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1、中國電力企業聯合會太陽能分會北京市西城區白廣路二條一號電話:(+010)63415265郵編:萊茵技術(上海)有限公司上海市靜安區廣中西路777弄177號電話:(+86)2161081188郵編:北京鑒衡認證中心有限公司北京市東城區和平里北街6號26號樓三層301電話:(+86)1059796665郵編:上海愛旭新能源股份有限公司義烏市蘇溪鎮好派路699號全球光伏聯合創新中心電話:4000099366郵編:隆基綠能科技股份有限公司西安市經濟技術開發區尚苑路8369號電話:(+86)4008601012郵編:免責聲明:本文檔可能含有預測信息,包括但不限于有關未來的產品系列、產品技術等信息。由于實
2、踐中存在很多不確定因素,可能導致實際結果與預測信息有差別。因此,本文檔信息僅供參考,不構成任何要約或承諾,中國電力企業聯合會、德國萊茵 TV 集團、北京鑒衡認證中心有限公司、上海愛旭新能源股份有限公司、隆基綠能科技股份有限公司不對您在本文檔基礎上做出的任何行為承擔責任,也可能不經通知修改上述信息,恕不另行通知。版權所有:中國電力企業聯合會 TV Rheinland 北京鑒衡認證中心有限公司 愛旭股份 隆基綠能科技股份有限公司。保留一切權利。非經中國電力企業聯合會、德國萊茵 TV 集團、北京鑒衡認證中心有限公司、上海愛旭新能源股份有限公司、隆基綠能科技股份有限公司書面同意,任何單位和個人不得擅自
3、摘抄、復制本手冊內容的部分或全部,并不得以任何形式傳播。背接觸(BC)電池技術發展白皮書|摘要011.白皮書核心目標與價值主張核心目標在全球光伏技術代際躍遷的關鍵節點,BC(Back Contact 背接觸)電池技術正引領新一代光伏技術革命,成為推動行業降本增效、實現能源轉型的核心引擎。本白皮書旨在系統解析 BC技術的產業化突破路徑與應用價值,讓光伏行業從產業到電站投資者清晰地認知到 BC 產品的技術優勢及發展現狀,為產業投資、電站設計、組件采購提供技術支撐,加速 BC 技術的規?;瘧?,為全球能源轉型注入確定性動能。價值主張BC 是光伏技術發展的必由之路:當前 BC 技術電池量產效率突破 2
4、7%,較 TOPCon(隧穿氧化層鈍化接觸)電池量產效率領先+1.6%,技術成熟度與成本競爭力已直逼傳統路線;其理論效率極限 29.1%逼近晶硅理論效率天花板。BC 為唯一可跨越“29%+”門檻的技術載體,是所有技術持續高效發展的必由之路。BC 技術優勢已經得到全面驗證:BC 技術高效率、高發電能力及更高可靠性已經得到權威第三方測試及戶外應用的充分驗證。全生命周期價值凸顯:當前情況下,BC 技術在全球所有光伏電站場景下已經具有明顯的投資價值優勢,未來隨著 BC 技術不斷提效及降本,BC 技術在所有電站投資場景下都會具備強大的競爭力。持續發展潛力大:隨著全球光伏電站投資對組件碳足跡的關注提升,B
5、C 技術的高效低碳特性將使其競爭力優勢逐步擴大。未來無論是短期 BC 效率的快速提升,還是長期疊層組件的發展,BC 技術都具有巨大的發展潛力。摘要3.第三方可靠性驗證的核心結論速覽經過TV萊茵等權威第三方的測試數據分析,BC技術組件可靠性測試結果全面領先于TOPCon技術組件,為BC技術組件全生命周期更穩定發電性能及安全可靠性提供實驗室驗證支撐,權威測試數據如下表:4.BC發電能力實證結論速覽BC技術組件自量產以來,愛旭、隆基已經聯合第三方及客戶在全球建立了超過30個以上的實證項目進行戶外發電能力驗證,覆蓋集中式和分布式、氣候條件、地面反射率等不同應用場景。在無遮擋實證中,BC組件借助更優的功
6、率溫度系數、IAM及工作溫度,在全場景實證下相對TOPCon技術均有1.2%以上的發電優勢:測試機構實證類型遮擋類型實證場地應用場景實證表現分布式馬德里、西安、南京無平屋頂、彩鋼瓦1.2%-2.8%集中式海南、山東、寧夏、江蘇、廣東無水面、漂浮、沙地、草地1.4%-3.2%實證類型遮擋類型實證場地應用場景實證表現分布式日本、廣東、福建、江蘇、寧夏建筑、灰塵等遮擋平屋頂、彩鋼瓦4%-11%集中式海南、寧夏、廣東立柱遮擋,鳥糞、積灰等遮擋沙地、草地、水面4%-33%由于BC技術組件的抗陰影遮擋特性,在存在遮擋的環境下,當前實證電站運行數據顯示其發電量相比TOPCon組件增益在4%-33%之間。/測
7、試項TC200DH1000PID 96h序列測試(UV+DML+HF+TC)LID風洞極限載荷NMOTHotspot測試測試標準IEC 61215(-4085)200個循環IEC61215(85/85%RH)1000小時IEC62804(85/85%RH)96小時/IEC 61215-2(60kWh)極限風速測試IEC 61853-1IEC 61215-2:2021 MQT 09(熱斑測試)BC組件表現衰減0.53%衰減1.21%衰減0.92%衰減1.02%衰減 0.04%通過64.4m/s風洞測試(相當于18級超強風力)41.1平均138.1/TOPCon對比衰減0.63%衰減1.31%衰減
8、1.07%衰減1.14%衰減 0.51%41.6平均184.6優勢幅度+15.8%+7.6%+14%+10.5%+90%0.5低40以上背接觸(BC)電池技術發展白皮書|摘要背接觸(BC)電池技術發展白皮書|摘要02032.BC技術關鍵創新點與市場定位技術突破:光學增益:BC技術因正負極均在電池背面,正面無金屬柵線對光線的遮擋,光吸收效率提升3-5%;且因正面無需考慮柵線接觸,無高溫步驟導致的金字塔破壞,提升了正面絨面減反效果,整體大幅度降低正面光照的反射率至1.5%。另外,正面無摻雜層解決了傳統電池的光子寄生吸收問題,提高了光子利用效率。電學增益:通過叉指狀電極設計及疊層鍍膜優化,大幅度降低
9、載流子復合效率,有效提升載流子壽命到5ms以上??煽啃蕴嵘喝趁鎲蚊婧附盈B加0BB技術,提升組件產品戶外載荷及高低溫可靠性,更好地預防組件隱裂風險;電池等效旁路二極管技術降低遮擋時熱斑溫度30%以上,有效保障組件產品在遮擋情況下正常工作,避免火災發生。平臺化兼容性:隨著BC作為平臺技術與其它傳統技術融合的不斷研發推進,當前BC與TOPCon(TBC)、HJT(HBC)的技術融合已經非常成熟,未來在鈣鈦礦疊層技術也可進行無縫融合。量產工藝突破:激光圖形化工藝替代傳統光刻技術,設備成本降低60%以上,且隨著激光技術升級,單線產能大幅度提升;濕法工藝優化,大幅度縮短工藝步驟,進一步提升制造可行性。
10、市場定位:全場景市場替代性技術:隨著BC技術量產成本的快速下降,2024年開始BC組件在全場景的技術價值已經高于其與TOPCon的市場價差,實現全場景化價值最優,推動市場技術快速轉型,預計2030年全球市占率突破60%。高投資場景市場首選:在水面光伏、海上光伏的高投資成本場景,以及土地成本高、人工成本高的投資區域,BC產品價值優勢尤為凸顯,從初始投資成本到生命周期價值遠高于TOPCon組件,已經成為高投資場景市場的價值首選。背接觸(BC)電池技術發展白皮書|推薦序背接觸(BC)電池技術發展白皮書|推薦序0405“In the relentless pursuit to harness the
11、suns power,the photovoltaic industry has continually sought ways to enhance the efficiency of solar cells.Intent on expanding the limits of what is achievable,innovative designs such as back contact(BC)solar cells have emerged as significant advancements in technology and functionality.By positionin
12、g all electrical contacts on the rear side,these cells feature an unobstructed light-absorbing surface,eliminating the shading losses associated with front-side,thus raising the bar for energy conversion efficiency.The strength of the BC configuration lies in its universality,as it harmonizes seamle
13、ssly with an array of cutting-edge solar technologies.By integrating with various technologiessuch as TOPCon s enhanced passivation capabilities and HJT s low-temperature processing advantages,there combined advancements signal the dawn of a new era for photovoltaic efficiency.PV modules with BC sol
14、ar cells are not only pivotal in advancing the frontier of photovoltaic efficiency,but they also showcase significant benefits across essential performance indicators.These include enhanced conversion efficiency,minimized Light Induced Degradation(LID),as well as improved resistance to shading and h
15、ot-spot effects.To unlock the full potential of these technological synergies,it is crucial to adhere to a rigorous standard of testing,one that mirrors the strenuous conditions encountered during actual operation.TV Rheinland excels in this domain,with its commitment to technical accuracy taking ce
16、nter stage.To accurately determine the Standard Test Conditions(STC)power rating of a solar cell,advanced testing methodologies such as light soakingcritical for stabilization are employed.This process is complemented by spectral mismatch correction,which adjusts for discrepancies between the emissi
17、on spectrum of the solar simulator and the standard solar reference spectrum,thereby guaranteeing that the measured electrical output represents close to real solar conditions.Dynamic IV measurement can further enhance the precision of these evaluations by charting the instantaneous relationship bet
18、ween current and voltage while concurrently mitigating the impact of capacitive effects that can mask the genuine electrical performance of the solar cells.The acquisition of the steady-state IV curve,free of transient disturbances,provides stakeholders with a robust basis for gauging long-term perf
19、ormance and energy yield.Through state-of-the-art testing protocols,TV Rheinland upholds its commitment to precision and reliability.The organizations specialists bring an unmatched level of accuracy to photovoltaic technology evaluation,contributing profound insights that drive innovation and assur
20、ing manufacturers and consumers of the integrity of their investments in solar energy.In this background the evaluation and certification process by TV Rheinland brings confidence to stakeholders who can navigate in the complex landscape of photovoltaic technology,reassured by the thorough adherence
21、 to stringent standards that facilitate the shift towards a sustainable and renewable energy future.推薦序在全球能源結構加速轉型的背景下,光伏技術作為實現“雙碳”目標的核心驅動力,正經歷著革命性的技術迭代與產業升級。背接觸(Back Contact,BC)電池技術以其獨特的結構優勢與顯著的效率潛力,成為引領光伏行業邁向更高維度的重要突破口?;仡櫣夥l展歷程,每一次技術革新都伴隨著光電轉換效率水平提升的挑戰。BC 技術通過將電極置于電池背面,消除正面柵線遮擋,這種巧妙的結構,使得電池能夠最大限度地
22、吸收太陽光,天然地提升晶硅電池效率。但這一設想自 1975 年由美國科學家首次提出之后的四十余年來,經歷多方嘗試,始終囿于復雜工藝與高昂成本,未能實現大規模的產業化。近年來,通過愛旭、隆基等企業的不懈攻關,BC 技術終于在中國企業手中實現了低成本、高良率的規?;a,讓這項極具創造力的技術得以普及到廣大光伏用戶。這一成就不僅彰顯了中國光伏企業的創新實力,更印證了 BC 技術規?;瘧玫目尚行?。展望未來,要實現“雙碳目標”,光伏技術的持續突破是必要條件。在供給側,要考慮與新型電網、新型儲能、光伏制氫等環節的協同,在需求側,要在建筑、交通、通信等開辟全新的應用場景。而這些都要求光伏行業必須由“野蠻
