèn)識到這個巨大的行業(yè)痛點。我們在上游再努力,如果光伏系統(tǒng)的能量效率提升不起來,產(chǎn)業(yè)鏈上游的成果很難發(fā)揮效益。我們?nèi)绻劢褂诖耍涂梢灾苯訛槲覀兊目蛻魟?chuàng)造更大的價值。
一道新能光伏應(yīng)用解決方案;來自公司招股書
“全場景光伏系統(tǒng)解決方案的提供商”,趕碳號簡單理解,就是“光伏+”,讓光伏應(yīng)用更加高效。但是知易行難。一道新能做了哪些工作呢?
公司招股書顯示,近年來,一道新能研發(fā)了全場景全流程的光伏系統(tǒng)解決方案,分為生態(tài)光伏、城市光伏和海上光伏三個板塊。
其中,生態(tài)光伏以柔性支架產(chǎn)品為支點,采取差異化競爭策略,致力于山地、水面、林地等復(fù)雜場景的綜合利用。
一道的柔性支架通過張拉預(yù)應(yīng)力控制拉索弧垂,采用南北向穩(wěn)定索桿系統(tǒng)將結(jié)構(gòu)形成整體,增加承重索的抗扭剛度,大幅提高抗風(fēng)振性能,解決了傳統(tǒng)光伏支架占用土地多、復(fù)用難度大、工程造價高等問題,有效助力國土資源綜合復(fù)用,拓寬了光伏電站的應(yīng)用場景。
現(xiàn)在,柔性支架不僅是一道新能的重要業(yè)務(wù)板塊,同時也有力支撐起公司的電站工程EPC 業(yè)務(wù)。
一道新能柔性支架;來自公司官網(wǎng)
宋登元:
回到光伏行業(yè)的本質(zhì),除了推動能源轉(zhuǎn)型、應(yīng)對氣候變化這個重任以外,我認(rèn)為還有一個非常重要的功能,那就是光伏的生態(tài)治理功能。
我國沙漠化生態(tài)治理在過去想了很多辦法,比如種樹治沙,但效果并不十分理想,人退沙進(jìn),收效甚微。光伏為生態(tài)治理提供了近乎完美的解決方案。
光伏治沙的成功實踐也告訴我們,光伏系統(tǒng)設(shè)計必須要與地貌和氣候特點相結(jié)合,同時組件要匹配當(dāng)?shù)毓庾V特點,必須要差異化。
光伏行業(yè)未來的發(fā)展趨勢,一定是需要一種綜合能力。綜合能力除了我們都知道的產(chǎn)品力以外,還需要適應(yīng)性。后者是我們行業(yè)過去多年以來一直忽略的。靠一款產(chǎn)品打遍全國、打遍全球市場的時代,真的已經(jīng)一去不復(fù)返了。
我們現(xiàn)在所說的組件功率、轉(zhuǎn)換效率,實際上是在實驗室的測試結(jié)果,就是AM1.5光譜的標(biāo)準(zhǔn)條件下獲的。
(趕碳號注:實驗室一般采用AM1.5光譜(即地面中午晴空太陽光,1000 W/m2)、25ºC作為測試電池和組件效率的標(biāo)準(zhǔn)條件。AM的意思是air-mass(大氣質(zhì)量),就是光線通過大氣的實際距離比上大氣的垂直厚度。AM1.5就是光線通過大氣的實際距離為大氣垂直厚度的1.5倍。1000W/m2是標(biāo)準(zhǔn)測試太陽電池的光線的輻照度。25ºC就是在25ºC的溫度下工作。
太陽電池效率會隨溫度升高有一定下降,它在使用時溫度會升高,再通過溫度系數(shù)就可以計算得出他工作時的電壓電流和輸出功率。)
宋登元:
在光伏實際應(yīng)用環(huán)境下,氣候和光譜環(huán)境千差萬別。我們國家主要?dú)夂騾^(qū)有七個,光的氣候分區(qū)有五個。影響室外地面照度的氣象因素主要有太陽高度角、云、日照率等等,我國地域遼闊,同一時刻南北方的太陽高度角相差很大。
氣候中有干熱,有濕熱,有海洋氣候,等等。即使同一個溫度之下,光譜也會不同。
我們要為這種細(xì)分市場提供更精準(zhǔn)的產(chǎn)品,只有這樣才能為客戶創(chuàng)造更大價值,無論是發(fā)電量的提升,還是產(chǎn)品更好的耐受性等等。
趕碳號:
目前的集采體系低價中標(biāo)現(xiàn)象仍然比較突出,并沒怎么體現(xiàn)出這種差異化。未來局面會有所改變嗎?
