以ABC技术创新定义光伏产业新质生产力——专访上海爱旭新能源股份有限公司董事长陈刚
(转自:太阳能杂志)
在国家政策大力推动下,中国光伏发电已全面实现平价上网,且中国光伏产业已引领全球光伏产业数十年。在当前光伏市场竞争日益激烈的新形势下,光伏技术亟需新突破,光伏产业仍需再升级。背接触(BC)太阳电池作为近几年量产的新型太阳电池技术受到市场广泛关注,为此,本刊记者以BC太阳电池技术及光伏产业发展趋势为主题,对上海爱旭新能源股份有限公司(下文简称为“爱旭”)董事长陈刚进行了专访。
李鹏:近两年中国光伏产业面临严峻挑战,您认为主要原因是什么?如何破解困局?
陈刚:主要原因在于技术创新有限,使产业发展陷入严重的同质化竞争。PERC和TOPCon技术的创新程度有限,使光伏产品在产品设计及商业化运作模式方面趋于同质化,陷入单纯的“比规模”、“比价格”之中。再加上过去3年光伏产业产能迅速扩张,远超市场需求。供应过剩的情况下,这种同质化竞争不利于市场的健康有序发展,导致出现产品低价低质、损害客户利益等现象。未来光伏产业要实现健康发展,应追求客户价值提高、生态链协同、竞争力差异化,这种差异化包括技术、产品、商业模式的差异化。要破解产业困局,需要依靠专利技术、量产技术形成的壁垒,一方面,要满足新质生产力的要求,解决产品的问题;另一方面还要通过建设良好的行业生态和规则,解决产业链共赢的问题,实现全产业链的合理价值分配。
李鹏:您曾提到BC太阳电池技术是“晶体硅太阳电池时代的终极技术”,其理论光电转换效率已接近单结晶体硅太阳电池的极限值。能否进一步解释一下BC太阳电池技术在结构设计上的独特性,为何其能突破其他主流太阳电池技术(比如:TOPCon、HJT太阳电池)的光电转换效率瓶颈?您认为BC太阳电池技术相较于其他技术路线的核心竞争力是什么?
陈刚:BC太阳电池技术将正负电极全部置于太阳电池背面,正面无遮挡的结构消除了3%~5%的光学损失,先天具备光电转换效率优势。TOPCon太阳电池仅对背面进行钝化接触,而正面仍采用扩散发射极技术,导致此类太阳电池的表面复合损失无法完全消除,使其理论光电转换效率上限仅为28.70%。爱旭的全背接触(ABC)太阳电池技术是传统BC太阳电池技术的升级版,其通过全钝化设计,理论光电转换效率可达29.56%,实际量产光电转换效率已突破27.20%,远超TOPCon太阳电池的量产光电转换效率。爱旭ABC太阳电池在全面积受光、全硅发电、全背电极、全背钝化、无银金属化与超快图形化等方面的核心技术共同保证了其优异性能和技术门槛。
李鹏:您提到BC太阳电池技术是“下一代太阳电池技术的必然选择”,这一判断是基于哪些技术验证或市场数据?
陈刚:单结晶体硅太阳电池的理论光电转换效率极限值就是通过BC太阳电池测算出来的,如前面所说,BC太阳电池独特的结构设计、钝化设计使其先天具备领先优势,以此种太阳电池结构为基础也是下一代太阳电池技术的必然选择。根据爱旭研发团队的研究,钙钛矿叠层太阳电池技术中,BC三端钙钛矿叠层太阳电池的电性能最为优异,要优于采用其他技术路线的两端、四端钙钛矿叠层太阳电池;光子倍增、光子回收等技术也只有与BC太阳电池结合,才能实现对增量光子的100%吸收。
李鹏:爱旭ABC太阳电池采用的无银金属化技术对降低太阳电池成本有何意义?这一创新是否会改变全球光伏产业链的原材料格局?