23、生長”走向精細化、標準化,才能在更廣闊的范圍內施展拳腳。BC 技術在材料、工藝、設備等方面均從“無人區”走出來,BC 技術的標準化工作不僅是 BC 技術自身發展的迫切需求,也是 BC 作為“新質生產力”引領光伏行業實現高質量發展必須面對的課題,更是中國光伏走向全球市場、鞏固技術話語權的通行證。期待本白皮書的發布,能夠幫助有志擁抱先進技術的光伏同仁理清技術脈絡、凝聚創新共識,共同書寫光伏產業高質量發展的新篇章?!榜揖浦袊茖W院院士、復旦大學教授Dr.Christos Monokroussos Global Segment Coordinator for Solar of TV Rheinlan
24、d Group在全球加速推進能源轉型的大背景下,太陽能作為清潔、可再生的優質能源,在能源結構中的地位愈發關鍵。太陽電池技術的持續革新,不僅是推動光伏產業進步的核心動力,更是實現能源綠色轉型的重要支撐。背接觸(BC)太陽電池技術憑借其獨特優勢重塑了光伏電池的技術格局,引領行業邁向新的發展階段。在此背景下推出的 光伏 BC 技術行業白皮書 極具價值,值得每一位關注光伏行業的人士深入研讀。該白皮書高瞻遠矚,洞察行業趨勢,從當前全球光伏行業發展趨勢與挑戰出發,深入分析了 BC 電池技術原理、結構創新和核心性能優勢,全面闡述了 BC 組件應用價值、標準體系和權威認證,系統描繪了 BC 生態構建、準入體系
25、建設和發展展望;通過對行業數據和實際案例的分析,為同行指明前行方向,助力其提前布局,搶占市場先機。盡管 BC 技術前景廣闊,但發展初期面臨諸多挑戰,該白皮書同時剖析難題,探索應對策略,深度剖析了制備工藝復雜性、成本控制和良率提升等問題,系統介紹了行業內企業通過協同創新、工藝優化,探索降本增效路徑的積極實踐,為其它企業提供了借鑒思路,助力全行業共同突破 BC 技術發展瓶頸。因此,無論是深耕光伏領域多年的從業者,還是關注新能源賽道的投資者,亦或是致力于推動能源轉型的政策制定者,都能從該白皮書中獲取有價值的信息,特此推薦。沈文忠上海交通大學太陽能研究所所長、上海交通大學教授背接觸(BC)電池技術發展
26、白皮書|推薦序背接觸(BC)電池技術發展白皮書|推薦序0607“Solar cells with both polarity contacts on the back,now almost universally known as interdigitated back contact(IBC)cells,have a much longer history than any of the other contending silicon(Si)technologies.White and Schwartz are credited with first suggesting the IBC
27、approach for Ge p-i-n diodes in 1964 for use in thermophotovoltaics.Lambert and Schwartz reported the first Si IBC cells in 1975,demonstrating a creditable 15%conversion efficiency under concentrated sunlight.Dick Swanson s Stanford team showed the full potential of the IBC approach in the 1980s wit
28、h a“point contact”cell design that restricted doped regions in the cell,setting new records for efficiency under concentrated sunlight with up to 27.5%reported.Interest steadily shifted to use under non-concentrated sunlight,with a new one-sun record of 22%efficiency set in 1988,the first Si cell ab
29、ove 22%.Although PERC was first above 23%,24%and 25%,IBC now with heterojunction(HJT)contacts(HBC),resurfaced post-2014,first above 26%in 2016 and 27%in 2023,with some form of IBC likely the first above 28%in the near future,eventually above 28.5%and perhaps even 29%.Apart from high efficiency,havin
30、g both polarity contacts on the rear allows other features that contribute to improved field performance from IBC technology.One is a controlled reverse breakdown voltage that limits the power dissipation in the cell if it becomes reverse biassed,preventing thermal failure of the cell or of its surr
31、ounding encapsulation.Also the direct back-to-back interconnection of IBC cells increases reliability since avoiding issues with the traditional front-to-back interconnectors.High efficiency,however,is the feature that I believe will make IBC the dominant photovoltaic technology within the next 5 ye
32、ars.IBC has a clear efficiency advantage over TOPCon in short-circuit current(Isc),by avoiding top surface contact shading,in open-circuit voltage(Voc)by replacing the B-diffused top contact by either a HJT or TOPCon p-type passivated contact,and in fill factor(FF)by this higher voltage giving the a
33、bility to access Auger-enhanced values.The advantage over HJT is limited to higher Isc,not only by avoiding metal shading loss but also losses due to HJT s additional absorbing top surface layers.Over the last decade,the industry has made two challenging transitions from a well-established technolog
34、y to a more difficult but higher performance technology,from Al-BSF to PERC then from PERC to TOPCon.With the transition to tandem cells indefinitely deferred due to inadequate perovskite stability,the next such transition is likely to be from TOPCon to IBC,in either HBC or hybrid HTBC implementatio
35、ns.“Martin GreenScientia Professor at the University of New South Wales,Sydney and Director of the Australian Centre for Advanced Photovoltaics“在全球能源結構加速轉型的背景下,光伏技術作為可再生能源的核心支柱,正迎來新一輪技術革命的浪潮。中國電力企業聯合會太陽能發電分會作為推動電力行業高質量發展的重要力量,高度關注并支持光伏技術的創新與突破。值此 背接觸(BC)電池技術產業發展白皮書 的發布之際,我們誠摯推薦這一凝聚行業智慧的技術指南,以期為行業決策者
36、、從業者及研究者提供科學參考,共同推動光伏產業邁向更高效率、更可持續的未來。一、技術創新引領產業變革背接觸(BC)技術以其獨特的結構設計,成為光伏領域突破效率瓶頸的關鍵路徑。其通過將電極全部置于電池背面,顯著減少光學損失,實現更高的光電轉換效率。在沙戈荒等復雜場景中可節省土地及施工成本,并提升同等面積下的發電收益,充分展現了 BC技術在性能與可靠性上的雙重優勢。二、應用場景多元化,賦能新型電力系統BC 技術的兼容性與場景適應性尤為突出。作為平臺型技術,其可與 TOPCon、HJT 等路線疊加,持續釋放效率潛力。同時,面對高比例新能源接入電網的挑戰,BC 技術的高效與穩定性為新型電力系統的安全運
37、行提供了有力支撐。三、展望未來,共繪綠色能源藍圖中國光伏產業歷經單晶、PERC 等技術迭代,始終以創新驅動全球能源變革。BC 技術作為“晶硅皇冠上的明珠”,代表了未來一段時間光伏效率突破的主流方向。讓我們以 白皮書 為指引,勠力同心,深化技術研發、拓展應用場景、優化產業鏈協作,共同推動 BC技術從“實驗室潛力”邁向“規?;瘍r值”,為構建以新能源為主體的新型電力系統注入強勁動能,助力我國“雙碳”目標高質量實現。中國電力企業聯合會太陽能發電分會將持續發揮平臺作用,凝聚行業共識,促進技術標準化與產業化落地。以開放創新的姿態,迎接光伏技術的新紀元,為全球綠色低碳發展貢獻中國智慧與中國方案!背接觸(BC
38、)電池技術發展白皮書|推薦序背接觸(BC)電池技術發展白皮書|推薦序0809從轉換效率、長期穩定性、環境友好及經濟性來看,毫無疑問,晶體硅太陽電池作為主導產品仍然將繼續引領光伏技術發展。盡管BC 這項技術的原創與產業化出自美國,但由于工藝復雜、價格昂貴,一直沒有發展起來,而是以愛旭、隆基為代表的企業通過技術創新,實現大規模產業化,并在國內外得到規?;茝V,得到了市場高度認可,產生了很好的應用效果。在此白皮書發行時刻,希望 BC 企業繼續加大研發投入,加快 BC 硅太陽電池產業生態建設與完善,進一步提高轉換效率與降低生產成本,以便這種產品得到更多的推廣應用。兩個領軍企業聯袂發展 BC 是光伏行業
39、的新氣象,聯合發布白皮書更是可喜可賀。為此,特贈七言絕句兩首分別為兩企業點贊:愛拼創新斗志昂,旭日靚麗詩遠方??茖W想象謙卦妙,技高膽壯意志剛。隆師重道逐日忙,基業宏大看漢唐,綠能翱翔靚天下,振興國威贊歌揚?!皡墙鹑A中國電力企業聯合會太陽能發電分會執行會長沈輝長三角太陽能光伏技術創新中心主任背接觸(BC)電池技術發展白皮書|推薦序背接觸(BC)電池技術發展白皮書|推薦序1011“能源革命浪潮奔涌向前,近20年來,中國光伏產業一往無前,矗立在全球技術創新浪潮之巔峰。從PERC技術突破量產效率瓶頸,到TOPCon開啟雙面鈍化新紀元,再到HJT以超薄異質結重塑技術范式,每一次技術躍遷都在叩擊光電轉換的
40、理論極限。而今天,當行業再次站上技術迭代的十字路口,BC(背接觸)技術以其革命性的結構創新,正成為開啟光伏產業新篇章的密鑰。相較于傳統電池結構,BC技術通過將電極柵線全部轉移至電池背面,徹底消除了正面金屬遮光損失,使光線吸收面積最大化。這一顛覆性設計不僅帶來轉換效率的顯著提升,更通過結構簡化實現更優的可靠性表現。光伏技術的演進絕非孤立事件。BC 技術的成熟得益于中國材料體系、精密制造、封裝工藝等全產業鏈條的突破。納米級非晶硅鈍化層、原子層沉積金屬化工藝、高精度激光轉印技術的協同創新,使背接觸結構的精準制造成為可能。這標志著光伏產業從單一技術突破向系統化工程能力的跨越,也預示著技術競爭將進入“系
41、統工程創新”新階段。作為全球光伏領軍企業,隆基綠能與愛旭股份聯合編撰本白皮書,既是對過往技術積淀的系統梳理,更是對產業未來的前瞻布局。通過詳細解析BC技術的核心工藝路線、關鍵設備選型、量產質量控制體系,同時建立全生命周期評估模型,為行業提供從實驗室到產業化的技術路標。在碳中和成為全球共識的今天,遵循習近平總書記提出的能源“四個革命,一個合作”的我國能源安全總戰略,在完整、準確、全面貫徹新發展理念、構建新發展格局下,光伏技術革新承載著人類能源轉型的重要使命。BC技術以其高效率、高可靠性、高適配性的特質,正在打開光伏適應發展的市場交易和價格機制,推動光伏公平參與市場交易后的新價值維度從單純追求降本
42、轉向“度電成本最優”的系統平衡,從能源替代工具升級為新型電力系統的核心單元。我們期待這份凝聚產業智慧的白皮書,能為全球光伏行業注入創新動能,共同奔赴綠色能源的星辰大海。張曉朝中國電力設備管理協會新能源運維專委會主任委員中國華能集團有限公司原新能源事業部副主任“背接觸(BC)電池技術發展白皮書的發布,系統梳理了該技術產業化的發展方向,通過產業鏈協同創新探索,為中國光伏行業的技術迭代提供新思路。隆基綠能攜手產業鏈上下游伙伴,以研發-標準-應用三位一體的創新體系,著力解決光伏領域存在的三個關鍵課題:提升實驗室成果的產業化轉化效率,加強產業鏈各環節的技術協同性,以及推動技術創新與終端用戶需求的深度結合
43、。這種跨領域的合作模式,為行業高質量發展提供了實踐參考。BC技術的產業化不是某個企業的獨舞,當一項技術能夠凝聚產業鏈最大共識,它就會從企業戰略升級為行業主流。中國作為全球光伏技術的領導者和核心驅動力量,BC技術的生態化發展,再一次為全球能源轉型提供兼具包容性與可持續性的解決方案。從開源創新到開放創新,標志著中國光伏產業從“制造主導”向“技術規則定義者”的戰略升級。在這場由效率革命、價值升維構成的產業變革中,中國光伏企業以技術創新為支點,撬動全球能源生態體系的深層重構。李振國隆基綠能總裁、創始人2.1 技術原理及結構創新 182.2 從實驗室到產業化的關鍵突破 25第二章 BC技術深度解析 18
44、摘 要 011.1 全球光伏行業發展趨勢與挑戰 141.2 BC技術迭代的產業背景 17第一章 引 言 145.1 BC產品帶來更低的LCOE(平準化度電成本)515.2 BC組件在遮擋環境下價值更凸顯 555.3 多氣候帶/多場景實證表現 56第五章 BC組件應用價值 51 第六章 BC生態構建 576.1 政策與標準建議 576.2 供應鏈協同創新 586.3 BC組件制造企業 59第七章 未來展望 627.1 BC技術迭代方向 627.2 疊層技術迭代方向(鈣鈦礦/BC疊層)63推薦序及正文引用說明 64第三章 標準體系與第三方驗證 303.1 光伏組件檢測與認證的國際標準框架 303.