宋登元:
我認(rèn)為隨著時間的推移,集采政策會有相應(yīng)的調(diào)整,會更加有針對性。我相信國家會倡導(dǎo),可能會出臺一些措施,鼓勵光伏產(chǎn)品的差異化,精確匹配市場需求,創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益,實現(xiàn)光伏行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。
02
一道的運(yùn)氣和實力
在這一輪光伏大洗牌中,眾生平等。堅持不做垂直一體化,現(xiàn)在反而成了一道新能的優(yōu)勢。
最近幾年,光伏行業(yè)的新玩家有很多。但是,組件出貨量一騎絕塵、在短短4年內(nèi)真正躋身于TOP10的,也就一道新能唯一一家。
趕碳號曾經(jīng)一度認(rèn)為,一道新能是一家非常幸運(yùn)的企業(yè),F(xiàn)在看來,一家初創(chuàng)企業(yè)如果在某一個時點上做了正確的事,可能是運(yùn)氣的話,但全部都做對,就不能說是運(yùn)氣了。這背后是能力,也是功力。回顧一道的“運(yùn)氣“,總結(jié)起來主要有以下幾點:
1. 完整跨越周期:
公司在2018年創(chuàng)立,恰好完整地跨越了這一輪周期,特別是趕上了2020年我國“雙碳”戰(zhàn)略發(fā)布與實施,使光伏市場得到了井噴發(fā)展。不只是幸運(yùn)地踩準(zhǔn)了點,而且也真正吃到了肉。我們能夠看到,去年低今年初有很多新玩家入行,恰恰踩在了最高點。就像炒股,站在山頂上的感覺一定不會好。
2. 拒絕快錢誘惑:
上文已經(jīng)提到,在頭部主流企業(yè)都在追逐垂直一體化之時,一道新能這家公司居然一直在外采硅片,沒有自建任何硅片產(chǎn)能。眾所周知的是,在2022年前后,硅片幾乎是來錢最快的一個環(huán)節(jié),只要上硅片產(chǎn)能,只要短短幾個月就能迅速賺錢。一道新能沒有去賺這個他們看得到的快錢。
3. ALL IN TOPCon:
一道入行的2018年,光伏行業(yè)那時的電池技術(shù)路線其實并不清晰,一方面P型還是主流,另外當(dāng)時在光伏企業(yè)眼中,未來的技術(shù)路線究竟是TOPCon還是HJT,其實并沒有一個確定性的結(jié)論。當(dāng)時,一道新能毫不猶豫的堅守地選擇了N型TOPCon這條目前絕對主流的技術(shù)路線,而不是其它,對于一個新建立的企業(yè),使研發(fā)效率和研發(fā)投入都做到了最大化。這也是一道能躋身TOP10的重要原因。
4. 新企業(yè)老團(tuán)隊:
一道新能企業(yè)雖新,但是由一個光伏老兵組成的光伏管理團(tuán)隊。以董事長劉勇為帶頭人的核心團(tuán)隊在光伏產(chǎn)業(yè)摸爬滾打了20余年,對光伏發(fā)展的第一性原理及技術(shù)發(fā)展方向要深刻的理解和把控。對于未來,一道新能一直有著清晰的技術(shù)發(fā)展路線。
用行業(yè)中一家TOP10組件企業(yè)掌門人的話來說,只有進(jìn)入TOP10,才有機(jī)會上餐桌——才能參與央國企的集采。眾多進(jìn)入不了前十的企業(yè),連參與競標(biāo)、報低價的資格甚至都沒有。
所以,當(dāng)下的光伏可謂愁云慘淡,行業(yè)性虧損,開工率不足。但是,一道新能最近居然還在發(fā)布招聘廣告,成為光伏吃瓜群眾的談資。
趕碳號:
當(dāng)下光伏行業(yè)性虧損,但也有一個環(huán)節(jié)可能是不虧的,那就是組件企業(yè)。硅料、硅片、電池片三個環(huán)節(jié)的價格都已經(jīng)跌到現(xiàn)金成本以下。各個環(huán)節(jié),都有企業(yè)為了,F(xiàn)金流不斷而虧本出貨。這就造成一個反常的現(xiàn)象,有品牌的組件企業(yè),如果外采電池片,反而能夠有一定的毛利。
宋登元:
