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【采訪/觀察者網(wǎng) 周遠(yuǎn)方】

11月19日，中國(guó)光伏巨頭隆基綠能宣布，其自主研發(fā)的硅異質(zhì)結(jié)（HJT）電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)到26.81%，這是繼2017年日本公司創(chuàng)造單結(jié)晶硅電池效率紀(jì)錄26.7%以來(lái)，時(shí)隔五年誕生的最新世界紀(jì)錄。

“世界太陽(yáng)能之父”、新南威爾士大學(xué)教授馬丁·格林表示，26.81%的電池效率是目前全球硅基太陽(yáng)能電池效率的最高紀(jì)錄，不分技術(shù)路線。

資深業(yè)內(nèi)人士，深圳創(chuàng)維光伏科技有限公司總經(jīng)理金鑫博士對(duì)觀察者網(wǎng)談到以下幾點(diǎn)：

首先，在氣候政治、俄烏沖突等背景下，全球許多國(guó)家已經(jīng)把光伏視為本國(guó)能源安全戰(zhàn)略的重要組成部分，裝機(jī)需求量急劇擴(kuò)張；

其次，中國(guó)自本世紀(jì)初進(jìn)入光伏行業(yè)以來(lái)，從“兩頭在外”做起，目前不但已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)上的自主可控，而且從上游的硅料到下游的組件，基本壟斷了全球整個(gè)行業(yè)體系中85%以上的產(chǎn)能；

第三，在中國(guó)產(chǎn)業(yè)政策和龍頭企業(yè)的共同努力下，光伏發(fā)電成本一降再降，一卷再卷，除了中國(guó)龍頭企業(yè)，基本已無(wú)別國(guó)企業(yè)有能力在技術(shù)和規(guī)模兩方面跟上節(jié)奏，但中國(guó)企業(yè)本身的總產(chǎn)能已經(jīng)遠(yuǎn)大于需求，面臨“囚徒困境”；

第四，在硅異質(zhì)結(jié)（HJT）電池提升效率的過程中，我們能夠提升板式PECVD技術(shù)，這與芯片制造中的相關(guān)技術(shù)非常類似，如果能夠在未來(lái)的3-5年突破HJT的生產(chǎn)工藝，會(huì)對(duì)整個(gè)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展有所幫助；

第五，世界第三大單體光伏電站，800MW卡塔爾地面電站日前全容量并網(wǎng)，該站由隆基供應(yīng)全部組件的，中國(guó)的光伏企業(yè)已經(jīng)開始向很多其他國(guó)家輸出電站等“公共產(chǎn)品”，如果電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施作為配套一起向亞非拉國(guó)家“走出去”，效果可能會(huì)更好；

最后，中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)本身仍然存在一些問題，相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策應(yīng)當(dāng)繼續(xù)發(fā)力。

位于Kharsaa地區(qū)的卡塔爾首座光伏電站（圖源：隆基官方網(wǎng)站）

以下是采訪實(shí)錄：

觀察者網(wǎng)：您怎么看隆基這次在HJT路線創(chuàng)效率紀(jì)錄？

金鑫：首先，是很好的成績(jī)，對(duì)降本意義也很大。

業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，在20%的基礎(chǔ)上，電池轉(zhuǎn)換效率每提高一個(gè)百分點(diǎn)，可為下游電站節(jié)約5%以上的成本。但效率提升本身是困難的，從2017年到現(xiàn)在，目前主流的P型單晶PERC電池轉(zhuǎn)換效率也只是從20.5%左右上升到現(xiàn)在的23.5%左右。PERC的世界紀(jì)錄為隆基綠能創(chuàng)造的24.05%，當(dāng)前的量產(chǎn)效率已經(jīng)十分接近ISFH測(cè)得的24.5%的實(shí)驗(yàn)室效率極限，因此，行業(yè)巨頭們都在投入下一代的HJT技術(shù)和TOPCon技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。

說回HJT本身，它是一個(gè)成熟技術(shù)，由德國(guó)學(xué)者在上世紀(jì)70年代發(fā)明，日本三洋公司在1997年開始產(chǎn)業(yè)化，一度壟斷市場(chǎng)。2015年，三洋HJT專利保護(hù)于到期后，國(guó)內(nèi)外光伏電池企業(yè)開始大力推動(dòng)HJT量產(chǎn)。