45、2 BC光伏組件測試測量標準框架建議 323.3 測試數據權威發布 353.4 碳足跡與可持續發展認證 38第四章 BC技術組件核心性能優勢及參數 404.1 組件效率高 404.2 發電能力強 424.3 可靠性高 474.4 更美外觀表現 501.白皮書核心目標與價值主張 012.BC技術關鍵創新點與市場定位 023.第三方可靠性驗證的核心結論速覽 034.BC發電能力實證結論速覽 03推薦序 04褚君浩 04Dr.Christos Monokroussos 05Martin Green 06沈文忠 07沈輝 08吳金華 09張曉朝 10李振國 11附錄 6401050206070304C
46、ONTENTS目錄背接觸(BC)電池技術發展白皮書|目錄背接觸(BC)電池技術發展白皮書|目錄12132015-2030年主要地區新增光伏裝機(直流側)1.1 全球光伏行業發展趨勢與挑戰【1】在全球能源結構加速向低碳化、可持續化轉型的進程中,光伏作為可再生能源的關鍵支撐,正以前所未有的速度重塑能源格局。根據國際能源署(IEA)預測,到2030年,全球新增可再生能源裝機容量將突破5500GW,其中光伏占比超70%,將超越風能成為最大的可再生能源。預計到2050年,全球累計光伏裝機將達到18200GW,光伏發電量占比約50%。標志著光伏發電從“補充能源”躍升為全球電力系統的“主力能源”。然而,在高
47、速增長的同時,行業也面臨產能過剩、貿易壁壘、價格承壓和技術路線迭代等系統性挑戰。1.1.1 市場規模持續擴張,新興市場潛力凸顯近幾年,光伏行業正邁入規?;瘮U張的新階段。據國際可再生能源署(IRENA)及行業研究機構預測,2025年全球光伏新增裝機容量將突破580GW,較2022年增長近150%,市場規模連續三年以20%以上的復合增速擴張。這一增長格局呈現“雙輪驅動”特征:核心市場憑借政策與技術優勢持續領跑,而新興市場則依托資源稟賦與能源需求缺口快速崛起,全球光伏行業版圖呈現新趨勢。中國、歐洲、美國三大核心市場預計貢獻2025年超70%增量。中國以“風光大基地”與分布式光伏雙引擎推動,2024年
48、新增裝機277.57GW,累計裝機突破880GW,預計2025年新增裝機235GW,占全球新增光伏裝機40%以上;歐洲在能源自主與財政加碼下,2025年新增裝機或達75GW;美國受 通脹削減法案 推動,2024年新增裝機50GW,本土化產能加速建設,但受經濟波動影響,2025年光伏新增裝機或回落至45GW。與此同時,新興市場崛起態勢明顯,重塑全球光伏地緣格局。中東地區通過政策保障釋放潛力,沙特、阿聯酋設定2030-2050年可再生能源占比50%目標,2024年新增光伏裝機17.8GW,同比增長130%,未來五年預計突破97GW;東南亞以碳中和承諾為指引,2024-2030年累計新增裝機62GW
49、,集中式項目占比56%;菲律賓、印尼以集中式為主,越南、泰國側重分布式;拉美憑借光照資源與政策激勵加速發展,巴西、智利通過綠色債券與減稅政策吸引投資,2025年新增裝機或達30GW,同比增長24%。各國通過量化目標、財稅激勵、外資準入與技術創新協同發力,構建多層次能源轉型框架,推動全球光伏市場向多元化、區域化深度演進。1.1.2 光伏產業鏈:中國主導地位進一步強化,技術迭代加速硅基光伏制造產業鏈主要包含4個環節,多晶硅料、硅片、電池和組件。中國光伏產業鏈歷經數十年發展,從技術引進到自主創新,從模仿跟隨到全球領先,實現了從無到有、從弱到強的跨越式發展。截止2024年底,中國多晶硅、硅片、電池和組
50、件產能在全球的占比已分別達到95%、96%、90%和82%【2】,在全球制造端占據絕對優勢。近年來,中國企業走在了先進光伏電池技術的最前沿。繼2022年11月,中國企業將全球硅太陽能電池轉換效率的最高紀錄攬入中國。至2024年底,TOPCon、HJT、BC和鈣鈦礦晶硅疊層這幾種主流電池技術的轉換效率記錄主要由中國企業創造和保持。中國光伏技術從引進到自主創新、從規?;瘮U張到高質量發展,現在已穩居全球首位,并在加速驅動全球光伏產業技術迭代。截止到2024年底,N型組件的市場占有率已經超過80%【3】,N型組件市場占比迅速爆發的背后,是其在轉換效率、發電能力、可靠性、成本等方面的顯著優勢。TOPCo
51、n和HJT量產效率分別達到25.4%和25.6%,BC量產效率突破27%,均遠高于PERC電池23.8%左右的量產效率;另一方面,隨著規?;蜔o主柵(0BB)等技術的普及,N型電池的成本逐漸降低。第一章/引言-100,000 200,000 300,000 400,000 500,000 600,0002015201620172018201920202021202220232024202520262027202820292030中國美國歐洲拉美中東東南亞數據來源:S&P Global 東南亞裝機規模為馬來西亞、菲律賓、新加坡、泰國、緬甸、越南、印度尼西亞7國之和背接觸(BC)電池技術發展白
52、皮書|引言背接觸(BC)電池技術發展白皮書|引言14151.9301.7641.3150.9600.7950.6910.00.51.01.52.02.52023012023022023032023042023052023062023072023082023092023102023112023122024012024022024032024042024052024062024072024082024092024102024112024122025012025021.1.3 階段性產能過剩與行業價格競爭加劇由于產能持續快速擴張,2023-2024年,光伏主產業鏈四個環節的產能均大于終端需求。據S&
53、P Global統計,2024年全球新增光伏裝機(DC)約545GW,但多晶硅料、硅片、電池和組件的產能均在1000GW以上,光伏市場進入階段性供需失配,導致市場競爭加劇,產品價格下行。在光伏市場供過于求的背景下,為了搶占市場份額,部分企業采取低價競爭策略,行業陷入“內卷式”惡性競爭,組件價格進入長期下降通道。2023年年初,組件價格為1.93元/W,經過兩年的持續下跌,到2025年2月已跌至0.691元/W,降幅達64%。組件價格大幅下跌嚴重壓縮了光伏企業的利潤空間,部分缺乏競爭力的企業已被淘汰出局。單一的低價競爭必然會讓行業陷入惡性循環,影響產品質量,破壞行業創新。唯有堅持降本增效、研發更
54、高轉換效率的技術和產品,淘汰落后產能,才能打破僵局推動行業重回高質量發展。2023-2024年光伏產業鏈季度供需對比/GW2023-2025年TOPCon組件價格(元/W)1.2 BC技術迭代的產業背景 回顧光伏行業發展的歷史,當新一代電池技術路線的轉換效率明顯高于上一代時,便會快速取代前者,成為市場主流產品。截止2017年,鋁背場電池一直是市場主流產品,平均量產效率約19%,但隨著PERC電池在2017年的量產平均效率達到21%,高于鋁背場電池達2%后,便迅速在2018年取代鋁背場電池成為主流產品。到2023年,PERC電池的平均量產效率約23.5%,而TOPCon電池的平均量產效率約25%
55、,雖然此時TOPCon電池相對于PERC電池成本競爭力尚未顯現,但憑借1.6個百分點效率優勢實現市場加速滲透,2024年市占率突破近80%,完成了對PERC的技術迭代。當下,在投資者對LCOE敏感性增強、TOPCon產能供需錯配、產品同質化低價競爭的大背景下,對下一代高轉換效率產品的需求迫在眉睫。而在單結硅電池技術領域,BC技術經過近8年的持續研發投入,在實驗室和量產轉換效率上保持絕對領先。過去兩年BC不斷刷新晶硅單結效率世界紀錄,最新效率記錄達到27.81%。同時量產BC電池的效率高于TOPCon電池約1.6%,效率差距與前兩輪技術迭代基本相當,且呈現繼續擴大的趨勢,BC顯然成為了單結硅電池
56、技術高地。因此,我們有理由認為BC電池作為單結硅太陽能電池的終極技術已經成熟,勢必引領未來電池技術創新研究和產業的健康發展。BC電池的誕生絕非偶然,其背后是光伏產業對效率極限的持續追逐、分布式市場場景化需求的精準響應,以及全球能源轉型浪潮下的技術博弈。從SunPower的實驗室突破到愛旭、隆基的產業化沖鋒,BC技術正從“小眾高端”向“主流普惠”演進。背接觸(BC)電池技術發展白皮書|引言背接觸(BC)電池技術發展白皮書|引言161776901151471131201441680501001502002503003504002023Q12023Q22023Q32023Q42024Q12024Q2
57、2024Q32024Q4多晶硅產能硅片產能電池產能組件產能組件需求2.1 技術原理及結構創新2.1.1 BC電池技術簡介-革命性結構設計突破光學瓶頸BC電池(Back Contact Cell)通過全背交叉電極技術將電池的正負電極全部集成于背面,徹底消除傳統電池正面的柵線遮擋,最大化光吸收面積,實現光伏電池設計的范式轉移,從光學和電學的方向全面提升光伏電池的轉換效率,逼近晶硅電池效率極限,被視為單結硅太陽能電池的終極形態。其核心特征與優勢如下:c.雙面鈍化增強Al2O3/SiNx全域疊層鈍化使表面復合速度1e10 cm-2)技術路線理論效率距硅基極限差核心瓶頸PERCTOPConHJTBC25
58、.0%28.7%28.5%29.1%4.4%0.7%0.9%0.3%背表面復合(J。200 fA/cm)載流子輸運和光學無法達成平衡光學損失大高精度圖形化電極的實現背接觸(BC)電池技術發展白皮書|BC技術深度解析背接觸(BC)電池技術發展白皮書|BC技術深度解析2021精確朗伯陷光計算+光子循環補償Brendel模型效率回升+0.13%,確定29.56%的理論極限【5】2.1.3 光伏技術代際革命分析2.1.3.1 電池工藝對比分析光伏技術發展史中的第一代技術是鋁背場電池,在2017年以前占據著主流市場,然而,這種電池背面采用鋁電極,直接與體硅接觸,存在嚴重的金屬接觸復合,電池效率很低。因此
59、研究人員采用背面鈍化策略,利用Al2O3/SiNx鈍化背表面,有效抑制了金屬接觸復合,但局域接觸的Al電極依然導致不小的復合損失,因此PERC電池效率上限也較低。隨后在2013年德國Fraunhofer研究所提出了一種新的鈍化結構,采用隧穿氧化硅+摻雜多晶硅的這種鈍化接觸結構,可實現高效的載流子選擇并降低接觸復合損失,由此發展出TOPCon電池。然而,TOPCon電池正面依然存在著較為嚴重的復合損失和寄生吸收損失,于是發展出P、N雙區鈍化接觸結構,同時考慮最小化電池正面寄生吸收,發展出高效BC電池??梢钥吹?,鈍化技術推動了電池技術的發展,而發展的最終目的也是為了實現更高的轉換效率和更低的度電成