陈刚:爱旭ABC太阳电池采用的无银金属化技术是一项电镀技术,在电镀环节实现去银化可以有效推动太阳电池降本。银浆是太阳电池非硅成本中占比最高的材料之一(约占30%)。相较于依赖银浆作为导电材料的太阳电池(比如:PERC、TOPCon太阳电池),爱旭ABC太阳电池的无银金属化可显著降低材料成本。
爱旭ABC太阳电池技术的非硅成本已实现与PERC太阳电池的持平,单瓦物料清单(BOM)成本比TOPCon太阳电池的低。爱旭的无银金属化技术于2022年已实现量产,在水面光伏电站场景单面光伏组件的应用中已体现出显著优势。除了可降低太阳电池成本外,无银金属化技术通过铜电极的高致密性和与铜焊带熔点的匹配性,解决了传统银电极因结构疏松导致的焊接易脱离问题,将焊接拉力提升至1.0~2.0N,较传统方案提升了3~7倍,显著增强了BC光伏组件的抗隐裂和耐热胀冷缩能力。对全球光伏产业而言,这项技术的推广可以减少太阳电池对银的需求量,重构光伏供应链。BC太阳电池技术全面普及后,全球光伏银浆年需求量可下降30%~50%,缓解银资源稀缺性和价格波动压力,帮助光伏产业实现可持续发展。
李鹏:爱旭与隆基绿能科技股份有限公司(下文简称为“隆基绿能”)合作推动BC太阳电池技术从实验室走向大规模商业化应用,目前BC太阳电池的双面率已达到75%以上,未来2~3年的目标是将其提升至85%。这一过程中面临哪些关键工艺难点?如何解决?
陈刚:BC太阳电池双面率从75%向85%迈进的核心挑战在于背面结构优化、高精度背面电极图形化工艺、无银金属化技术及规模化降本。通过超快激光设备、铜电极涂布、平台化技术延伸等创新,爱旭正逐步突破瓶颈。随着设备国产化加速、工艺成熟度提升及政策支持强化,爱旭的ABC太阳电池技术已在集中式光伏电站市场实现规模化应用突破,推动光伏产品向更高光电转换效率、更低成本方向迭代。
李鹏:爱旭的ABC光伏组件已实现量产出货,其“正面100%受光”“阴影发电优化”等特性在分布式光伏发电、水面光伏发电等场景中的实际应用效果如何?
陈刚:截至2025年第1季度,爱旭ABC光伏组件在全球范围内的累计出货量已达到12GW,并成功斩获全球首个1GW的ABC光伏组件订单。爱旭针对户用分布式光伏电站、工商业屋顶光伏电站及集中式地面光伏电站这3大主流应用场景,精心打造了全场景下的高效ABC光伏产品矩阵。爱旭ABC光伏组件具备诸多卓越性能,其正面实现了100%受光,在拥有高光电转换效率的同时兼具高颜值,能够与建筑屋顶完美融合,在欧洲地区已广泛应用于众多分布式光伏发电场景,比如:德国别墅、瑞典别墅、捷克房屋、英国教堂等。爱旭ABC光伏组件独特的高温抑制功能,可有效降低因各种遮挡引发的光伏组件热斑及火灾风险;出色的阴影下发电功能,可显著提升其发电量。目前,爱旭的ABC光伏组件已在化工、水泥、钢铁、餐饮等多个行业得到广泛应用。例如:在宁夏建筑设计研究院的场景实证中,在前后排光伏组件存在遮挡的情况下,相较于TOPCon光伏组件,爱旭ABC光伏组件的单瓦发电量增益高达7.88%。在集中式光伏发电应用场景中,爱旭恒星系列ABC光伏组件的表现同样亮眼,其正面功率达650W,比同尺寸TOPCon光伏组件的高30W以上,在功率上占据优势,能够使每瓦系统平衡(BOS)成本节省0.1元以上。爱旭ABC光伏组件的双面率目前已突破75%,综合功率比同尺寸TOPCon光伏组件的高4.5%。此外,爱旭针对海上光伏发电应用场景特别推出天狼星系列ABC光伏组件,其采用铜涂布、高阻水封装和耐腐蚀边框等技术,使该系列光伏产品具备了更好的抗隐裂、耐盐雾及耐腐蚀性能。在山东烟台的海上光伏发电实证项目中的应用表明,相比TOPCon光伏组件的每千瓦发电量,爱旭天狼星系列ABC光伏组件有4.67%的增益。
李鹏:BC太阳电池技术通过低氧高阻硅片、钝化技术等手段提升了光电转换效率,但初期研发投入巨大。爱旭是如何平衡技术迭代速度与成本控制的?