目前來(lái)看，HJT是一個(gè)很特殊的技術(shù)，跟所有其他晶硅技術(shù)路線都存在博弈，它能實(shí)現(xiàn)的效率理論上要比另一條升級(jí)路線，TOPCon，要高1個(gè)百分點(diǎn)左右。但一方面，這次隆基宣布的HJT已經(jīng)目前是最高的效率，但它只是在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)的，還不是量產(chǎn)效率，它的量產(chǎn)工藝要比TOPCon難很多，要面臨量產(chǎn)的均勻性、良率等問題，這些都需要實(shí)踐去驗(yàn)證。

另一方面，目前更主流的晶硅升級(jí)路線是傳統(tǒng)單晶硅-PERC-TOPCon，傳統(tǒng)單晶向PERC轉(zhuǎn)化的時(shí)候，只需要在生產(chǎn)線上加兩臺(tái)設(shè)備；從PERC的TOPCon變化會(huì)稍微大一點(diǎn)，但也只是再增加兩臺(tái)設(shè)備，再對(duì)前道工藝進(jìn)行一些更新，不需要對(duì)整個(gè)產(chǎn)線進(jìn)行一個(gè)革命性的變化。但HJT就比較顛覆，要把前道的設(shè)備幾乎全換掉，這對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)能來(lái)說，是一個(gè)非常大的挑戰(zhàn)。

再加上HJT從硅片制成電池的過程中，均勻性和良率問題目前沒有根本上的改善。所以，雖然前幾年梅耶博格（Meyer Burger Technology）和股神巴菲特的推動(dòng)下，HJT技術(shù)非?；馃?，有很多資本介入，但是仍然沒有成為一個(gè)主流技術(shù)，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為HJT可能還需要3年-5年的時(shí)間才能逐漸成熟。

資料：HJT電池技術(shù)發(fā)展情況

HJT電池的發(fā)展歷程可以分為技術(shù)雛形期、專利壟斷期、工業(yè)化期和產(chǎn)業(yè)化期四個(gè)階段。

1）1974-1996年：HJT技術(shù)成功研發(fā)并專利化。1974年德國(guó)馬爾堡大學(xué)的WaltherFuhs在論文中首次提出HJT（Hetero junction with Intrinsic Thin-Layer，即異質(zhì)結(jié)）結(jié)構(gòu)，并于1983年成功研制出HJT電池，其轉(zhuǎn)換效率為12.3%，90年代日本三洋通過技術(shù)改進(jìn)實(shí)現(xiàn)效率突破15%并申請(qǐng)了HJT結(jié)構(gòu)專利；

2）1997-2010年：三洋開啟HJT技術(shù)壟斷期。1997年開始三洋開始向市場(chǎng)提供HJT系統(tǒng)，其電池片和組件效率分別達(dá)到16.4%和14.4%，2003年其實(shí)驗(yàn)室效率達(dá)到了21.3%。此后HJT技術(shù)一直被三洋壟斷，期間各國(guó)也在積極開展對(duì)HJT技術(shù)的研究；

3）2010-2015年：多廠商步入HJT工業(yè)化進(jìn)程。2010年松下（收購(gòu)三洋）的HJT專利到期后，國(guó)內(nèi)外諸多廠商紛紛開啟了HJT的工業(yè)化進(jìn)程，期間松下于2011年達(dá)到23.7%的效率，于2014年轉(zhuǎn)換效率最高已達(dá)24.7%，KANEKA于2015年突破記錄達(dá)到25.1%的實(shí)驗(yàn)室效率；

4）2017-2022年：國(guó)內(nèi)廠商加快HJT產(chǎn)業(yè)化步伐。2017年晉能科技成為了國(guó)內(nèi)最早試生產(chǎn)HJT電池的廠商，此后越來(lái)越多的企業(yè)開始進(jìn)入中試生產(chǎn)階段，到2019年已有多家國(guó)內(nèi)廠商宣布GW級(jí)HJT產(chǎn)能規(guī)劃。2021年隆基綠能的研究團(tuán)隊(duì)更新HJT電池的理論極限效率至28.5%，并刷新紀(jì)錄達(dá)到26.3%的實(shí)驗(yàn)室效率。