60、本。從PERC到BC,光伏電池技術的迭代本質是“光學管理”與“電學優化”的螺旋式升級。PERC憑借低成本奠定產業基礎,TOPCon以兼容性延續技術紅利,HJT用異質結提升電池效率,BC技術則通過結構革命、極致的效率,實現技術的跨越式發展。四代技術六維能力評估評估維度PERCTOPConHJTBC效率潛力工藝兼容性雙面增益溫度系數BOS成本優勢*技術成熟度-0.35%/-退出市場-0.29%/-2.3%規模量產-0.24%/-2.8%規模量產-0.26%/-7.8%規模量產清洗制絨擴散(磷)激光SE退火PSG去除和背面刻蝕雙面拋光LPCVD:背面 i-poly硼擴圖形化1:激光去除n區 BSG拋
61、光:去除n區 p-polyLPCVD:背面 i-poly雙面磷擴圖形化2:激光去除p區PSG酸刻+制絨+酸洗雙面ALD正面+背面SiNX絲網印刷燒結電注入/光注入背面 AIOx背面+正面 SiNx激光開槽絲網印刷燒結電注入/光注入去PSG+RCA正面ALD正面+背面SiNX絲網印刷燒結電注入/光注入激光輔助燒結清洗制絨硼擴BSG去除和背面刻蝕LPCVDPECVD磷擴退火PERCTOPConBC清洗制絨PECVD雙面非/微晶硅PVD雙面TCORPD雙面TCO絲網印刷固化電注入/光注入HWCVD雙面非/微晶硅HJT電池工藝流程對比圖【7】背接觸(BC)電池技術發展白皮書|BC技術深度解析背接觸(B
62、C)電池技術發展白皮書|BC技術深度解析2223光伏電池技術全景對比技術維度PERCTOPConBC物理結構正面:n+發射極/銀柵線背面:Al2O3/SiNx正面:硼擴散發射極背面:SiO2隧穿層/n+多晶硅層雙面:a-Si異質結+TCO層對稱結構設計正面:無柵線全鈍化背面:交叉指式電極效率提升機制-Voc15-20mV-雙面率65-75%-接觸復合速度5ms-雙面率90%-光利用率3-5%-復合損失60%關鍵工藝參數-制絨反射率11%-激光開孔20-30m-隧穿層1-2nm-多晶硅層20-150nm-TCO厚度70-100nm-工藝溫度200-電極間距50-100m-激光精度2mHJT*BO
63、S(Balance of System)成本是指光伏發電系統中除光伏組件以外的所有設備和服務的成本總和,主要組成部分:支架、逆變器、線纜、升壓站等。AI-BSFPERCTOPConBC2.1.5 效率代差定律的實證分析根據技術替代的臨界點歷史規律,當新技術量產效率超越舊技術1.5%絕對效率差,且成本增加低于產業鏈價值時,將觸發市場技術替代拐點。且在光伏市場快速發展,LCOE要求越來越高的背景下,技術迭代周期在進一步縮減。2.1.4 成本分析近年來,得益于BC量產化的快速推動,規模效應初顯,設備、材料等成本投入與TOPCon差距快速縮小,并隨著主流企業制造良率提升到 以上,效率突破27%,當前B
64、C的制造成本與 相比差異已經控制在分/以內,未來 技術仍可以通過以下三個方面實現快速的成本下降,預計未來一年量產BC成本將與TOPCon平齊,甚至低于TOPCon。電池轉換效率的提升,當前 電池量產效率已經突破%,后續電池量產效率仍將持續提升規模效應,隨著BC產能大規模投放,預計隨著量產規模的提升,BC生產成本有望進一步下降技術工藝進步,通過BC技術工藝的多種路徑降本,例如少銀和無銀金屬化方案,相關技術工藝的導入也將推動BC技術成本的下降2.2 從實驗室到產業化的關鍵突破 盡管BC技術具有諸多優勢,但在過去很長一段時間里BC技術應用局限于一些小眾領域。主要原因是傳統BC電池成本高昂,且隨著其它
65、高效電池技術的快速發展,BC技術沒有與其他電池技術拉開明顯的效率差距。近年來,得益于BC領域的諸多重大技術突破,BC電池組件生產成本大幅降低,量產效率顯著提升,產品綜合競爭力快速提升,為其快速進入大規模量產提供了技術和市場基礎。2.2.1 核心工藝革命:成本降低60%的關鍵突破a.激光圖形化替代光刻技術BC電池因正負極都在電池背面,需要對背面p+/n+區域實現高精度隔離來確保電池可用性。在BC電池的技術演進中,圖形化工藝是決定其從實驗室走向量產的核心樞紐,早期BC電池研發依賴半導體光刻技術實現背面p+/n+區域的高精度隔離,但其高昂的成本與復雜的制程(需6-8道光刻掩膜步驟)嚴重制約了產業化進
66、程。2018年德國ISFH首次提出“激光摻雜+背面鈍化”的方案并進行了技術實現,但技術成熟度底,產能、成本、技術無法于常規技術競爭。近幾年,隨著激光圖形化技術的快速發展,在精度提升、損傷控制和生產效率上得到全面突破,2021年正式進入成熟應用期。當前BC電池量產已經全面使用激光圖形化替代光刻技術,在大幅度降低電池設備及制程成本的同時壓縮工藝步驟,真正將BC電池制造邏輯從“半導體級精度”向“低成本可量產精度”的范式躍遷。技術迭代歷史驗證:技術替代周期效率差更迭速度關鍵驅動力BSFPERCPERCTOPConTOPConBC+2.0%+1.6%+1.6%3年2年進行中雙面發電增益(8%LCOE)N
67、型硅片成本突破(10%溢價)低成本量產化技術突破參數光刻工藝(傳統)激光圖形化(BC技術)改進效果圖形精度設備投資耗材生產節拍0.5m/光刻膠120片/小時2m/無耗材5000片/小時滿足量產需求成本60%以上無耗材產能40倍以上鋁背場技術特點實驗室效率背面鈍化背面鈍化接觸雙區鈍化接觸背面鋁電極Al2O3SiNx鈍化+Al局域接觸隧穿氧+摻雜polyP、N區均采用鈍化接觸結構+正面光學優勢27.81%26.1%24.5%21%背接觸(BC)電池技術發展白皮書|BC技術深度解析背接觸(BC)電池技術發展白皮書|BC技術深度解析2425n區p區通過激光圖形化的快速發展和濕法工藝的不斷進步,將BC電
68、池的生產步驟從最初的20+步縮減至12步,整體電池生產成本降低60%以上,有效的確保了作為主流技術量產的可行性。絕緣膠可以在p+/n+區域間構建高可靠性絕緣屏障,同時兼顧機械緩沖與工藝適配性,是BC電池實現高效率、長壽命的剛性需求。高可靠低成本的絕緣膠技術突破有效解決了BC組件封裝正負極短路問題,同時大幅度提升了電池電路設計的自由度,解決了組件的焊接效率問題,有效降低了組件封裝成本。2.2.2 材料革命:生產可行性大幅提升a.絕緣膠技術BC電池的核心特征是將正負電極全部集成在電池背面,在電路焊接時形成全背面電極互聯結構,但因p+與n+區域間距通常僅50-100m,電極間漏電風險陡增,且背面需同
69、時集成鈍化層(SiNx/SiO2)、多晶硅層(POLY-Si)與金屬柵線,熱膨脹系數差異導致界面應力集中。2.2.3 組件封裝革命:低成本高效率高可靠性封裝發展a.電池矩陣同步焊接技術BC電池通過交叉背電極實現電流收集,傳統的串焊技術難以滿足其高精度和產能效率的綜合需求。焊接技術升級:隨著多光束并行加工技術的不斷成熟,使BC組件的焊接由原來常規組件的單片電池依次焊接升級為電池組串一次性焊接,同時整體焊接均勻性得以保障,解決了BC組件焊接良率及效率問題,助力BC單面焊接技術高效發展??煽啃蕴嵘簡蚊婧附邮购笌薪档?0%,組件載荷衰減失效及高低溫失效風險大幅度降低。b.硅片技術BC電池的發
70、射極、背場、金屬化全部集中在背面,要求硅片具有極高的摻雜均勻性和純度,硅片的質量波動對BC電池的效率影響比傳統電池工藝更大。故對硅片的少子壽命、C/O含量、電阻率集中度提出了更高的要求。近幾年,各拉晶企業通過拉晶技術的不斷革新,尤其是拉晶摻雜材料的技術迭代,將電池片少子壽命、電阻率范圍做到了更有效的控制,為BC高效技術的電池生產需求提供充足的、成本可控的硅片。b.濕法工藝優化傳統BC電池制造中,濕法工藝(清洗、蝕刻、去除非晶硅層等)需8-10道獨立濕法步驟(如RCA清洗、BOE去PSG、酸性蝕刻等),通常占據總工序的30%-40%,時長達到生產周期的50%;同時過多的濕法步驟會造成電池表面微缺
71、陷增加,導致復合電流增加,電池效率偏低。且因為工藝步驟多,設備投資成本高昂,BC制造成本無法有效降低。工序簡化:從2019年德國弗勞恩霍夫ISE驗證混合酸體系可行性開始,通過設備、蝕刻液廠家的不斷創新突破,助力制絨-拋光一體化工藝的全面導入,將濕法步驟從10道減少到3道,工藝時間節省50%以上,同時濕法工藝成本降低60%以上。另外,隨著濕法步驟的壓縮,表面鈍化質量大幅度提升,表面復合電流降低40%以上,有效保證了BC電池的產出轉化效率。絨面創新:由于BC電池技術無正面柵線,可以不用考慮柵線與硅的接觸電阻問題,故在BC電池絨面上可以實現亞微米金字塔結構,使反射率降至9.5%(傳統電池為11%),
72、同時色差E2um短波反射大于14%不平整度 14,000 Large module6,500-14,000 Standard module800-6,500 Small module200-800 SubmoduleFraunhofer ISEFraunhofer ISE38.9%AmonixAmonixSharp31.2%35.9%ECN PettenAlta DevicesAlta DevicesAlta Devices25.1%TexasInstruments10.3%8.2%Panasonic25.4%KanekaLONGiHonda/SunPowerSunPowerSunPowerS
73、unPowerSunPowerSunPowerMaxeonMaxeonLONGiUNSWUNSWUNSWUNSW/Gochermann25.4%UNSW22.7%SandiaECN/REC KyoceraSchott SolarSchott SolarQ-CellsTrina SolarHanwha,Q-CellsTrina SolarHanwha Q-cells20.4%Sandia/UNSW/Entech20.5%ToshibaMicroquantaUniTestPanasonicUtmoLightSolaEonSolaEonKRICT/UniTest21.1%ToshibaZAE Bay
74、ernWaystechFAU/FZJ14.5%UNSW40.6%SiemensSolarSiemensSolarAvancisAvancisAvancisAvancis20.3%ARCOARCOSiemensSolarShowa ShellMiasoleMiasoleSolar FrontierSolar Frontier19.2%PhotonEnergyGoldenPhotonMatsushitaGoldenPhotonBP SolarexBP SolarFirst SolarFirst SolarFirst SolarFirst SolarFirst SolarFirst SolarPri
