光伏電池技術從P型到N型，拉普拉斯（688726.SH）做對了什么？

人類經(jīng)濟發(fā)展史就是一部能源史。

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

但隨著工業(yè)化帶來的環(huán)境挑戰(zhàn)，特別是全球氣候變化問題的加劇，能源利用的模式亟需轉變。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，標志著人類必須完邁向更清潔且可持續(xù)的能源結構轉變。

光伏在這場能源革命中逐漸顯露出其獨特價值，成為重要的綠色能源。尤其在政策支持以及技術創(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，平價時代的光伏已然具備了更強的競爭力，其不斷超預期的裝機速度也側面印證了這一點。

盡管光伏裝機速度已經(jīng)十分快速，但截止2023年底，中國光伏發(fā)電量占比僅有6.1%，低于歐盟8.6%和印度6.3%，且離未來目標還有很大差距。英國埃克塞特大學此前發(fā)布的報告指出，未來幾年內太陽能將成為最有競爭力的能源。報告預測，到2044年，光伏發(fā)電將占全球發(fā)電量的50%以上。

在過去三年中，光伏行業(yè)技術也隨著裝機不斷迅猛發(fā)展。截止當前，N型TOPCon電池產(chǎn)能已超過600GW，光伏行業(yè)電池技術完成了從P型Perc到N型TOPCon電池的轉身，光伏轉換效率從23%提升至26%，極大地推動了行業(yè)的進步，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，即當太陽光照射半導體 PN 結時，PN 結兩端會出現(xiàn)電壓。這是光伏電池技術的理論基礎，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（BSF）電池，這種電池結構相對簡單，成本較低，在光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初期得到了廣泛應用。但 2018年，憑借著更低成本、更高轉換效率及更簡單的工藝，P型PERC電池迅速崛起，但PERC電池的極限轉化效率為24.5%。

光伏電池企業(yè)們沒有停下技術研發(fā)的腳步，開始著手研究N型TOPCon電池技術。

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

（來源：德國哈梅林太陽能研究所）

2013 年，TOPCon 技術概念由德國 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電池轉換效率創(chuàng)造 25.02% 的新世界紀錄。2021年年10月，實現(xiàn)8GWTOPCon電池量產(chǎn)。2022年，TOPCon技術開始規(guī)模化量產(chǎn)，逐步替代PERC技術。

光伏電池企業(yè)持續(xù)投入推動了行業(yè)的技術變革。

（來源：CPIA）

二、設備廠商提供工具

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

TOPCon電池片由PERC電池片的基礎架構升級而來，主要工序差別在于兩道：硼擴散與隧穿氧化及摻雜多晶硅層的制備。因此，能夠有效地進行這兩道工序的設備，變得尤為重要。

2017年-2022年，行業(yè)內主流電池技術仍是PERC技術，下一代技術行業(yè)內企業(yè)普遍看好HJT技術，沒有主流設備廠商投入資源研發(fā)TOPCon技術所需的設備。

拉普拉斯就在這樣的背景下應勢而生。

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和廈門大學物理系，曾在新加坡太陽能研究所（SERIS）進行研究工作。他敏銳洞察到光伏行業(yè)在全球競爭中的核心戰(zhàn)略地位，因此毅然決定回國。

憑借對行業(yè)的深刻理解，林博士較早預見到了光伏電池由P型向N型升級的趨勢。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散設備和LPCVD設備落地量產(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)技術轉型升級的核心技術痛點。憑借積極和務實的生產(chǎn)經(jīng)營，拉普拉斯也在本輪技術變革中獲益。

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

而拉普拉斯之所以能夠在行業(yè)變革的關鍵窗口期，迅速反應，并構筑高進入壁壘，源于公司對于“技術創(chuàng)新為第一生產(chǎn)力”這一理念的堅持。

林博士及其核心團隊成員均擁有堅實的理工學科背景，并深耕光伏行業(yè)多年，這一優(yōu)勢為拉普拉斯奠定了堅實的技術基礎。近年來，公司持續(xù)加大研發(fā)投入，從2020年至2023年，研發(fā)費用實現(xiàn)了從2731.78萬元至2.32億元的飛躍式增長，復合增長率超過100%，彰顯了公司對技術創(chuàng)新的高度重視與堅定承諾。

從國家知識產(chǎn)權局獲悉，截至目前，公司共獲得已授權專利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。

憑借著深厚的技術積累與過硬的團隊，公司能夠率先解決高效太陽能電池發(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換效率的世界紀錄，并助力行業(yè)下游客戶TOPCon、XBC等新型高效光伏電池片技術實現(xiàn)規(guī)模化投產(chǎn)和量產(chǎn)。

從P型轉向N型的過程中，設備廠商也貢獻了其一份力量。

三、結語

在光伏產(chǎn)業(yè)降本增效的永恒基調下，技術創(chuàng)新始終是推動行業(yè)發(fā)展的關鍵動力。那些能夠將技術作為核心驅動的企業(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)未來趨勢的前沿。

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

展望未來，光伏行業(yè)仍有巨大的發(fā)展?jié)摿ΑｋS著技術的不斷進步，我們有理由相信，光伏電池的轉換效率將進一步提高，成本將進一步降低，光伏發(fā)電在全球能源結構中的占比也將不斷提升。在這個過程中，光伏企業(yè)和設備廠商需要繼續(xù)攜手合作，共同攻克技術難題，推動行業(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了社會和經(jīng)濟的巨大進步。光伏作為新一代綠色能源，正站在時代的風口浪尖，肩負著推動全球能源轉型的重任。而在這場能源革命中，技術創(chuàng)新將繼續(xù)扮演著至關重要的角色，引領著光伏行業(yè)走向更加輝煌的明天，為人類創(chuàng)造一個更加清潔、美好的能源未來。