光伏電池技術(shù)從P型到N型，拉普拉斯（688726.SH）做對(duì)了什么？

人類經(jīng)濟(jì)發(fā)展史就是一部能源史。

從鉆木取火到蒸汽機(jī)、從煤炭到石油天然氣、從化石能源到風(fēng)光氫，能源的發(fā)展和利用一直是推動(dòng)人類社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基石。

但隨著工業(yè)化帶來(lái)的環(huán)境挑戰(zhàn)，特別是全球氣候變化問(wèn)題的加劇，能源利用的模式亟需轉(zhuǎn)變。在這一背景下，碳中和、可持續(xù)發(fā)展等成為了全球性議題，標(biāo)志著人類必須完邁向更清潔且可持續(xù)的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。

光伏在這場(chǎng)能源革命中逐漸顯露出其獨(dú)特價(jià)值，成為重要的綠色能源。尤其在政策支持以及技術(shù)創(chuàng)新的共同作用下，光伏成本不斷下降并與傳統(tǒng)能源拉齊水位，平價(jià)時(shí)代的光伏已然具備了更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，其不斷超預(yù)期的裝機(jī)速度也側(cè)面印證了這一點(diǎn)。

盡管光伏裝機(jī)速度已經(jīng)十分快速，但截止2023年底，中國(guó)光伏發(fā)電量占比僅有6.1%，低于歐盟8.6%和印度6.3%，且離未來(lái)目標(biāo)還有很大差距。英國(guó)埃克塞特大學(xué)此前發(fā)布的報(bào)告指出，未來(lái)幾年內(nèi)太陽(yáng)能將成為最有競(jìng)爭(zhēng)力的能源。報(bào)告預(yù)測(cè)，到2044年，光伏發(fā)電將占全球發(fā)電量的50%以上。

在過(guò)去三年中，光伏行業(yè)技術(shù)也隨著裝機(jī)不斷迅猛發(fā)展。截止當(dāng)前，N型TOPCon電池產(chǎn)能已超過(guò)600GW，光伏行業(yè)電池技術(shù)完成了從P型Perc到N型TOPCon電池的轉(zhuǎn)身，光伏轉(zhuǎn)換效率從23%提升至26%，極大地推動(dòng)了行業(yè)的進(jìn)步，其中發(fā)生了什么？

一、光伏電池企業(yè)持續(xù)投入

光伏發(fā)電的原理基于光生伏特效應(yīng)，即當(dāng)太陽(yáng)光照射半導(dǎo)體 PN 結(jié)時(shí)，PN 結(jié)兩端會(huì)出現(xiàn)電壓。這是光伏電池技術(shù)的理論基礎(chǔ)，為后續(xù) P 型和 N 型電池的發(fā)展提供了支撐。

2016年前，光伏電池主要是鋁背場(chǎng)（BSF）電池，這種電池結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，成本較低，在光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初期得到了廣泛應(yīng)用。但 2018年，憑借著更低成本、更高轉(zhuǎn)換效率及更簡(jiǎn)單的工藝，P型PERC電池迅速崛起，但PERC電池的極限轉(zhuǎn)化效率為24.5%。

光伏電池企業(yè)們沒(méi)有停下技術(shù)研發(fā)的腳步，開(kāi)始著手研究N型TOPCon電池技術(shù)。

N型TOPCon擁有著低衰減、高雙面率、低溫度系數(shù)等優(yōu)點(diǎn)，在終端電站的發(fā)電增益效果會(huì)更好。隨著P型PERC實(shí)際應(yīng)用已經(jīng)接近理論極限值，N型TOPCon逐步站上舞臺(tái)中央。

（來(lái)源：德國(guó)哈梅林太陽(yáng)能研究所）

2013 年，TOPCon 技術(shù)概念由德國(guó) Fraunhofer 研究所提出。此后，光伏電池企業(yè)持續(xù)投入研究TOPCon的量產(chǎn)可能性。2019年，行業(yè)首次建立900MW TOPCon電池量產(chǎn)線。2021 年 6 月，宣布TOPCon電池轉(zhuǎn)換效率創(chuàng)造 25.02% 的新世界紀(jì)錄。2021年年10月，實(shí)現(xiàn)8GWTOPCon電池量產(chǎn)。2022年，TOPCon技術(shù)開(kāi)始規(guī)模化量產(chǎn)，逐步替代PERC技術(shù)。

光伏電池企業(yè)持續(xù)投入推動(dòng)了行業(yè)的技術(shù)變革。

（來(lái)源：CPIA）

二、設(shè)備廠商提供工具

P型到N型的技術(shù)路線間的替代并非一蹴而就，尤其要把電池片從實(shí)驗(yàn)室階段轉(zhuǎn)到量產(chǎn)階段，需要攻克一系列的難點(diǎn)。

TOPCon電池片由PERC電池片的基礎(chǔ)架構(gòu)升級(jí)而來(lái)，主要工序差別在于兩道：硼擴(kuò)散與隧穿氧化及摻雜多晶硅層的制備。因此，能夠有效地進(jìn)行這兩道工序的設(shè)備，變得尤為重要。

2017年-2022年，行業(yè)內(nèi)主流電池技術(shù)仍是PERC技術(shù)，下一代技術(shù)行業(yè)內(nèi)企業(yè)普遍看好HJT技術(shù)，沒(méi)有主流設(shè)備廠商投入資源研發(fā)TOPCon技術(shù)所需的設(shè)備。