75、meStarSolarCells,Inc.SolarCells,Inc.19.9%LG ElectronicsLG ElectronicsUSSCUSSC11.1%FujiElectricUSSC12.3%TEL Solar,Trubbach LabsTEL Solar,Trubbach LabsARCOSolarex9.8%背接觸(BC)電池技術發展白皮書|BC組件核心性能優勢及參數背接觸(BC)電池技術發展白皮書|BC組件核心性能優勢及參數4041第四章/BC組件核心性能優勢及參數BC Module Efficiency(%)24.2 24.1 24.1 23.2 23.0 23.0 23
76、.0 23.0 22.9 22.8 22.8 22.7 22.7 22.6 22.5 22.5 22.5 22.5 22.5 22.5 22.5 22.5 22.5 22.4 22.4 22.4 22.4 22.3 22.3 22.1 21.9 21.8 21.7 21.7 21.7 21.7 21.6 21.6 21.6 21.6 21.6 21.6 21.6 21.6 21.6 21.6 21.6 21.5 21.5 21.5 655650445720715620 620595710590410585 585470440700 700630580 580 580 580 580635605
77、580625575435570475390675560 560 560670 670605670 670 670 670 670 670 670 670600590555-802012022032042052062072020.020.521.021.522.022.523.023.524.024.5AIKOLONGiMaxeonHUASUNTongwei SolarASTRONERGYDMEGCJA SolarGrand SunergyTongwei SolarSPICJinkoSolarSolarSpaceREC GroupJOLYWOODRisenTrinasolarDASOLARCan
78、adian SolarEging PVRUNERGYQn-SOLARURECOURECOSuntechKalyon PVYingliGCL-SiQcellsCECEPJinergyMeyer BurgerCanadian SolarDASOLARLONGiSuntechGCL-SiTrinasolarJA SolarJinergyQn-SOLARSeraphimSolarSpaceURECOYingliZNSHINEEging PVRUNERGYQcellsCECEPTaiyangNewsTop ModulesHighest Efficient Commercial Solar Modules
79、 03-2025Module Efficiency(%)Module Power(W)ABCTOPConTOPConHJTTOPConTOPConTOPConTOPConTOPConTOPConTOPConTOPConTOPConTOPConTOPConTOPConHJTTOPConHJTPERCPERCPERCPERCPERCPERCPERCPERCPERCPERCPERCPERCPERCPERCPERCPERCPERCPERCHPBC 2.0IBCHJTHJTTOPConTOPConTOPConHJTTOPConTBCTBCHJTHJT4.2 發電能力強4.2.1 更優功率溫度系數光伏組件
80、的功率溫度系數是衡量組件在溫度變化時功率損失的關鍵指標,通常以相較于STC輸出功率的百分比表示。太陽能電池的溫度系數主要受材料特性影響,功率溫度系數由開壓溫度系數、電流溫度系數、填充因子溫系共同決定,其中開路電壓對功率溫度系數的影響最為顯著,開路電壓越高,功率溫度系數越低,其對組件功率的溫度系數的貢獻占比高達80-90%。BC電池采用了采用全極鈍化接觸技術,電池片開路電壓可以達到750mV以上,而當前主流TOPCon只鈍化一極,開路電壓在730mV左右。4.2.2 工作溫度更低光伏組件吸收光(除反射和透射光外):一部分用于光伏發電對外做功,另一部分則被吸收(約70%左右),表現為熱力學溫度的升
81、高,即為光吸收發熱。相同面積的組件,功率越高,則光吸收發熱越小,工作溫度越低。BC組件因效率高出TOPCon組件6%左右,故光轉電的比例提升6%左右,光轉熱的比例就會同步降低,通過計算BC組件工作溫度較TOPCon低0.5以上。依據IEC中NMOT測試的規范,第三方檢測公司對BC組件和TOPCon組件的NMOT測試數據如下,可以看到,BC組件 NMOT溫度較TOPCon低0.5C,進一步驗證了BC組件低工作溫度的特性。根據當前量產組件功率溫度系數測試,BC組件功率溫度系數可達到-0.26%/,TOPCon組件的功率溫度系數為-0.29%/,故BC功率溫度系數更優,更優的功率溫度系數有利于發電量
82、的提升。根據IEC TS 63126中描述顯示,全球主要的光伏電站投資區域,光伏組件的運行溫度可達50以上。而在高溫地區的炎熱季節,室外溫度40左右,組件實際運行溫度達70時,BC組件功率輸出比傳統組件高1.3%以上。不同工作溫度功率輸出差異比值BC(660W)Vs TOPCon(625W)組件類型光強W/m面積m總光強W組件反射率%組件吸收光強W組件功率W光吸收發熱功率W較環境升溫組件工作溫度TOPConBC100010002.72.7270027007725112511625660188618513029.55554.541.641.140.84141.241.441.641.8TOPCo
83、nBCBC組件 NMOT溫度較TOPCon-0.5CNMOT背接觸(BC)電池技術發展白皮書|BC組件核心性能優勢及參數背接觸(BC)電池技術發展白皮書|BC組件核心性能優勢及參數42435.00%5.50%6.00%6.50%7.00%7.50%8.00%25303540455055606570758085Figure A.3-98th-percentile temperature for an open-rack,or thermally unrestricted,glass superstrate,polymer backsheet moduleSite longitudeSite la
84、titude通過對組件在實際戶外工作時溫度數據的長期監測,也同樣展示BC組件低工作溫度的表現。下圖為持續3個月對BC和TOPCon組件在戶外工作時的小時平均工作溫度對比,數據顯示BC組件工作溫度明顯較低,在溫度較高的7月份,BC與TOPCon溫差可達-1C。4.2.3 抗衰減性能好組件工作溫度的降低有助于降低膠膜及金屬的長期老化速度(比如膠膜分層、黃變等,焊接應力大、強度變差等),晶硅組件的典型活化能為0.6-11eV,對應組件溫度每上升10度,功率衰減速度提升1.5-2倍【9】。當前市場上主流的BC組件長期衰減性能更好,可以做到0.35%/年衰減保障,優于TOPCon組件的0.4%每年組件3
85、0年全生命周期內衰減趨勢如下,第30年時,BC組件相對于TOPCon組件衰減降低1.45%。4.2.4 更優的低入射角光照條件(IAM)表現BC組件通過創新性結構設計顯著提升低入射角光照條件下的光電轉換效率,其核心技術優勢主要體現在三方面:首先,電池片受光面采用無主柵線設計,徹底消除傳統柵線結構對入射光的衍射損耗;其次,電池片正面的亞微米級絨面工藝及更優透過率的減反射膜設計,有效提升了光線大傾角入射時的透過率;再者,通過精密光學仿真優化前封裝膠膜厚度參數,有效降低菲涅爾反射損失。經實驗室實證,在入射角大于60的低輻射角工況下,BC組件相較TOPCon等傳統PERC衍生技術產品呈現顯著發電優勢,
86、其入射角修正因子(IAM)提升幅度達2%,特別是在晨昏時段及高緯度地區斜射光環境下可產生更優異的電力輸出表現。4.2.5 抗陰影遮擋能力強在復雜光伏應用場景中,陰影遮蔽效應(包括植被、桿塔等遮擋)引發的非均勻輻照分布,將導致組件產生雙重功率損失:直接輻射衰減及旁路二極管動作造成的電氣失配。傳統組件采用集中式旁路保護架構,當局部電池串發生遮擋時,對應旁路二極管強制導通將導致整串電路停止發電,系統效率呈階梯式下降。BC組件通過革命性的本征并聯電路設計實現了電池級智能保護機制。其特有的分布式微柵極結構使每個電池單元具備自主旁路功能,當單片電池遭遇遮擋時,僅觸發局部等效二極管導通形成獨立電流通路,無需
87、激活串級保護裝置。該創新架構確保遮蔽損失嚴格控制在被遮擋單元物理面積范圍,相較傳統組件可減少34%的遮蔽功率損失(實驗及實證數據)。在實驗室測試中,分別遮擋BC組件和TOPCon組件一個半片的50%、100%及2個半片的功率表現如下,可以看到,在出現單個電池片遮擋時,BC組件功率變化較小,而TOPCon產品則出現了較大的功率下降,BC組件抗陰影遮擋相比TOPCon最大提升34%。此差異源于BC技術對遮蔽效應的精細化能量管理:通過重構載流子輸運路徑,將傳統組件的串-級失效轉化為點-級失效,使系統維持93%以上的有效發電面積。該特性尤其適用于高緯度地區、山地電站等存在復雜陰影移動的場景,可顯著提升
88、系統年均有效發電時長。30年組件功率衰減對比TOPCon出廠97.40%97.60%100%95.85%94.10%92.35%90.60%88.85%87.40%95.40%93.40%91.40%89.40%5年10年15年20年25年30年BCTOPCon BC柵線遮擋光線光線無遮擋硅基底柵線陰影遮蔽工況對比測試顯示(50%-100%半片遮蔽梯度實驗):BC組件其他組件背接觸(BC)電池技術發展白皮書|BC組件核心性能優勢及參數背接觸(BC)電池技術發展白皮書|BC組件核心性能優勢及參數44454.7%6.6%34.2%34.0%17.1%17.3%0%10%20%30%40%60%65
89、%70%75%80%85%90%95%實驗室測試戶外測試實驗室測試戶外測試實驗室測試戶外測試1片 50%遮擋1片 100%遮擋2片 100%遮擋相比TOPCon功率提升功率輸出變化BCTOPCon功率提升-2.5-2-1.5-1-0.500.52530354045505560BCTOPCon溫度差4.3 可靠性高4.3.1 抗隱裂性能好BC組件通過結構設計與制造工藝的雙重創新,系統性解決了光伏組件在機械荷載測試、施工安裝及長期運行中的隱裂與電池碎片風險。全背面焊接技術與應力優化架構的結合,為光伏系統在全生命周期內的高可靠性提供了底層技術保障,顯著降低運維成本并延長發電收益周期。a.創新焊接工藝