確實會出現(xiàn)這種情況。產(chǎn)業(yè)鏈越短,現(xiàn)在的壓力就越小,特別是組件環(huán)節(jié)。
組件作為行業(yè)的終端產(chǎn)品,在很大程度上是靠品牌和質(zhì)量來驅(qū)動的。前面三個環(huán)節(jié)都是中間產(chǎn)品。新玩家中像一道新能這種在短時間內(nèi),品牌知名度迅速上升占領(lǐng)市場,其實也不多見。2023年我們N型產(chǎn)品出貨量位于全球前三,2024年1-3月,我們的國內(nèi)組件中標(biāo)量排名第7位。
產(chǎn)品的競爭,本質(zhì)上其實還是一家公司創(chuàng)新力的競爭。舉個例子,一道新能一直進(jìn)行TOPCon技術(shù)自身迭代,特別是到TOPCon4.0時代,一道新能采用材料創(chuàng)新,通過新材料提升載流子選擇比,得到更優(yōu)異的鈍化效果;采用電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新,通過高的光譜利用復(fù)合鈍化和陷光技術(shù),使電池太陽光譜中長波長和短波長的利用率大幅提升;采用技術(shù)方法創(chuàng)新,通過激光高通量載流子注入工藝,使在光場、熱場和電場的耦合作用下,降低金屬電極與硅的接觸電阻。這些成果支撐了一道新能全新的TOPCon電池結(jié)構(gòu)。
我們現(xiàn)在籠統(tǒng)地說,各家的電池量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率能做到26%左右,但是還要看良率和技術(shù)提升的潛力,實際上各家有很大不同。因為我一直做技術(shù),所以我并不認(rèn)為便挖幾個人、買來生產(chǎn)線就能做好光伏的。這需要深厚的技術(shù)積累和沉淀。各家公司的成本千差萬別,持續(xù)技術(shù)的開發(fā)能力也大相徑庭。這就是競爭力。我們量產(chǎn)轉(zhuǎn)化效率26%以上之后,整個良率可以做到97-98%。
趕碳號:
一道新能在外人眼中是一家新企業(yè),但從行內(nèi)人都知道,公司團(tuán)隊都是光伏圈的老人,經(jīng)歷過前三輪的光伏周期。所以,一道新能肯定不是新手不是外行。另外,趕碳號在很多場合看到一道的人演講,發(fā)現(xiàn)咱們身上的氣質(zhì)和其他光伏企業(yè)顯著不同。
宋登元:
的確如此。
一道的核心管理團(tuán)隊大部分是技術(shù)出身,一心專注在光伏產(chǎn)業(yè)上,把產(chǎn)業(yè)當(dāng)事業(yè)來做。一群志同道合的人一起做新能源的事業(yè),就是“一道新能”的由來。
這就決定了我們公司的管理理念很簡單。董事長劉勇對一道新能管理理念的詮釋是“創(chuàng)新為本、信任為基、溝通為要,效率為先,效益為上”。因此,對于事情的判斷很理性,會從行業(yè)的第一性原理和企業(yè)的核心價值出發(fā),會從行業(yè)的最大痛點、產(chǎn)業(yè)的本質(zhì)來思考問題,而很少受到外界的影響和誘惑。
一道新能發(fā)展的定位有兩個,除了上面提到的致力成為全場景光伏系統(tǒng)解決方案的提供商,我們的另外一個定位是,要做“N型技術(shù)的引領(lǐng)者”。作為一家新企業(yè),提出這樣一個定位不難,但真正做到并不容易。
2018年8月8日公司成立的時候,實際上一上來就面臨著未來的技術(shù)路線選擇問題。
一道要做新技術(shù)的引領(lǐng)者,要引領(lǐng)哪個技術(shù)?對于一家新公司來說,實際上還面臨一個問題,公司的資金沒有老玩家那么雄厚,科研條件也不允許在所有技術(shù)路線上全都布局。
正因為一道新能的管理團(tuán)隊絕大多數(shù)人都是技術(shù)出身,在選擇技術(shù)路線時,完全是基于對光伏技術(shù)本質(zhì)的理解和判斷。一道新能從最開始就堅定選擇N型TOPCon技術(shù)路線,只選擇了這條路,這絕不是押寶壓出來的。