陈刚:爱旭作为n型BC太阳电池技术的开创者,在BC太阳电池量产化技术开发方面付出了巨大努力,特别是在早期的专用设备开发、工艺路线开拓、关键原材料的研制及工程化设计与示范等方面投入较大,但好在所面临的产品技术问题、工程问题现在都已顺利得到了解决。接下来的技术迭代路线是较为清晰的,后面无论是技术升级还是规模扩大,投入产出比都是可控、良好的。与此同时,经过几年的量产实践,爱旭已构建了包括专有设备、特种物料、专业工程设计、施工等在内的成熟的产业链,且正在建设的第3个工厂的投资成本相对于第1个工厂已降了至少40%,且光伏产品成本也已经显著下降20%左右。在平衡技术迭代速度与成本控制方面,爱旭坚持的原则是在充分满足市场及客户要求的同时,保持BC太阳电池的产品价值和盈利能力持续领先。
李鹏:为什么BC太阳电池技术“材料用量更少”?这是否意味着其平准化度电成本(LCOE)具备长期下降空间?预计何时能实现与TOPCon技术的全面经济性竞争?
陈刚:针对同样面积的TOPCon光伏组件,BC光伏组件的功率可高出30~60W,这就意味着其单瓦太阳电池主辅材料及光伏组件的封装材料用量普遍低于TOPCon产品的;特别是BC太阳电池技术还具有显著的单面焊接优势,其可以采用更薄的硅片和更薄的前胶膜。这些都表明BC太阳电池技术不仅具有先天的技术优势,更具有进一步降本的空间。与此同时,第1代TOPCon太阳电池由于光电转换效率低下,正在退出市场,部分升级后的TOPCon光伏产品,即所谓的第2代TOPCon太阳电池,需要显著增加固定资产投入,以及物料和电力的消耗。而BC太阳电池技术还正在成本快速下降的通道疾速前进,预计2025年BC太阳电池技术将会在全面经济性竞争方面优于TOPCon太阳电池。
李鹏:您认为BC太阳电池技术的普及是否会推动光伏产业链上下游(比如:硅片、光伏组件、逆变器)的标准化重构?爱旭如何联合生态伙伴加速这一进程?
陈刚:BC太阳电池技术从材料到工艺,再到设备,都与传统技术存在差异,爱旭的ABC太阳电池技术的研发量产已带动了产业链上游合作伙伴的技术进步,此类技术的普及必然会为相关环节带来新标准,诸如硅片、太阳电池、光伏组件都将实现新的标准化。爱旭未来将推动BC产业生态圈进一步扩大,与产业链各环节深化交流合作,从无到有,从少到多,推动标准化进程。
李鹏:BC光伏组件技术的“超安全”特性(比如:高温抑制、隐裂风险降低)是否可能拓展其在光伏建筑一体化(BIPV)等新场景中的应用?
陈刚:爱旭的ABC光伏组件的高密封、高温抑制和抗隐裂等优点来自于其独有的结构设计和功能特性,可以满足BIPV场景对光伏组件耐湿、耐高温、耐冲击等方面的要求。爱旭始终在探索光伏跨界应用场景,在“光伏+建筑”“光伏+交通”“光伏+农业”等场景均有相关研究与前期实践。
李鹏:当前仅爱旭与隆基绿能实现BC光伏组件的大规模量产,这一技术是否会加剧头部厂商的技术垄断?您如何看待其他厂商的技术路线(比如:HJT、钙钛矿叠层)选择?