90、設計:基于全背面電極布局,BC組件采用單面焊接工藝與“一”字型連續焊接技術,突破傳統Z型焊接的局限性。該技術通過以下核心優勢實現可靠性躍升:線性焊帶路徑消除應力集中區域,降低邊緣碎裂風險焊接接觸面積大幅擴展,形成高強度機械連接界面焊點抗拉伸與抗剪切能力顯著優于傳統工藝b.增強機械荷載性能BC組件通過數字化拓撲優化技術重構應力分布,結合0BB整串焊接系統實現工藝精準控制,達成以下核心特性:極端溫度環境下連接界面強度保持率行業領先動態載荷下的殘余應力衰減率降低至行業平均水平的40%抗疲勞性能提升至常規組件的3倍以上BC組件通過創新的結構強化方案與精密層壓工藝,顯著提升組件在復雜載荷下的抗形變能力。
91、獨特的應力分散架構可有效應對雪荷載、風荷載及施工過程中的非對稱外力作用,最大限度減少隱裂發生概率。并在動態載荷工況下保持穩定的結構完整性,確保從安裝到運維全周期的可靠性。鑒衡海南實證立柱遮擋發電對比在第三方認證機構的監督下,BC組件遮擋條件下發電優勢顯著BC組件由于優秀的的抗陰影遮擋性能也獲得了三方的認可,BC組件獲得了TV萊茵抗陰影遮擋測試Class A級的認證。局部遮擋BC較TOPCon單瓦發電量提升33%立柱遮擋BC較TOPCon單瓦發電量提升11%TV萊茵BC組件遮擋功率與TOPCon組件遮擋模擬損失對比BC組件遮擋功率損失4.15%5.12%TOPCon遮擋損失12.93%11.07
92、%傳統組件BC組件低隱裂風險電池邊緣應力 26Mpa更高隱裂風險電池邊緣應力 50Mpa焊帶 電池焊帶 電池結合可靠性EL測試數據,BC組件可以降低約87%的隱裂風險。TV南德第三方機構對BC雙玻組件分別在30度安裝角下(常規測試為15度)進行的加嚴風洞試驗、1500Pa加嚴動載測試后(1.5倍IEC標準),BC組件無隱裂。背接觸(BC)電池技術發展白皮書|BC組件核心性能優勢及參數背接觸(BC)電池技術發展白皮書|BC組件核心性能優勢及參數46 47 28.9%30.6%26.1%4.2%9.6%-3.0%1.2%-1.6%-2.8%-2.9%1.6%14.7%-3.6%-5%5%15%25
93、%35%012345TOPConBCBC 增益30.4%30.0%52.1%30.4%29.9%29.9%29.5%0.0%10.0%20.0%30.0%40.0%50.0%60.0%012345678910TOPConBCBC 增益單電池8*8cm遮擋TV萊茵熱斑測試結果對比4.3.2抗熱斑性能好經對近10GW級光伏電站的多元化應用場景(涵蓋荒漠、山地、水面漂浮、水面樁基、地面及工商業屋頂等典型場景)進行系統性運維數據分析,結果表明:組件遮擋造成的熱斑效應已成為制約電站安全運行與發電效率提升的核心瓶頸。數據顯示,約49.7%的組件失效案例源于陰影遮擋問題,而由遮擋、熱斑及污損構成的復合型效能
94、衰減對光伏系統可靠性產生疊加式負面影響。從安全風險維度分析,熱斑效應作為光伏系統火災事故鏈的關鍵誘因,其事故溯源占比達34.6%【10】。失效機理研究表明,組件表面因灰塵沉積、植被遮蔽、建筑遮擋、鳥類排泄物及其他異物形成的非均勻陰影分布,將導致電池片局部溫度異常升高至160-180臨界區間,進而引發材料熱降解與絕緣失效風險。典型案例驗證顯示,某20MW地面電站在深度巡檢中檢出熱斑異常點達8,213個(檢測標準:EL成像3%功率損失),相當于單兆瓦裝機存在410.6個潛在熱故障點。遮擋熱斑的本質是電池片被遮擋后無法進行發電,從一個電源變成了電阻,導致組件發電被內部遮擋電池消耗,產生大量熱量,遮擋
95、電池片實際運行溫度達到100以上。常規組件為了減小熱斑帶來的影響,在組件設計上均采用3個外接旁路二極管進行熱斑組串的隔離,但隨著組件版型越來越大,被旁路的組串發熱仍然非常高,且二極管長期導通會大幅度提升接線盒故障風險,容易造成組件失效甚至火災風險。BC組件利用BC電池微電路設計和激光工藝實現的電池級別旁路二極管功能,在電池被遮擋后可以進行單個電池的旁路,大幅度降低了遮擋電池的能量消耗,進而大大降低熱斑溫度,高溫抑制功能為安全發電提供可靠保障。根據權威第三方TV萊茵測試報告顯示,在單片電池被完全遮擋1h的情況下,BC電池熱斑溫度明顯更低,比TOPCon電池熱斑溫度低30%以上,減少熱斑效應風險,
96、延長組件壽命,增強光伏系統可靠性。而在實際項目監控中,BC組也表現出了低熱斑溫度的特性,組件熱斑溫度較常規組件低63,低于封裝材料的長期運行安全溫度,不會因熱斑的持續發生造成封裝材料失效。常規組件BC組件熱斑溫度106C熱斑溫度43.2C背接觸(BC)電池技術發展白皮書|BC組件核心性能優勢及參數背接觸(BC)電池技術發展白皮書|BC組件核心性能優勢及參數4849Module failurecauses安裝EVA褪色玻璃損壞PID蝸牛紋背板缺陷脫層其他遮擋、熱斑、臟污41.32%數據來源:旁路二極管BC等效結構遮擋后二極管導通P=U*IP-功率;U-電壓;I-電流局部電阻升高41.32%5.1
97、.1 BC組件電站建設成本降低貢獻電站初始建設成本占全生命周期成本的70%以上,是對LCOE影響最大的內容。在光伏電站系統成本構成中,BOS(Balance of System)成本占據核心地位。通過技術解構可將BOS成本劃分為動態BOS與固定BOS兩大體系。動態BOS成本主要包含結構系統(光伏支架、樁基工程)、電氣系統(直流線纜、逆變器、箱式變壓器、低壓交流線纜)及空間效率成本(建設期土地租賃費用)。該部分成本直接受組件轉化效率參數的影響,具有顯著的技術迭代降本空間。BC組件憑借其卓越的轉換效率優勢,在實際光伏電站建設中較TOPCon組件可顯著降低系統非組件BOS成本,降幅可超電站總成本的6
98、%(組件成本未計入);同時依托其先進的光電轉換特性,該技術在全球各類地理環境、氣候條件及不同應用場景下均展現出更優異的單瓦發電能力。經實證研究,其全生命周期單瓦發電增益穩定維持在1%-2%區間,而在實際運營場景中疊加灰塵積聚、植被遮擋、組件間陰影遮蔽等環境因素時,單瓦發電增益可攀升至7%以上。綜合系統成本優化與發電性能提升雙重優勢,BC技術可有效降低平準化度電成本(LCOE),為光伏電站全生命周期投資收益率提升提供技術保障。5.1 BC產品帶來更低的LCOE參考 光伏發電系統效能規范(nb/t 10394-2020),LCOE全稱為平準化度電成本(Levelized Cost of Energ
99、y),它是對光伏電站全生命周期內的所有成本及發電量進行平準化后計算得到的發電成本,即生命周期內的成本現值/生命周期內發電量現值。LCOE是做產品技術先進性評價的第一衡量指標,更優LCOE的產品技術更容易快速被市場接受并完成技術迭代。LCOE 的計算公式如下:影響LCOE的核心是初始建設成本、生命周期運維成本和全生命周期發電量BC組件采用創新的全背面電極技術,徹底消除了傳統光伏組件正面金屬柵線的視覺干擾,呈現出極致純凈的深色鏡面效果。與常規組件相比,其表面無任何主柵、細柵或焊帶遮擋,整體外觀平整光滑,色彩均勻一致,展現出高端科技產品的簡約美學。這一設計不僅大幅提升了組件在自然光下的視覺質感,更使
100、其能夠完美融入各類建筑場景無論是現代風格的住宅屋頂、商業幕墻,還是對美觀性要求苛刻的公共建筑,BC組件都能以低調優雅的視覺效果,成為兼具功能與美學的光伏解決方案。4.4 更美外觀表現背接觸(BC)電池技術發展白皮書|BC組件核心性能優勢及參數背接觸(BC)電池技術發展白皮書|BC組件應用價值5051常規組件BC組件有主柵、細柵或焊帶遮擋整體外觀不平整光滑,色彩不均勻一致無主柵、細柵或焊帶遮擋整體外觀平整光滑,色彩均勻一致第五章/BC組件應用價值5.1.2 BC組件發電量收益提升在全球不同地理區域輻照度、環境氣候條件(環境溫度、輻照度、風速)及地面反射率等參數的綜合影響下,BC光伏組件與TOPC
101、on技術路線產品的單位裝機容量發電量呈現差異化特征。本研究采用PVsyst光伏系統仿真軟件構建精細化仿真模型,選取高緯度寒溫帶、中緯度溫帶、低緯度亞熱帶及高原強輻照區四個典型應用場景開展對比分析。通過系統評估組件溫度系數、雙面率、弱光響應特性等核心參數對發電性能的影響差異,最終實現兩種技術路線全生命周期發電收益的量化比較。具體見下表:固定BOS成本體系,升壓站建設、集電線路、外送工程、儲能配套等基礎設施,其投資總規模與組件選型呈弱相關性,主要受項目整體規模及并網要求制約。得益于BC組件更高的效率優勢,在同樣的土地面積情況下,相比TOPCon組件可實現更大的裝機容量,裝機容量可提升6%左右,在同
102、版型替代的情況下不造成非組件成本的增加,綜合降低單瓦BOS成本6%。以全球2023年的集中式建設成本來看(數值取值24年IRENA發布的 Renewable Power Generation Costs in 2023),不含組件建設成本主要集中在在1.8元/W到6元/W之間,全球非組件建設成本中位數水平在3.5元/W左右。選取部分全球典型場景項目進行真實設計對比,將應用BC技術組件和TOPCon組件的投資成本來進行對比,使用BC技術組件會為電站BOS成本帶來9-22分/W的降低,具體見下表:放眼全球光伏建設項目,按照非組件成本中位數水平3.5元/W計算,BC技術的應用在裝機量上的優勢可以帶來
103、平均18分/W(按照DC容量進行計算)的非組件建設成本降低,為電站投資帶來更高收益率。綜合全球不同氣候條件,BC產品電站全生命周期單瓦發電能力較TOPCon提升1%-2%(因BC技術部分特點暫無法在模擬中充分體現,實際項目運行發電增益高于此值),考慮BC產品效率更高,同一項目可以多6%裝機量,整體電站使用BC產品可以帶來7%-8%的發電增益,大幅度提升項目投資價值。同土地面積不同容量測算方式方案配置場景項目地點場景面積單位畝沙戈荒青海1562山地場景湖北1414跟蹤場景巴西1989漂浮場景泰國1237產品類型直流容量可變BOS固定BOS綜合BOSTOPCon/625100.4BaseBaseB
104、aseBC/660106.2-2.93-8.96-11.88TOPCon/625133.2BaseBaseBaseBC/660140.6-2.77-6.75-9.52TOPCon/625122.7BaseBaseBaseBC/660129.6-8.66-13.25-21.91TOPCon/625133.0BaseBaseBaseBC/660140.5-5.13-8.32-13.45/MW分/W分/W分/W典型環境BC全生命周期30年發電量增益場景項目地點沙戈荒青海Base項山地場景湖北跟蹤場景巴西漂浮場景泰國產品類型支架類型全生命周期發電量增益/TOPCon-625WBC-660W固定短支架/
105、2P固定支架/2P跟蹤支架/1P浮體支架/2L7.69%7.14%BL7.57%7.91%背接觸(BC)電池技術發展白皮書|BC組件應用價值背接觸(BC)電池技術發展白皮書|BC組件應用價值52535.1.3 BC組件降低LCOE價值基于全球主要光伏市場測算數據分析,BC組件在LCOE降低方面展現出顯著技術優勢。經多場景建模測算,BC組件相較主流技術方案可實現5%-7%的LCOE降本幅度,其中電站建設運維成本越高、電站運行平均溫度越高,LCOE降低比例越高,充分驗證了其技術適配性優勢。5.2 BC組件在遮擋環境下價值更凸顯BC組件在陰影遮擋環境下價值將進一步放大,比如在風光同場、復雜山地及屋頂