當(dāng)時,對于技術(shù)路線判斷的準(zhǔn)確性,就決定公司的生死。
N型TOPCon高溫技術(shù)路線,是兼容PERC技術(shù)基礎(chǔ)裝備和基本工藝,但是卻采用了全新的鈍化接觸原理,使理論效率從PERC的24.5%,提升到28.7%。
能最大化的兼容上一代技術(shù),這恰恰是TOPCon最大的一個優(yōu)點。
當(dāng)然,有媒體解讀認(rèn)為這是一個缺點,老的企業(yè)PERC的產(chǎn)能,沒辦法而為之,實際上是不對的——因為人類科技的發(fā)展,都是站在巨人的肩膀上。半導(dǎo)體芯片是,光伏電池也是。光伏技術(shù)兼容成熟的裝備和工藝就會令其發(fā)展更穩(wěn)健,LCOE更低,性價比更高,設(shè)備、成本降本潛力就更大。
第二就是人才資源。前些年P(guān)ERC技術(shù)發(fā)展積累了很多的人才儲備,TOPCon與PERC基礎(chǔ)工藝的相通性,使TOPCon的人才支撐有足夠的厚度。
第三當(dāng)然是最重要的,就是產(chǎn)業(yè)生態(tài)。這是光伏降本的最大驅(qū)動力。因為兼容上一代技術(shù),產(chǎn)業(yè)生態(tài)就快速成熟,干的企業(yè)多了,產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈齊全完備,自然成本就降低的快速,這是一個正反饋增強(qiáng)的過程。
所以,一道發(fā)展到今天,我們在產(chǎn)品研發(fā)上沒有走過任何彎路,可以說好鋼用在了刀刃上,這對一家初創(chuàng)公司非常重要。
03
未來五年,什么是主流技術(shù)?
趕碳號:
最近HJT發(fā)展速度很快,BC發(fā)展也很快,你判斷TOPCon的生命周期有幾年?
宋登元:
技術(shù)的百花齊放是光伏快速發(fā)展的一個重要驅(qū)動力,所以光伏技術(shù)正處在一個最好的發(fā)展時期。對于一個光伏技術(shù)的生命周期,最重要的是它能保持最低的LCOE時間。
PERC電池的生命周期可以作為一個參考。根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù),PERC的產(chǎn)業(yè)高峰期,從2018年市占率達(dá)到33.5%,一路發(fā)展到2021年最高峰91.2%,再到2023占比70%,預(yù)計今年下降30%左右。這一過程經(jīng)歷了6年時間,維持在50%以上的高市場占有率也有5年。
我認(rèn)為TOPCon占市場主流的時間至少有5年。這是因為與PERC相比,TOPCon有其自身的優(yōu)勢:鈍化原理先進(jìn)、理論效率接近極限,產(chǎn)業(yè)生態(tài)及其完整、降本增效空間大。
在PERC成為主流之時,當(dāng)時市場中就有比它效率更高的N型電池,比如IBC、TOPCon或PERT、HJT,其中IBC(SunPower)、HJT(松下)和PERT(英利)已經(jīng)有規(guī);a(chǎn),只是因為當(dāng)時這幾種電池成本高,沒有發(fā)展起來。
TOPCon技術(shù)另外一個特點,就是由我們中國光伏人首先把它從實驗室的概念做到最先進(jìn)的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化——這項產(chǎn)業(yè)化技術(shù)我們處于絕對領(lǐng)先的地位。
從發(fā)表的硅電池效率計算結(jié)果看,TOPCon、HJT和BC的理論效率基本上在28.7-29.1%之間,并沒有太大的差別。未來還是要看各種技術(shù)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)、性價比和市場接受程度。