陈刚:爱旭对BC太阳电池技术的研发起步最早,2016年便已开展相关研究;目前爱旭ABC光伏组件的性能也是各类BC光伏组件中最优秀的。BC是一项拥有较高技术门槛的技术,而爱旭具有显著的先发优势,爱旭已围绕ABC技术申请了超1000项专利,其中;发明专利500余项,授权专利300余项,持续筑牢技术壁垒。与此同时,尽管真正实现BC太阳电池技术大规模量产的只有爱旭和隆基绿能,但实际上头部光伏厂商中的绝大多数都已开始对此技术进行研发投入与技术储备,在各大展会上展出自己的BC光伏产品,其中包括不少TOPCon光伏产品厂商。这也侧面印证了“BC技术是单结晶硅太阳电池技术发展的必选技术”这一结论已逐渐成为行业共识。在这种趋势下,为了推动BC太阳电池技术规模进一步增长,爱旭愿意在尊重知识产权和市场规则的前提下,与志同道合的合作伙伴共同分享技术红利。
李鹏:光伏产业可持续发展的健康生态离不开标准护航,您怎样评价BC太阳电池标准化进程?
陈刚:BC太阳电池技术生态应当从“单点突破”转向“系统创新”,而健康的生态发展离不开行业标准化的护航。当前BC太阳电池技术标准化制定方兴未艾,处于“行业牵引、快速迭代”阶段。此前爱旭与中国电力企业联合会、德国莱茵TÜV集团、鉴衡认证中心、隆基绿能联合发布了《背接触(BC)电池技术发展白皮书》(下文简称为“《白皮书》”),旨在凝聚产学研共识、构建技术生态。《白皮书》首次系统梳理了BC太阳电池技术从实验室到产业化的路径,明确了BC太阳电池技术光电转换效率提升、成本优化和场景适配的核心标准,为行业提供了科学指引。标准化的BC太阳电池技术将重塑行业竞争格局,成为我国实现“双碳”目标的核心引擎。
李鹏:您认为BC太阳电池技术能否成为新质生产力的代表,推动光伏产业从“规模驱动”转向“光电转换效率驱动”?
陈刚:我认为BC太阳电池技术是光伏新质生产力的代表。新质生产力指的是创新起主导作用,摆脱传统经济增长方式和生产力发展路径,具有高科技、高效能、高质量特征,符合新发展理念的先进生产力质态。虽然早在1975年就提出了,BC太阳电池技术的理念但长期以来并未实现大规模量产,使这种理论上最高效的单结晶体硅太阳电池技术未真正转化为生产力。爱旭ABC太阳电池技术率先实现了n型BC太阳电池技术的兆瓦级量产,真正使BC太阳电池技术实现了低成本、高良率的量产,让先进高效的BC太阳电池技术能够真正为社会发展赋能。不同于传统TOPCon太阳电池技术,爱旭的ABC太阳电池技术从技术、设备等方面都是颠覆性创新,在其发展过程中,也带动了材料、设备厂商等产业链合作伙伴的协同发展,为整个行业注入了可贵的发展活力。我认为这也是爱旭ABC太阳电池技术作为新质生产力的一个表现。而要推动行业实现新发展,只靠高效及产品创新还不够。一味地扩大规模、降低利润的做法只属于上1个时代,新时代下,产品创新、商业模式、客户服务等都需要进步。
李鹏:若BC太阳电池技术叠加其他创新(比如:钙钛矿叠层)可使光电转换效率突破30%,爱旭是否有相关技术研发储备?
陈刚:爱旭在成功研发BC太阳电池技术并实现其大规模产业化之后,也在努力开展BC与其他技术叠加方面的研发工作。在短短两年时间内已完成了晶硅/钙钛矿叠层太阳电池实验室的建设工作,初步开展了相关实验工作,并快速取得了进展。其中,采用BC技术与钙钛矿叠层技术的太阳电池的光电转换效率达到了34.22%,位列全球权威第三方测试机构认定的晶体硅/钙钛矿叠层太阳电池光电转换效率的前三。另外,爱旭关于光子倍增、光子回收等方面的前沿研究工作也在布局和储备中。
李鹏:光伏产业近年经历多次技术迭代(PERC→TOPCon→HJT→BC),您认为BC太阳电池技术的生命周期有多长?爱旭如何保持接下来5~8年的技术领先优势?