106、環境下,因環境本身存在一定遮擋影響,故使用BC組件可以更有效的利用土地面積并同時提升遮擋時的發電量,更好的提高電站投資的收益率和收益的長期穩定性。陸上及海上風光同場場景:場景特點:風光同場的項目因風機高度高,陰影覆蓋面積大,在進行光伏設計時往往期望避開風機遮擋區域,但完全避開后會導致裝機量大幅度下降,資源利用不充分;考慮在遮擋區域進行部分光伏部署又會造成發電量降低和可靠性風險,無法有效保障投資收益率。BC產品應用優勢:BC組件因其遮擋情況下仍具有較好的發電能力,可考慮安裝在部分風機陰影區,利用其抗遮擋性能,提升風電場區利用面積且同時保障發電能力和安全可靠性。結合BC組件效率高特性,大幅度提升裝
107、機容量,充分應用資源,提高投資收益率。對于海域使用費高昂、施工窗口期短的海上場景,這一優勢更會帶來投資回報率的躍升。山地場景:場景特點:山地起伏復雜,在電站設計和施工中難以有效規避前后排遮擋現象,且山地一般植被茂密,在電站運行周期中會存在大量的植被遮擋現象,對光伏電站的發電量和安全性帶來影響。為保證電站運行效率,山地電站需要更高的運維費用支撐運維開展。BC產品應用優勢:在同等直流裝機情況下,借助BC組件高效率優勢,可以有效的規避遮擋區域或拉大前后間距,降低項目對前后排遮擋的施工要求,能夠更好地利用有限的山地面積,提高單位面積的發電量。BC組件遮擋熱斑溫度較常規產品低30%,長期遮擋仍可以保證組
108、件質量不受影響,火災風險降低,進而降低運維費用的同時發電量損失同步降低。屋面場景:場景特點:面積有限且周邊遮擋環境復雜且具有變化性,與生活和生產環境相關聯,對電站建設美觀度及運行的安全可靠性要求更高。另外,大部分屋頂場景組件安裝傾角低,灰塵易在組件邊緣堆積,造成發電效率下降和組件發熱。BC產品應用優勢:BC組件的正面無柵線設計,組件外觀更加美觀且高效,契合光伏建筑一體化需求。同時抗陰影遮擋及抗熱斑能力可以大幅度提升屋頂電站的發電量和安全可靠性,讓投資者在更低風險下獲取更高收益。在等LCOE下,BC產品在全球主要光伏市場具有15-34分/W價值,遠高于當前主流BC組件與TOPCon組件價格差異;
109、BC產品的廣泛應用可以為全球LCOE降低注入新的活力。Base項對比項目青海沙戈荒固定支架場景湖北山地固定支架場景巴西草地平單軸支架場景泰國淡水漂浮支架場景產品類型功率-WLCOE(%)等LCOE產品價值(分/W)TOPCon625BLBLBC660-5.55%16.91-5.86%15.23-6.36%33.63-6.28%22.79背接觸(BC)電池技術發展白皮書|BC組件應用價值背接觸(BC)電池技術發展白皮書|BC組件應用價值54556.1 政策與標準建議為了推動光伏行業高質量發展,從國家部委到各省份紛紛出臺政策文件,為以BC為首的高效率電池技術的研發和產業化提供了堅實的政策基礎,推動
110、了整個產業鏈的創新升級。2024年11月20日,中國工業和信息化部印發了 光伏制造行業規范條件(2024年本),通過提高技術指標門檻、強化綠色制造要求和優化產能布局,顯著利好高效率光伏組件的市場推廣和技術迭代。政策明確提高了新建項目的效率門檻,要求新建N型單晶硅電池的平均光電轉換效率不低于26%,并對現有項目提出更嚴格的效率標準,為具備高轉換效率與技術創新能力的先進技術路線提供了發展機遇。在地方層面,2024年11月15日,上海市發改委下發 2024年度“風光同場”海上光伏項目競爭配置工作方案,規劃了7個“風光同場”的海上光伏項目開展競爭性配置,根據評分規則,采用高效組件、逆變器可獲得加分,轉
111、換效率24%的組件可以獲得滿分。這表明上海在海上光伏項目中對高效組件的重視,為BC組件等高效光伏技術提供了更大的市場機會。時隔2個月,陜西省“領跑者計劃”發布。2025年1月9日,陜西省發改委印發 關于開展陜西省2025年風電、光伏發電項目開發建設有關工作的通知 明確提出新增10 GW風電、光伏保障性指標,并實施2GW光伏“領跑者計劃”,要求組件轉換效率達到24.2%以上。這一舉措意通過限定高效率組件產品,有效提高產品準入門檻,引導行業追求更高效率、更低成本的新技術,為光伏產業的高質量發展樹立標桿。2025年2月8日,四川省經濟和信息化廳等8部門印發 關于支持光伏制造業持續健康發展的若干措施
112、通知,其中明確需強化技術創新,重點對鈣鈦礦、碲化鎘、BC電池關鍵核心技術開展產業鏈系統攻關、中試驗證,為推動更多光伏制造企業達到國家最新規范條件。這一舉措將為BC組件技術的創新與突破提供堅實的研發基礎與合作平臺,加速其產業化進程。同時,此政策推動更多光伏制造企業達到國家最新規范條件,成為行業標桿,不僅有助于提升BC組件的整體質量與生產標準,還能增強其在市場中的競爭力,進一步推動BC組件的廣泛應用與普及。5.3 多氣候帶/多場景實證表現分類實證電站國家場景遮擋類型實證數據-base TOPCon高發電原因說明江蘇南京實證基地陜西咸陽實證基地馬德里實證基地陜西西安實證基地中國中國西班牙中國平屋頂彩
113、鋼瓦屋頂屋頂屋頂2.76%2.57%1.93%1.21%無BC組件具有更優的溫度系數,更佳的IAM和更低的組件工作溫度分布式無遮擋集中式無遮擋集中式有遮擋分布式無遮擋實證項目表現分類實證電站國家場景遮擋類型實證數據-base TOPCon高發電原因說明廣東梅州實證基地福建泉州實證基地江蘇淮安實證基地寧夏銀川實證基地日本石川實證基地中國中國中國中國日本戶用屋頂平屋頂戶用屋頂平屋頂光伏車棚屋頂建筑遮擋屋頂建筑遮擋周圍建筑遮擋陣列遮擋等局部遮擋4.01%6.42%6.95%5.00%10.74%BC組件的抗陰影遮擋特性,更優的溫度系數,更佳的IAM,具有陰影優化功能分布式有遮擋分布式有遮擋實證項目表
114、現分類實證電站國家場景遮擋類型實證數據-base TOPCon高發電原因說明海南屯昌實證基地廣東湛江實證基地寧夏兵溝實證基地CPVT煙臺實證基地江蘇泰州實證基地中國中國中國中國中國山地泥土地沙地場景海上高腐蝕草地3.01%1.95%1.39%3.22%1.51%無BC組件具有更優的溫度系數,更佳的IAM和更低的組件工作溫度集中式實證項目表現-無遮擋集中式實證項目表現-有遮擋分類實證電站國家場景遮擋類型實證數據-base TOPCon高發電原因說明鑒衡三亞實證基地鑒衡三亞實證基地寧夏兵溝實證基地廣東惠州實證基地中國中國中國中國高溫高濕高溫高濕沙地場景水面局部遮擋立柱遮擋柱狀遮擋物樹葉、鳥糞等32
115、.62%11.34%33.4%3.96%BC組件的抗陰影遮擋特性背接觸(BC)電池技術發展白皮書|BC組件應用價值背接觸(BC)電池技術發展白皮書|BC生態構建5657BC技術組件自量產以來,愛旭、隆基已經聯合第三方及客戶在全球建立了超過30個以上的實證項目進行戶外發電能力驗證,覆蓋集中式和分布式、氣候條件、地面反射率等不同應用場景,所有場景下BC均具有優異的發電表現。以下為部分實證項目數據:第六章/BC生態構建6.2 供應鏈協同創新BC技術領先企業始終堅持技術創新,不斷探索技術極限,保持開放創新的態度,積極與產業鏈企業開放合作、協同創新、價值共享,通過不斷的改進產品生產工藝、升級或開發新裝備
116、及新材料等,實現產品降本增效的目標,最終實現產品的規?;慨a。設備和材料的不斷創新為BC技術產業化發展提供絕對支撐。6.2.1激光圖形化技術傳統BC電池的工藝制備需要通過涂膠、曝光、顯影、刻蝕、清洗等多個步驟實現,生產成本高且良率低。通過激光設備企業的協同創新,激光圖形化技術被首次引入BC電池制備,顯著降低生產成本并提升良率,加速了BC技術的市場化進程。在激光技術領域,多家設備廠商加速BC技術落地。帝爾激光推出BC專用激光微蝕刻設備,適配量產線需求,替代傳統光刻工藝;海目星基于激光掩膜刻蝕技術,實現高效背接觸電池(BC)圖形化生產;BC激光開膜設備已通過量產驗證。6.2.2光伏絕緣膠的性能提升
117、光伏絕緣膠作為光伏BC電池的核心材料,起到絕緣和保護的作用,確保電極與硅片之間良好接觸,同時還要防止電流泄漏和短路。其需要具備優異的絕緣性能、良好的粘接強度和耐高溫性能。BC領先企業協同材料企業,通過多次工藝改進和產品性能測試,成功開發出綜合性能滿足需求的絕緣膠材料,全面提升了BC技術產品的可靠性。廣信材料高可靠性BC專用絕緣膠,適配高溫工藝環境;福斯特優化低應力絕緣膠配方,通過行業標準認證。6.2.3串焊設備升級BC電池因背接觸結構特性,需避免正面電極遮擋并確保背面焊接精度,傳統串焊設備面臨高碎片率與對位精度不足的挑戰。通過串焊設備廠商的技術升級與工藝適配,BC電池量產中的焊接良率顯著提升,
118、進一步推動技術規?;涞?。奧特維已推出適配BC電池的高精度多光斑串焊機,其設備已導入愛旭、隆基等頭部企業量產線;先導智能結合自動化技術優勢,開發BC專用串焊模組,采用柔性壓持與視覺糾偏系統,適配N型BC電池薄片化趨勢;金辰股份則通過激光焊接與電磁驅動技術融合,實現高效互聯。6.2.4 鍍膜設備優化BC電池的隧穿氧化層與摻雜多晶硅層制備依賴鍍膜設備,國內廠商主導技術供應。拉普拉斯LPCVD 設備是制備新型高效光伏電池片 BC的核心工藝設備,已應用于產線;捷佳偉創鍍膜設備適配鈍化接觸結構量產;微導納米ALD技術提升N型BC電池鈍化性能。6.3 BC組件制造企業6.3.1 隆基2024年5月7日,隆
119、基綠能在西班牙馬德里重磅發布了晶硅電池效率新紀錄與全新一代超高價值組件產品Hi-MO9。Hi-MO9組件是隆基基于高效HPBC2.0電池技術打造的全新一代BC產品,聚焦于解決集中式電站對全生命周期高發電性能和產品可靠性的需求,為用戶提供全生命周期更具投資價值的產品解決方案。隆基Hi-MO9組件集多種先進技術于一身,擁有更高發電能力、更低BOS成本和更高可靠性的產品核心優勢。2024年10月11日隆基面向全球分布式市場發布了Hi-MO X10產品,Hi-MO X10組件以HPBC2.0高效BC電池技術為基礎,并結合隆基以往分布式產品特點,在組件尺寸靈活度、組件全黑外觀、防灰塵功能等方面進行功能整
120、合,為全球分布式客戶提供場景化適用的產品選擇。隆基主要BC產品:產品主要系列子系列版型硅片尺寸/mm版型尺寸/mm功率范圍/W組件效率探索家極智家科學家/66182.2*2102382*113465567024.80%5472547272182.2*192182.2*192182.2*192182.2*192182.2*1921800*11342382*11341800*11342382*11342382*113449550565567047549063065064067024.70%24.80%24.10%24.10%24.80%背接觸(BC)電池技術發展白皮書|BC生態構建背接觸(BC)電