TOPCon技術(shù)已經(jīng)成為主流的情況下,全產(chǎn)業(yè)鏈的科技投入導(dǎo)致2023年TOPCon效率提升了幾乎一個百分點。因此,技術(shù)都在并行發(fā)展,逆水行舟,不進(jìn)則退。并不是說TOPCon在這里停滯下來,其它技術(shù)發(fā)展。TOPCon也在快速發(fā)展,效率仍在持續(xù)提升,成本在下降,就是看誰降本提效的速度更快。
HJT和TOPCon是基于同一種鈍化接觸原理的平臺化技術(shù),只不過他們使用的鈍化接觸材料體系不同。前者使用了本征非晶硅/摻雜非晶硅體系,后者使用了SiO2/摻雜多晶硅體系。
BC(Back Contact,背面接觸)技術(shù)的本質(zhì),是一種電池的金屬化結(jié)構(gòu)技術(shù)。與常規(guī)電池的兩面都有金屬化電極結(jié)構(gòu)相比,BC電池把正負(fù)電極全部放在電池片背面,以減少正面電極的遮光損失。但BC電池最核心的,是用什么鈍化技術(shù)在背面做電池結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)決定了電池的最高效率。
一道新能2024SNEC展會上首次推出的BC組件,稱為DBC組件(DAON-BC)。我們把TOPCon的鈍化接觸技術(shù)用到BC電池上。因此BC技術(shù)的關(guān)鍵,是背面鈍化采用什么技術(shù),這才是一個核心的問題。如果用TOPCon鈍化結(jié)構(gòu),通常稱為TBC技術(shù);用HJT鈍化結(jié)構(gòu)就是HBC;目前也有使用TOPCon和HJT的混合鈍化接觸結(jié)構(gòu)制作BC電池的,稱為THBC技術(shù)。
一道新能源由于有良好的TOPCon電池技術(shù)沉淀,我們開發(fā)了DBC電池和組件。DBC電池是把SiO/p+-poly和SiO/n+-poly都做在電池背面,因此需要較好的TOPCon電池的技術(shù)積累。
做這樣的結(jié)構(gòu),需要進(jìn)行激光圖形化處理和電極間的絕緣處理。相對于兩面電極結(jié)構(gòu),工藝較為復(fù)雜,目前成本也較高。
實際上,從2020年并行著TOPCon技術(shù),我們團(tuán)隊就開始研發(fā)DBC電池,目前已經(jīng)研發(fā)到了DBC3.0,電池效率達(dá)到了26%以上,組件效率超過了24%。之所本次展會才推出DBC組件產(chǎn)品,主要是考慮到它的經(jīng)濟(jì)性問題,以及整個產(chǎn)業(yè)生態(tài)的成熟度。
由于DBC產(chǎn)品的功率高、顏值高,所以一道新能將這款產(chǎn)品定位在高端分布式和BIPV等細(xì)分市場。
一種光伏技術(shù)發(fā)展的生命周期,實際上是一個動態(tài)的過程,因素還是比較復(fù)雜的。除了自身發(fā)展的潛力之外,其它競爭技術(shù)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)和降本提效的時間也是一個重要因素。像PERC,即使到了2024年市場還能占到30%左右,真正降到10%以下還要兩三年時間。
放眼未來五年,其實產(chǎn)業(yè)化的硅電池到不了真正的理論極限,因為有一個成本問題。
馬丁格林教授預(yù)測說,硅電池效率能達(dá)到28%,超過29.4%的硅太陽能電池極限就需要疊層電池技術(shù)。疊層技術(shù)也有很多,三結(jié)砷化鎵疊層電池早已經(jīng)用在航天上,目前聚光四結(jié)砷化鎵疊層實驗室電池效率已經(jīng)達(dá)到了47.6%,但是成本太貴了,無法用于地面發(fā)電。
現(xiàn)在看有成本下降潛力的,就是硅鈣鈦礦疊層。硅電池是最穩(wěn)定也是最便宜的底電池,鈣鈦礦具有材料豐富具有能帶可調(diào)節(jié)的特點,適合于做頂電池。當(dāng)然,目前鈣鈦礦電池還有有穩(wěn)定性的問題需要去解決,未來挑戰(zhàn)性還是非常大的。一道新能也把硅鈣鈦礦疊層電池(稱為TSiIP)作為未來的技術(shù)進(jìn)行研發(fā)。
04
一道新能技術(shù)如何布局?
