天合光能N型电池在光伏应用项目中的差异化分析

近日，由国际半导体设备与材料协会(SEMI)举办的“SEMI先进N型太阳电池技术与标准论坛”在安徽宣城召开。本次会议汇集了光伏领域产学界诸多专业人士，共同探讨N型太阳电池技术的最新进展和未来发展趋势。天合光能技术助理副总裁王乐博士受邀出席会议，并发表《N型电池在光伏应用项目中的差异化分析》主题演讲，从双面率、低辐照性能、温度系数、入射光角度响应四个方面分析了TOPCon电池与BC电池差异，鞭辟入里地指出：TOPCon组件在双面率和低辐照性能上的表现都明显优于BC组件，在入射光角度响应(IAM)方面的表现与BC产品无明显差异。

在实际的项目应用中，光伏系统的发电能力与投资收益密切相关。光伏组件作为光伏系统的重要组成部分，其双面率、低辐照性能、功率温度系数、入射光的角度等因素都会影响其发电能力。5月16日，国家光伏、储能实证实验平台(大庆基地)发布2024年度数据成果，组件端的实证数据显示，2024年TOPCon组件发电量最高，且近三年TOPCon的平均值发电量较PERC、IBC组件分别高2.02%，1.43%。TOPCon组件的综合发电性能优势在客户端得到充分验证与体现。

双面率高出BC组件约15%

地面电站场景下TOPCon组件单瓦发电能力更优

在目前的技术背景下，组件背面的发电能力越来越重要，更高的双面率会带来更高的单瓦发电能力。BC电池受其本身电池结构的影响，双面率相较TOPCon组件低15%，随着地表反射率的增加，双面组件的单瓦发电能力优势更明显。以地表反射率约为35%的沙漠场景为例，TOPCon组件相较BC组件的发电量优势大约保持在1.23%。

TOPCon组件低辐照性能更优

从黎明至黄昏始终高能在线

根据全球辐照分布，大部分国家/地区低辐照时长的占比都超过90%(如图1所示)，因此，光伏组件在低辐照下发电性能的优势显得尤为重要。

图1 不同区域的辐照强度和辐照分布

从理论分析，组件的低辐照性能主要受到并联电阻Rsh的影响，其反映了电池的漏电水平，Rsh越大，漏电损失的电流越小，其低辐照下的发电性能就越好。由于电池结构的不同，TOPCon电池的主要漏电通道数量远远少于BC电池，因此大大降低了漏电损失，组件的Rsh较BC电池要大很多，低辐照性能要明显优于BC组件。在200W/m²的低辐照条件下，BC产品的低辐照性能比TOPCon低约3%。实际测试中，从一天中的逐时发电量对比来看，TOPCon组件在晨昏时表现更优(如图2)。

图2 晨昏时辐照强度低，TOPCon弱光性能优势体现

在报告中，针对近期关注度较高的TOPCon与BC的抗阴影遮挡能力之争，王乐博士也从科学的角度进行了分析。BC电池为了应对热斑风险，在电极间设计了专门的漏电通道，导致其在遮挡时提供的反向电压低于TOPCon电池，从而延缓了BC组件电路中旁路二极管启动，但这样的设计造成了BC产品在低辐照性能方面性能的损失;同时这种做法只在小面积遮挡情况下，BC组件二极管不启动的情况下才会产生优势，比如屋顶少量的鸟粪遮挡的情况。在大型地面电站包括海上光伏等的实际项目应用中，较常出现的则是大范围的鸟粪污渍遮挡或者方阵间的前后排遮挡。

图3 大型地面电站场景以短边阵列间遮挡为主

当发生前后排遮挡时，BC组件的低击穿电压虽然可以挽回部分电流，但从P-V曲线可以观察到，被抬升部分曲线并未形成峰值，更没有达到或超越原有峰值水平，从功率输出和工作状态上与TOPCon并没有差异，实证发电量也同步证明了这一结果。

图4 前后排遮挡I-V P-V输出特性

当前，TOPCon电池技术作为行业主流已是不争的事实。根据第三方分析机构Infolink于2024年Q4发布的全球主流厂家2025年组件产能统计与预测报告，BC组件的产能约为45GW，而N型TOPCon组件的产能约为500GW，产品供给能力遥遥领先;为客户的供应链安全提供了有力保障。TrendForce、CPIA等在内的多家行业权威机构均预测，未来5年内，TOPCon组件仍将占据行业主流地位。另一方面，技术路线也呈现出发展的多样性，这是产业升级的核心动力，也是当前复杂应用场景的现实需求，例如，BC组件适用于高端屋顶分布式场景，HJT组件更适用于立式场景等。

从电池到组件，从产品到解决方案，天合光能始终以技术创新引领自身发展，不断为构建新型电力系统变革、创建美好零碳新世界贡献智慧和力量。