121、池技術發展白皮書|BC生態構建58592025年4月11日,隆基綠能在安徽蕪湖再次發布了Hi-MO9的升級產品及新的晶硅電池效率記錄,詳細闡述了隆基HPBC2.0電池全面引用半片電池全域鈍化技術、0BB技術、亞微米級絨面和柵線優化等先進技術,將Hi-MO9組件產品的功率提升到670W,組件效率提升到24.8%。并借助0BB的全面量產和圖形化技術升級,將Hi-MO9產品的雙面率提升到75%(80%雙面率可以按需解鎖),進一步提升了Hi-MO 9產品在全場景下的競爭力。6.3.2 愛旭2021年愛旭率先發布N型ABC電池,當時ABC便展示了其正面無柵及雙極鈍化帶來的天然高效優勢,效率26.5%領跑
122、于行業;2022年N型ABC組件首推即實現效率23.5%,在之后攻克良率及降本大關后,2023年愛旭實現了N型BC技術大規模商業化量產。愛旭在ABC電池中采用自有專利無銀金屬化涂布技術,以純銅替代銀電極,實現全無銀量產制造,降低銀消耗,踐行環保理念,同時提升電池韌性和強度,降低隱裂風險,且有效降低電池用銀成本,確保原材料供應充沛,為光伏產業可持續發展提供有力支持。6.3.3 TCL早在2004 年,Maxeon 推出了第一代基于擴散工藝的商用 IBC 太陽能電池,轉換效率突破 20%。自 2015 年起,公司啟動了對于 TBC 結構的研發。2023-2024 年,TCL公司發布了第七代 Gen
123、 7 技術,目前已實現 24.7%的組件效率,并計劃于 2025 年推出第八代技術 Gen 8(或稱 Max 8),采用全新架構和更大的硅片尺寸,使組件效率目標提升至 25%以上。TCL通過堅固的金屬基底設計,有效減少了金屬應力并提升組件耐用性,這區別于傳統電池(如單晶 PERC、TOPCon 和 HJT)主要采用金屬焊帶設計。傳統組件中的金屬焊帶因溫度變化可能發生彎曲,導致其性能下降。而根據第三方測試結果,其BC組件在濕熱老化測試中的表現優于市場上的TOPCon 組件。6.3.4 其他除了隆基、愛旭、TCL等企業已經明確將未來發展的重心全面轉向BC技術以外,行業內主流組件廠家從2024年開始
124、陸續發布了自己的BC組件產品,向市場來證明自己未來會在BC技術上逐步發力。2024年協鑫、正泰、天合、一道、華耀等企業在各種展會上進行了BC組件的展示,到2025年通威、晶澳、高景等企業也進行了高調發布。雖然各公司在BC技術路線上略有差異,但當前BC技術投入已經作為各光伏制造企業的主要投入方向,BC作為主流技術在制造端已經初見端倪。黑洞系列,主打戶用市場,適配國內外差異化需求;慧星系列,專為工商業場景定制,強化安全與場景適配性。星云系列,突破建筑屋頂承載力限制,擴大可利用屋頂資源范圍。恒星系列,包括北極星和天狼星,覆蓋山地、沙漠及海上等復雜地面電站場景。愛旭目前有黑洞、恒星、彗星和星云四大系列
125、愛旭的主要BC產品如下:產品主要系列恒星系列慧星系列星云系列黑洞滿屏系列黑洞系列54182.2*192.51762*113446050025.0%版型78785466727254硅片尺寸/mm182.2*210182.2*184182.2*187.75182.2*210182.2*192.5182.2*192.5182.2*187.75版型尺寸/mm2465*13032465*11341757*11342382*11342382*11342382*11341762*1134功率范圍/W770785655680440485635670635670640670435450組件效率24.4%24.3
126、%24.3%24.8%24.8%24.8%22.5%N型ABC系列N型ABC滿屏系列背接觸(BC)電池技術發展白皮書|BC生態構建背接觸(BC)電池技術發展白皮書|BC生態構建60617.1 BC技術迭代方向 當前BC電池量產效率在27%左右、組件效率在24.4%左右,已經大幅度領先雙面接觸光伏技術路線,但BC技術效率距離BC的理論極限仍然有2%左右的效率差異。隨著BC電池技術的不斷優化,在未來的3-5年內,BC電池效率會提升到28.5%左右,整體組件效率超過26%,確保BC組件技術的持續領先。在電池技術提效上,BC電池未來幾年將在光管理、雙極復核鈍化和新型的先進的金屬化等方面持續發力,穩步來
127、降低電學損失,逐步提升其光電轉換效率。在組件效率提升上,通過多分片及高密度封裝技術的量產實現,提高有限面積內電池的整體封裝占比;并通過智能焊接、智能組件技術等技術的突破,大幅度降低焊接及電路失配帶來的損失,進一步提升組件效率。光伏行業技術演進始終圍繞更高轉換效率、更低度電成本、更廣應用場景的核心目標展開。未來光伏行業投資的核心降本將來自于電池及組件效率的提升,以27%電池片轉換效率為基礎,每一個百分點的轉換效率提升可為下游電站節約4%左右的成本,可降低電站度電成本3%以上。7.2 疊層技術迭代方向(鈣鈦礦/BC疊層)當前晶硅電池技術已逼近理論效率極限,而鈣鈦礦/晶硅疊層技術將理論效率天花板提升
128、至42.5%以上,這種效率躍升將引發產業鏈價值重構,然而硅/鈣疊層時代,BC依然動力十足。四端/電壓匹配兩端疊層電池不需要電流匹配,鈣鈦礦頂電池的選擇空間更大,電池穩定性更優異,被認為是最可能率先走向市場的硅/鈣疊層電池;而BC電池效率高且正面無柵線,層壓時對軟晶格鈣鈦礦電池損傷更小,是四端/電壓匹配兩端疊層電池的極佳選擇?;贐C晶硅底電池的串聯型疊層電池因為引出三個電極被稱作三端疊層。三端疊層電池最大的優點是頂電池和底電池之間不需要嚴格的電流匹配,鈣鈦礦電池的帶隙在一個較寬的范圍內都可以獲得較高的電池效率;更重要的是三端疊層電池在不同光照條件下可以自動調整頂底電池之間的電流分配,可以被認為
129、是一種智能型疊層電池(Smart tandem),理論計算表明三端疊層可能擁有比兩端和四端更佳的戶外實際發電能力,因此集合了兩端和四端各自優點的三端疊層電池可能成為疊層電池技術的終極方案。此外,BC電池上的技術(如鈍化接觸結構)也可直接轉移到兩端疊層電池,因此BC電池技術幾乎可以在所有類型硅/鈣疊層電池上實現應用。BC技術引領當前電池技術,同時也是面向未來的電池技術在未來疊層時代,BC電池憑借結構優勢,依然會在三端、四端等疊層電池領域大放異彩,BC會是長期的贏家。四端(4T)疊層電壓匹配兩端(2T)疊層三端(3T)疊層鈣鈦礦電池BC電池鈣鈦礦電池BC電池BC電池鈣鈦礦電池背接觸(BC)電池技術
130、發展白皮書|未來展望背接觸(BC)電池技術發展白皮書|未來展望6263202520262027無主柵技術高效鈍化高效鍍膜小間距柔性互聯半片電池670W680W695W多分片技術高密度封裝雙面鈍化數字化絲網印刷智能組件技術先進金屬化智能焊接獨特結構應用BC理論極限29.1%29.1%BC理論極限BCTBC+鈣疊層27.5%第七章/未來展望附錄背接觸(BC)電池技術發展白皮書|附錄64 White,D.C.,and Schwartz,R.J.,P-I-N Structures for Controlled Spectrum Photovoltaic Converters,Proc.6th AGAR
131、D Conference,March 1964.R.J.Schwartz and M.D.Lammert,“Silicon solar cells for high concentration application”,Proc.Int.Electron Devices Meet,Washington,Dec.1975,p.350.RA Sinton,Y Kwark,JY Gan,RM Swanson,“27.5-percent silicon concentrator solar cells”,IEEE Electron Device Letters 7,567-569(1986).M.A.
132、Green,“The Path to 25%Silicon Solar Cell Efficiency:History of Silicon Cell Evolution,Progress in Photovoltaics,Vol.17,Issue 3,pp.183-189,2009.MA Green,Limits on the Open Circuit Voltage and Efficiency of Silicon Solar Cells Imposed by Intrinsic Auger Processes,IEEE Trans.,Vol.ED-31,pp.671-678,1984.
133、【1】IEA Renewable 2024、IRENA、SEIA、Wood Mackenzie、國家可再生能源中心、中國電力企業聯合會、Solar Power Europe(SPE)2024 Report、2024-2025年度全國電力供需形勢分析預測報告 【2】中國光伏行業協會(CPIA)中國光伏產業發展路線圖(2023-2024)【3】Infolink 2024年光伏技術供需報告【4】A.Richter,M.Hermle,S.W.Glunz(2013),Reassessment of the Limiting Efficiency for Crystalline Silicon Solar
134、 Cells【5】Soren Schafer and Rolf Brendel,Accurate Calculation of the Absorptance Enhances Efficiency Limit of Crystalline Silicon Solar Cells With Lambertian Light Trapping【6】Towards 28%-efficient Si single-junction solar cells with better passivating POLO junctions and photonic crystals【7】PVInfoLink光伏技術趨勢報告(2025年2月)【8】NREL:Champion Photovoltaic Module Efficiency Chart(2025-04-07)【9】Omubo-Pepple et al.,(2013),Degradation of photovoltaic cell performance due to temperature and humidity effects【10】Solar Bankability *-表示推薦序引用說明 【1】-【10】表示正文引用說明