拉普拉斯就在這樣的背景下應(yīng)勢(shì)而生。

拉普拉斯的創(chuàng)始人林佳繼博士，畢業(yè)于新加坡南洋理工大學(xué)和廈門(mén)大學(xué)物理系，曾在新加坡太陽(yáng)能研究所（SERIS）進(jìn)行研究工作。他敏銳洞察到光伏行業(yè)在全球競(jìng)爭(zhēng)中的核心戰(zhàn)略地位，因此毅然決定回國(guó)。

憑借對(duì)行業(yè)的深刻理解，林博士較早預(yù)見(jiàn)到了光伏電池由P型向N型升級(jí)的趨勢(shì)。2017年，拉普拉斯全球首創(chuàng)，率先將N型電池片工藝中的核心工藝硼擴(kuò)散設(shè)備和LPCVD設(shè)備落地量產(chǎn)，提供了成熟、可靠的制備隧穿氧化層及摻雜多晶硅層解決方案，解決了行業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)型升級(jí)的核心技術(shù)痛點(diǎn)。憑借積極和務(wù)實(shí)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，拉普拉斯也在本輪技術(shù)變革中獲益。

公司招股書(shū)顯示，在PERC技術(shù)逐步向新一代電池片迭代過(guò)程中，公司核心工藝設(shè)備完成了下游多個(gè)主流客戶的覆蓋，截至2023年年末，公司仍有116.7億元的在手訂單，保證了未來(lái)幾年業(yè)績(jī)的穩(wěn)健增長(zhǎng)。

而拉普拉斯之所以能夠在行業(yè)變革的關(guān)鍵窗口期，迅速反應(yīng)，并構(gòu)筑高進(jìn)入壁壘，源于公司對(duì)于“技術(shù)創(chuàng)新為第一生產(chǎn)力”這一理念的堅(jiān)持。

林博士及其核心團(tuán)隊(duì)成員均擁有堅(jiān)實(shí)的理工學(xué)科背景，并深耕光伏行業(yè)多年，這一優(yōu)勢(shì)為拉普拉斯奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。近年來(lái)，公司持續(xù)加大研發(fā)投入，從2020年至2023年，研發(fā)費(fèi)用實(shí)現(xiàn)了從2731.78萬(wàn)元至2.32億元的飛躍式增長(zhǎng)，復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò)100%，彰顯了公司對(duì)技術(shù)創(chuàng)新的高度重視與堅(jiān)定承諾。

從國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局獲悉，截至目前，公司共獲得已授權(quán)專利660件（其中發(fā)明專利73件），為持續(xù)創(chuàng)新提供了有力保障。

憑借著深厚的技術(shù)積累與過(guò)硬的團(tuán)隊(duì)，公司能夠率先解決高效太陽(yáng)能電池發(fā)展瓶頸的底層支撐，先后10余次協(xié)助下游客戶刷新光伏電池片轉(zhuǎn)換效率的世界紀(jì)錄，并助力行業(yè)下游客戶TOPCon、XBC等新型高效光伏電池片技術(shù)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化投產(chǎn)和量產(chǎn)。

從P型轉(zhuǎn)向N型的過(guò)程中，設(shè)備廠商也貢獻(xiàn)了其一份力量。

三、結(jié)語(yǔ)

在光伏產(chǎn)業(yè)降本增效的永恒基調(diào)下，技術(shù)創(chuàng)新始終是推動(dòng)行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵動(dòng)力。那些能夠?qū)⒓夹g(shù)作為核心驅(qū)動(dòng)的企業(yè)，往往能夠更具前瞻性地把握行業(yè)發(fā)展的脈搏，持續(xù)走在代表產(chǎn)業(yè)未來(lái)趨勢(shì)的前沿。

從 P 型 PERC 到 N 型 TOPCon 的轉(zhuǎn)變過(guò)程中，我們看到了光伏電池企業(yè)和設(shè)備廠商的不懈探索與持續(xù)投入，他們不斷挑戰(zhàn)技術(shù)極限，推動(dòng)著電池轉(zhuǎn)換效率的提升，為行業(yè)發(fā)展開(kāi)辟了新的道路。

展望未來(lái)，光伏行業(yè)仍有巨大的發(fā)展?jié)摿ΑｋS著技術(shù)的不斷進(jìn)步，我們有理由相信，光伏電池的轉(zhuǎn)換效率將進(jìn)一步提高，成本將進(jìn)一步降低，光伏發(fā)電在全球能源結(jié)構(gòu)中的占比也將不斷提升。在這個(gè)過(guò)程中，光伏企業(yè)和設(shè)備廠商需要繼續(xù)攜手合作，共同攻克技術(shù)難題，推動(dòng)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

正如人類能源史的發(fā)展歷程所展示的，每一次能源變革都帶來(lái)了社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的巨大進(jìn)步。光伏作為新一代綠色能源，正站在時(shí)代的風(fēng)口浪尖，肩負(fù)著推動(dòng)全球能源轉(zhuǎn)型的重任。而在這場(chǎng)能源革命中，技術(shù)創(chuàng)新將繼續(xù)扮演著至關(guān)重要的角色，引領(lǐng)著光伏行業(yè)走向更加輝煌的明天，為人類創(chuàng)造一個(gè)更加清潔、美好的能源未來(lái)。