光伏电池技术从P型到N型，发生了什么？

（原标题：光伏电池技术从P型到N型，发生了什么？）

人类经济发展史就是一部能源史。

从钻木取火到蒸汽机、从煤炭到石油天然气、从化石能源到风光氢，能源的发展和利用一直是推动人类社会和经济发展的基石。

但随着工业化带来的环境挑战，特别是全球气候变化问题的加剧，能源利用的模式亟需转变。在这一背景下，碳中和、可持续发展等成为了全球性议题，标志着人类必须完迈向更清洁且可持续的能源结构转变。

光伏在这场能源革命中逐渐显露出其独特价值，成为重要的绿色能源。尤其在政策支持以及技术创新的共同作用下，光伏成本不断下降并与传统能源拉齐水位，平价时代的光伏已然具备了更强的竞争力，其不断超预期的装机速度也侧面印证了这一点。

尽管光伏装机速度已经十分快速，但截止2023年底，中国光伏发电量占比仅有6.1%，低于欧盟8.6%和印度6.3%，且离未来目标还有很大差距。英国埃克塞特大学此前发布的报告指出，未来几年内太阳能将成为最有竞争力的能源。报告预测，到2044年，光伏发电将占全球发电量的50%以上。

在过去三年中，光伏行业技术也随着装机不断迅猛发展。截止当前，N型TOPCon电池产能已超过600GW，光伏行业电池技术完成了从P型Perc到N型TOPCon电池的转身，光伏转换效率从23%提升至26%，极大地推动了行业的进步，其中发生了什么？

一、光伏电池企业持续投入

光伏发电的原理基于光生伏特效应，即当太阳光照射半导体 PN 结时，PN 结两端会出现电压。这是光伏电池技术的理论基础，为后续 P 型和 N 型电池的发展提供了支撑。

2016年前，光伏电池主要是铝背场（BSF）电池，这种电池结构相对简单，成本较低，在光伏产业发展的初期得到了广泛应用。但 2018年，凭借着更低成本、更高转换效率及更简单的工艺，P型PERC电池迅速崛起，但PERC电池的极限转化效率为24.5%。

光伏电池企业们没有停下技术研发的脚步，开始着手研究N型TOPCon电池技术。

N型TOPCon拥有着低衰减、高双面率、低温度系数等优点，在终端电站的发电增益效果会更好。随着P型PERC实际应用已经接近理论极限值，N型TOPCon逐步站上舞台中央。

（来源：德国哈梅林太阳能研究所）

2013 年，TOPCon 技术概念由德国 Fraunhofer 研究所提出。此后，光伏电池企业持续投入研究TOPCon的量产可能性。2019年，行业首次建立900MW TOPCon电池量产线。2021 年 6 月，宣布TOPCon电池转换效率创造 25.02% 的新世界纪录。2021年年10月，实现8GWTOPCon电池量产。2022年，TOPCon技术开始规模化量产，逐步替代PERC技术。

光伏电池企业持续投入推动了行业的技术变革。

（来源：CPIA）

二、设备厂商提供工具

P型到N型的技术路线间的替代并非一蹴而就，尤其要把电池片从实验室阶段转到量产阶段，需要攻克一系列的难点。

TOPCon电池片由PERC电池片的基础架构升级而来，主要工序差别在于两道：硼扩散与隧穿氧化及掺杂多晶硅层的制备。因此，能够有效地进行这两道工序的设备，变得尤为重要。

2017年-2022年，行业内主流电池技术仍是PERC技术，下一代技术行业内企业普遍看好HJT技术，没有主流设备厂商投入资源研发TOPCon技术所需的设备。

拉普拉斯就在这样的背景下应势而生。

拉普拉斯的创始人林佳继博士，毕业于新加坡南洋理工大学和厦门大学物理系，曾在新加坡太阳能研究所（SERIS）进行研究工作。他敏锐洞察到光伏行业在全球竞争中的核心战略地位，因此毅然决定回国。

凭借对行业的深刻理解，林博士较早预见到了光伏电池由P型向N型升级的趋势。2017年，拉普拉斯全球首创，率先将N型电池片工艺中的核心工艺硼扩散设备和LPCVD设备落地量产，提供了成熟、可靠的制备隧穿氧化层及掺杂多晶硅层解决方案，解决了行业技术转型升级的核心技术痛点。凭借积极和务实的生产经营，拉普拉斯也在本轮技术变革中获益。

公司招股书显示，在PERC技术逐步向新一代电池片迭代过程中，公司核心工艺设备完成了下游多个主流客户的覆盖，截至2023年年末，公司仍有116.7亿元的在手订单，保证了未来几年业绩的稳健增长。

而拉普拉斯之所以能够在行业变革的关键窗口期，迅速反应，并构筑高进入壁垒，源于公司对于“技术创新为第一生产力”这一理念的坚持。

林博士及其核心团队成员均拥有坚实的理工学科背景，并深耕光伏行业多年，这一优势为拉普拉斯奠定了坚实的技术基础。近年来，公司持续加大研发投入，从2020年至2023年，研发费用实现了从2731.78万元至2.32亿元的飞跃式增长，复合增长率超过100%，彰显了公司对技术创新的高度重视与坚定承诺。

从国家知识产权局获悉，截至目前，公司共获得已授权专利660件（其中发明专利73件），为持续创新提供了有力保障。

凭借着深厚的技术积累与过硬的团队，公司能够率先解决高效太阳能电池发展瓶颈的底层支撑，先后10余次协助下游客户刷新光伏电池片转换效率的世界纪录，并助力行业下游客户TOPCon、XBC等新型高效光伏电池片技术实现规模化投产和量产。

从P型转向N型的过程中，设备厂商也贡献了其一份力量。

二、结语

在光伏产业降本增效的永恒基调下，技术创新始终是推动行业发展的关键动力。那些能够将技术作为核心驱动的企业，往往能够更具前瞻性地把握行业发展的脉搏，持续走在代表产业未来趋势的前沿。

从 P 型 PERC 到 N 型 TOPCon 的转变过程中，我们看到了光伏电池企业和设备厂商的不懈探索与持续投入，他们不断挑战技术极限，推动着电池转换效率的提升，为行业发展开辟了新的道路。

展望未来，光伏行业仍有巨大的发展潜力。随着技术的不断进步，我们有理由相信，光伏电池的转换效率将进一步提高，成本将进一步降低，光伏发电在全球能源结构中的占比也将不断提升。在这个过程中，光伏企业和设备厂商需要继续携手合作，共同攻克技术难题，推动行业的可持续发展。

正如人类能源史的发展历程所展示的，每一次能源变革都带来了社会和经济的巨大进步。光伏作为新一代绿色能源，正站在时代的风口浪尖，肩负着推动全球能源转型的重任。而在这场能源革命中，技术创新将继续扮演着至关重要的角色，引领着光伏行业走向更加辉煌的明天，为人类创造一个更加清洁、美好的能源未来。