一道新能源TOPCon技術(shù)發(fā)展脈絡(luò);來自公司招股書
趕碳號:
一道新能新技術(shù)如何布局,研發(fā)體系和其他企業(yè)有什么不一樣的地方?
宋登元:
一道新能制定了“一主引領(lǐng)、三翼驅(qū)動、全面發(fā)展”技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略。
“一主”就是以最先進(jìn)的鈍化接觸TOPCon電池結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)和依托,發(fā)揮引領(lǐng)作用,支撐其它技術(shù)的并行發(fā)展,使高效電池效率超過40%。“三翼”是DBC技術(shù)(DAON-BC)、TSiP鈣鈦礦/硅疊層技術(shù)、SFOS硅基激子裂分倍增電池技術(shù)。“三翼”共同驅(qū)動,技術(shù)全面發(fā)展。
我們用一道新能自主研發(fā)的具有高開路電壓的TOPCon這種高性能低成本電池作為底電池,上面疊鈣鈦礦,F(xiàn)在我們實驗室的小面積做得還不錯,效率達(dá)到了32.3%左右。
當(dāng)然,還有與新南威爾士大學(xué)共同研發(fā)的SFOS硅基激子裂分倍增電池技術(shù),單線態(tài)裂分的這種更新的概念,目前主要在實驗室的基礎(chǔ)研發(fā)的階段,未來的電池提效潛力將超過40%。
一道新能把目前主流的技術(shù)做精做細(xì),多翼發(fā)展,什么技術(shù)大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn),主要還是看性價比。如果我們評估DBC的性價比較高,就會快速量產(chǎn),迅速把產(chǎn)能提上去,公司的前沿技術(shù)路線到量產(chǎn)實際上是一個動態(tài)調(diào)整的過程。
一道新能源電池技術(shù)線路;來自公司招股書
宋登元:
一道新能正在做的,是一種相互支撐的一種體系化、系統(tǒng)化、能掌握任何新興技術(shù)發(fā)展機(jī)會的研發(fā)體系。
我們對于任何技術(shù)都沒有偏見,因為喜歡新技術(shù)是研發(fā)人的本能。大家都是做研發(fā)出身,對于所有新技術(shù)都是感興趣的,并不會因為目前一道堅持了TOPCon,就對其它技術(shù)排斥。我們對所有的新技術(shù)都是非常敏感的。一道的研發(fā)體系有兩個特點:
第一,我們能夠掌握最新的技術(shù)發(fā)展趨勢和動態(tài),甚至包括很多萌芽階段的,而且能對這項新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化前景進(jìn)行評估。創(chuàng)始人劉勇董事長本身是半導(dǎo)體芯片研發(fā)出身,我是做光伏出身。我們過去的背景決定我們與國內(nèi)外眾多科研院所、高校的聯(lián)系非常密切。很多新技術(shù),包括國際最著名的刊物《nature》、《science》剛發(fā)表的光伏新概念的論文,我們都會得到,從產(chǎn)業(yè)化的角度來評價這項技術(shù)未來產(chǎn)業(yè)化的潛力。從信息掌握上,一道新能不會由任何遺漏。一道新能的產(chǎn)學(xué)研的交流活動非常深入,做得也比較有特色。
第二就是體系化。一道新能的“一主三翼”技術(shù)戰(zhàn)略,實際上是全面發(fā)展,但各個技術(shù)路線之間是有聯(lián)系的相互支撐的,不是孤立的。因為一個孤立的成熟技術(shù),很難對新技術(shù)進(jìn)行有效支撐,這樣新技術(shù)的研發(fā)成本很難降下來。一道新能的“一主三翼”,都是在TOPCon這種技術(shù)路線支撐下來進(jìn)行的。這樣的話相互支撐,相互促進(jìn),是一種體系化的發(fā)展。
05
光伏技術(shù)門檻是高還是低?