陈刚:我认为BC太阳电池技术与过往的这些技术路线存在本质区别,BC太阳电池技术的生命周期可能要远长于这些技术路线。之所以PERC、TOPCon的生命周期短,主要原因在于缺乏颠覆性的技术突破,流于局部的工艺改进,属于过渡性技术,太阳电池光电转换效率的提升幅度有限,造成技术门槛低、技术扩散快的现象,不利于行业的长期健康稳定发展。而BC太阳电池技术的独特性主要体现在两方面。一方面,BC太阳电池技术是最为接近单结晶体硅太阳电池理论光电转换效率极限的技术;另一方面,BC太阳电池技术从第一性原理出发,正面无遮挡的结构创新颠覆了以往太阳电池的设计、生产方式,各项工艺设备都与传统技术路线大不相同,技术门槛极高,不会出现以往的“交钥匙”工程为产能过剩推波助澜的情况。爱旭的技术领先离不开技术人员的研发成果,更重要的是我们坚定地走在BC太阳电池技术这条正确的路上。截至2025年5月,爱旭的ABC光伏组件已经连续27个月在全球光伏组件量产光电转换效率榜位居榜首。爱旭仍在持续改进工艺,向着理论光电转换效率极限不断提升。
李鹏:面对国际贸易壁垒(比如:欧美反倾销政策),爱旭的ABC光伏产品是否具备差异化出口竞争力?
陈刚:爱旭的ABC光伏组件目前受到了全球市场的广泛欢迎,比如:在欧洲、澳洲等市场获得了来自权威检测机构、渠道合作伙伴和用户的众多重磅奖项与好评;其在中东、非洲等新兴市场的增长速度也十分迅速,暂未受到贸易壁垒的较大影响。爱旭ABC光伏组件的各项功能特性使其能够满足不同用户的差异化需求。高光电转换效率与纯黑外观,可以满足欧洲高端住宅对有限屋顶面积下更高发电量及建筑美观的需求;而高温抑制、更优温度系数等功能,可以在非洲、中东等地区无惧高温影响,保障客户光伏电站的高收益和高安全。目前爱旭ABC光伏组件在海外市场已成功实现了品牌的差异化,与传统品牌区分开来,成为“中国高效光伏组件”的代名词,具备强劲竞争力,并与当地经销商、安装商、客户共享技术红利和增量价值。
李鹏:您曾比喻BC太阳电池技术“像6岁的孩童,每天都在成长”。作为技术主导者,您对未来光伏技术(比如:量子点、有机光伏技术)的演进持何种态度?
陈刚:BC是单结晶体硅太阳电池技术的终极版本,但其不是太阳电池技术路线的终点。尽管晶体硅太阳电池作为主流的光伏技术路线始终存在,但仍需要有其他技术作为补充或叠加,包括量子点、有机光伏技术等,虽然这些技术在光电转换效率和成本方面不足以与晶体硅太阳电池相比拟,但仍可作为某种功能层或子太阳电池整合在晶体硅太阳电池,特别是BC太阳电池中,起到进一步提高光电转换效率的作用。
李鹏:对于希望进入BC太阳电池技术领域的中小企业,您有何建议?爱旭是否会开放部分专利或技术标准以促进行业发展?
陈刚:我们坚信BC太阳电池技术就是单结晶体硅时代最好的太阳电池技术,也非常欢迎志同道合的合作伙伴加入BC产业链,共同促进先进BC太阳电池技术的发展。建议有志进入该领域的企业注重差异化竞争而非单纯的规模竞争,为市场提供具有差异化的产品和技术。我们希望同行之间能够达成一些共识,制定共守的规律、规则,这样既能保证我们这些先行企业继续投入研发,也能让后进者分享到技术发展的红利。BC太阳电池技术应该是大家共同发展的成果,而这种发展必须建立在尊重知识产权的基础之上,建立在具体的明确的规则之上,让参与企业共同实现长期健康的有序发展。