觀察者網(wǎng)：近期，另一家中國(guó)光伏巨頭晶科能源也宣布，其全面積TOPCon電池轉(zhuǎn)化效率達(dá)到26.4%，在過去2年里，連續(xù)第7次打破N型TOPCon電池的世界記錄。您怎么看晶科在TOPCon路線創(chuàng)效率紀(jì)錄？

金鑫：剛才已經(jīng)提到，TOPCon相對(duì)來(lái)說對(duì)原有產(chǎn)線改造較小，效率提升比較明確，工藝的控制也相對(duì)比較簡(jiǎn)單。所以像晶科、晶澳這些公司都早早押注TOPCon路線，最激進(jìn)的可能是晶科，在今年年底到明年年中，他們可能就會(huì)幾乎所有產(chǎn)線都調(diào)成TOPCon，晶澳緊隨其后。

值得一提的是，隆基也有一大批產(chǎn)能在轉(zhuǎn)向TOPCon，行業(yè)主流判斷是，在明年末，TOPCon可能就會(huì)替代PERC，成為主流技術(shù)。

另外我認(rèn)為值得注意的一點(diǎn)是，與TOPCon相比，HJT路線與芯片行業(yè)有更強(qiáng)的技術(shù)相關(guān)性。

HJT技術(shù)的本質(zhì)是在晶體硅上鍍一層非晶硅薄膜，使它能夠綜合晶體硅電池與薄膜電池的優(yōu)勢(shì),具備轉(zhuǎn)換效率高、工藝溫度低、穩(wěn)定性高、衰減率低、雙面發(fā)電等優(yōu)點(diǎn)。這種鍍膜用到的板式PECVD（Plasma Enhanced CVD，電漿輔助化學(xué)氣相沉積)工藝，與芯片制造過程中的鍍膜工藝有相關(guān)性。

這種工藝的難度比較高，在2008年以前，我所在的光電研究所是國(guó)內(nèi)較早開展這方面研究的國(guó)家隊(duì)，當(dāng)時(shí)想找一個(gè)尺寸比較大的真空腔室，做一個(gè)相關(guān)工藝的中試線，但在國(guó)內(nèi)找不到這種高精的加工設(shè)備。最后只能到臺(tái)灣省去加工，加工成本高得離譜，比原材料加價(jià)10倍。

當(dāng)時(shí)我們的中試線花了相當(dāng)大的代價(jià)才建起來(lái)，但是在過去這兩三年，我看到國(guó)內(nèi)在大面積、高精度的真空腔室加工方面，出現(xiàn)了明顯的技術(shù)進(jìn)步，基本上已經(jīng)沒有太多技術(shù)門檻，剩下的可能就是工藝穩(wěn)定性以及設(shè)備的一致性方面還有待提升。硬件上，國(guó)內(nèi)設(shè)備在加工精度上已經(jīng)堪用，只是高精度加工的成本偏高，產(chǎn)出的腔室在精度一致性上還偏低；軟件上，復(fù)雜設(shè)備的工藝調(diào)試還需要一個(gè)過程，這也有點(diǎn)像光刻機(jī)，并不是哪一個(gè)部件到我們完全無(wú)法觸及的難度，但所有部件整合起來(lái)，就對(duì)調(diào)試和匹配提出了系統(tǒng)性的考驗(yàn)。

無(wú)論在芯片行業(yè)，還是光伏HJT技術(shù)路線上，板式PECVD技術(shù)都面臨著問題。其實(shí)三星、梅耶博格這些公司都有相關(guān)的技術(shù)研發(fā)能力，但是光伏并不像芯片是一個(gè)暴利行業(yè)，以至于他們認(rèn)為相關(guān)研發(fā)和工藝生產(chǎn)成本過高，因而沒有足夠的動(dòng)力去投入突破。臺(tái)積電也存在同樣的情況，他們?cè)?jīng)有一個(gè)團(tuán)隊(duì)在做HJT，包括銅銦鎵硒、砷化鎵等光伏電池的工藝研究，但是投了一點(diǎn)錢之后就不愿意投了，因?yàn)檫@個(gè)行業(yè)的利潤(rùn)已經(jīng)不允許他們繼續(xù)投入了。

觀察者網(wǎng)：這是否導(dǎo)致國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)與國(guó)外技術(shù)的差距正在縮?。?/strong>