趕碳號:
這一輪行業(yè)洗牌,給人的感覺是光伏的門檻很低,你怎么看這個問題?
宋登元:
肯定不對,這是一種錯覺,光伏的技術(shù)門檻很高。你想想,現(xiàn)在太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率都做到25-26%了,這對于全球的光伏發(fā)展貢獻(xiàn)是巨大的。這種效率是我們在大面積硅片上,用規(guī)模量產(chǎn)線實現(xiàn)的。現(xiàn)在就是在大學(xué)的實驗室里,其實在小面積的硅片上都很難做出這么高的效率來。
去年5月,新南威爾士大學(xué)的馬丁格林教授團(tuán)隊來公司技術(shù)交流,參觀完實驗室和生產(chǎn)線,教授們的感觸就特別深,非常佩服中國光伏企業(yè)的這種勁頭,這種產(chǎn)業(yè)化研發(fā)能力。
馬丁格林教授是1974年在新南威爾士大學(xué)(UNSW)建立光伏實驗室的,那時的晶硅電池實驗室最高效率在13%左右。馬丁教授團(tuán)隊持續(xù)為提升晶硅電池努力著,到了1999年時,將尺寸4cm2 PERL電池的實驗室效率提升到了25%。當(dāng)時,大家就認(rèn)為這已經(jīng)是天花板了,實驗室效率再提升已經(jīng)很難了。事實上這個效率記錄被保持了15年,到2014年才被打破,可見突破有多難。
現(xiàn)在我國在大規(guī)模生產(chǎn)的電池效率已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過25%效率,電池面積達(dá)已經(jīng)到了330-440cm2。
對于TOPCon這種同質(zhì)結(jié)太陽電池的開路電壓,當(dāng)實驗室達(dá)到了724mV時,大家認(rèn)為已經(jīng)到了同質(zhì)結(jié)太陽能電池的天花板,因為理論值大約在750mV左右。在一道新能的努力下,TOPCon電池的開路電壓達(dá)到了742mV毫伏,快接近理論值,顛覆了以前的認(rèn)知。
所以,目前光伏產(chǎn)業(yè)的技術(shù)門檻是很高。認(rèn)為門檻低,那是種個表象和誤解——就因為現(xiàn)在資本的力量推動過多的企業(yè)參與到這個賽道。
現(xiàn)在企業(yè)都在尋找新的經(jīng)濟(jì)增長點,光伏都被大家看好,因此跨界光伏的就太多了,開始價格內(nèi)卷。
但我們希望的是技術(shù)內(nèi)卷,而不是價格內(nèi)卷。技術(shù)內(nèi)卷能夠促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步,進(jìn)一步抬高行業(yè)門檻,而價格內(nèi)卷只會損壞行業(yè)健康發(fā)展,使大家缺乏資金無法進(jìn)行有效的科研投入。就像我剛才說的,你要真正深入進(jìn)去之后就會發(fā)現(xiàn),光伏企業(yè)之間其實是千差萬別。真正成為有品牌、有技術(shù)積累、有團(tuán)隊協(xié)同創(chuàng)新能力的企業(yè)并不多。我認(rèn)為屬于市場的事情,讓市場來解決,在發(fā)展中解決問題。很多沒有技術(shù)、沒有品牌、沒有持續(xù)發(fā)展能力的企業(yè)會在這一輪被淘汰。
總之,一個能把量產(chǎn)效率快要干到理論效率的行業(yè),持續(xù)創(chuàng)造光伏電池最高效率的產(chǎn)業(yè),門檻怎么可能低呢。
編審:偵碳
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原文標(biāo)題 : 一道新能宋登元:光伏內(nèi)卷很嚴(yán)重,但竟有片被忽視了的大藍(lán)海?
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