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【采訪/觀察者網(wǎng) 周遠方】

11月19日，中國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)晶硅電池效率紀錄26.7%以來，時隔五年誕生的最新世界紀錄。

“世界太陽能之父”、新南威爾士大學教授馬丁·格林表示，26.81%的電池效率是目前全球硅基太陽能電池效率的最高紀錄，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)理金鑫博士對觀察者網(wǎng)談到以下幾點：

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

其次，中國自本世紀初進入光伏行業(yè)以來，從“兩頭在外”做起，目前不但已經(jīng)實現(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行業(yè)體系中85%以上的產(chǎn)能；

第三，在中國產(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，除了中國龍頭企業(yè)，基本已無別國企業(yè)有能力在技術(shù)和規(guī)模兩方面跟上節(jié)奏，但中國企業(yè)本身的總產(chǎn)能已經(jīng)遠大于需求，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，如果能夠在未來的3-5年突破HJT的生產(chǎn)工藝，會對整個中國半導體行業(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，中國的光伏企業(yè)已經(jīng)開始向很多其他國家輸出電站等“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家“走出去”，效果可能會更好；

最后，中國光伏產(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）

以下是采訪實錄：

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

金鑫：首先，是很好的成績，對降本意義也很大。

業(yè)內(nèi)普遍認為，在20%的基礎(chǔ)上，電池轉(zhuǎn)換效率每提高一個百分點，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的世界紀錄為隆基綠能創(chuàng)造的24.05%，當前的量產(chǎn)效率已經(jīng)十分接近ISFH測得的24.5%的實驗室效率極限，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，它是一個成熟技術(shù)，由德國學者在上世紀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。2015年，三洋HJT專利保護于到期后，國內(nèi)外光伏電池企業(yè)開始大力推動HJT量產(chǎn)。

目前來看，HJT是一個很特殊的技術(shù)，跟所有其他晶硅技術(shù)路線都存在博弈，它能實現(xiàn)的效率理論上要比另一條升級路線，TOPCon，要高1個百分點左右。但一方面，這次隆基宣布的HJT已經(jīng)目前是最高的效率，但它只是在實驗室實現(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，這些都需要實踐去驗證。

另一方面，目前更主流的晶硅升級路線是傳統(tǒng)單晶硅-PERC-TOPCon，傳統(tǒng)單晶向PERC轉(zhuǎn)化的時候，只需要在生產(chǎn)線上加兩臺設(shè)備；從PERC的TOPCon變化會稍微大一點，但也只是再增加兩臺設(shè)備，再對前道工藝進行一些更新，不需要對整個產(chǎn)線進行一個革命性的變化。但HJT就比較顛覆，要把前道的設(shè)備幾乎全換掉，這對傳統(tǒng)產(chǎn)能來說，是一個非常大的挑戰(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下，HJT技術(shù)非?；馃幔泻芏噘Y本介入，但是仍然沒有成為一個主流技術(shù)，業(yè)內(nèi)普遍認為HJT可能還需要3年-5年的時間才能逐漸成熟。

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)化期四個階段。

1）1974-1996年：HJT技術(shù)成功研發(fā)并專利化。1974年德國馬爾堡大學的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)改進實現(xiàn)效率突破15%并申請了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提供HJT系統(tǒng)，其電池片和組件效率分別達到16.4%和14.4%，2003年其實驗室效率達到了21.3%。此后HJT技術(shù)一直被三洋壟斷，期間各國也在積極開展對HJT技術(shù)的研究；

3）2010-2015年：多廠商步入HJT工業(yè)化進程。2010年松下（收購三洋）的HJT專利到期后，國內(nèi)外諸多廠商紛紛開啟了HJT的工業(yè)化進程，期間松下于2011年達到23.7%的效率，于2014年轉(zhuǎn)換效率最高已達24.7%，KANEKA于2015年突破記錄達到25.1%的實驗室效率；

4）2017-2022年：國內(nèi)廠商加快HJT產(chǎn)業(yè)化步伐。2017年晉能科技成為了國內(nèi)最早試生產(chǎn)HJT電池的廠商，此后越來越多的企業(yè)開始進入中試生產(chǎn)階段，到2019年已有多家國內(nèi)廠商宣布GW級HJT產(chǎn)能規(guī)劃。2021年隆基綠能的研究團隊更新HJT電池的理論極限效率至28.5%，并刷新紀錄達到26.3%的實驗室效率。

觀察者網(wǎng)：近期，另一家中國光伏巨頭晶科能源也宣布，其全面積TOPCon電池轉(zhuǎn)化效率達到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)效率紀錄？

金鑫：剛才已經(jīng)提到，TOPCon相對來說對原有產(chǎn)線改造較小，效率提升比較明確，工藝的控制也相對比較簡單。所以像晶科、晶澳這些公司都早早押注TOPCon路線，最激進的可能是晶科，在今年年底到明年年中，他們可能就會幾乎所有產(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可能就會替代PERC，成為主流技術(shù)。

另外我認為值得注意的一點是，與TOPCon相比，HJT路線與芯片行業(yè)有更強的技術(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,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。這種鍍膜用到的板式PECVD（Plasma Enhanced CVD，電漿輔助化學氣相沉積)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內(nèi)較早開展這方面研究的國家隊，當時想找一個尺寸比較大的真空腔室，做一個相關(guān)工藝的中試線，但在國內(nèi)找不到這種高精的加工設(shè)備。最后只能到臺灣省去加工，加工成本高得離譜，比原材料加價10倍。

當時我們的中試線花了相當大的代價才建起來，但是在過去這兩三年，我看到國內(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，復雜設(shè)備的工藝調(diào)試還需要一個過程，這也有點像光刻機，并不是哪一個部件到我們完全無法觸及的難度，但所有部件整合起來，就對調(diào)試和匹配提出了系統(tǒng)性的考驗。

無論在芯片行業(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暴利行業(yè)，以至于他們認為相關(guān)研發(fā)和工藝生產(chǎn)成本過高，因而沒有足夠的動力去投入突破。臺積電也存在同樣的情況，他們曾經(jīng)有一個團隊在做HJT，包括銅銦鎵硒、砷化鎵等光伏電池的工藝研究，但是投了一點錢之后就不愿意投了，因為這個行業(yè)的利潤已經(jīng)不允許他們繼續(xù)投入了。

觀察者網(wǎng)：這是否導致國內(nèi)相關(guān)技術(shù)與國外技術(shù)的差距正在縮小？

金鑫：正在非常明顯地縮小，高精真空腔室、功率控制器、射頻電源等等這些細節(jié)技術(shù)，國內(nèi)在資本的助推下這幾年發(fā)展速度比較快，雖然肯定會有一些資本打水漂，有一些企業(yè)“先驅(qū)變先烈”，但是從社會整體層面上來講，還是積累了大量的經(jīng)驗和技術(shù)。

尤其是HJT的板式PECVD技術(shù)與芯片制造中的相關(guān)技術(shù)高度相似，而且這方面中國在設(shè)備和工藝上短板比較明顯，因此我認為，即使HJT路線與TOPCon路線、以及可能成為下一代IBC技術(shù)競爭下，最后被證明在光伏行業(yè)不是那么經(jīng)濟（這是個概率問題，我認為還是有一定贏面），但中國如果能夠在未來的3-5年突破HJT的生產(chǎn)工藝，一定會對整個中國半導體行業(yè)發(fā)展有所幫助。