一、项目简介

发展可再生清洁能源是实现巴黎气候协议的根本途径，已经成为世界大多数国家的共识。光伏发电在可再生能源中占据了核心的地位。随着光伏平价上网时代的逐步接近，大量发达国家和发展中国家都制定了光伏发展规划路线图。在未来二三十年，光伏行业仍将有着巨大的发展前景。然而近年来，由于光伏技术的跳跃式发展，效率显著提高，国内产业政策的调整，光伏企业间竞争加剧，迫切需要新技术提效降本，增强竞争力。

国际上公认，钝化接触技术（Passivatedcontact）的极限效率比目前主流的钝化发射极及背接触（PERC）技术高出1.5%，是下一代产业化用高效电池结构，如图1(a)所示。隧穿氧钝化接触（TOPCon）是钝化接触家族中具有独特优势的一种技术：它高度兼容现有技术，仅需增加2-3台核心设备即可对现有产线升级换代，在实现显著提效的同时无需太多资本投入，因而受到学术界和产业界的高度关注，被认为是一种最具产业应用前景的技术之一。成功开发下一代高效TOPCon技术，将帮助企业占领下一轮发展的制高点。目前，中国最大的几家光伏企业，如晶科、天合、晶澳、中来、东方日升等已在开发TOPCon技术，其他有研发能力的电池制造企业和装备制造企业大都也有计划开展相关研究。

二、合作内容

（一）涉及到的主要相关技术简介

主流PERC技术通过氧化铝/氮化硅实现表面钝化，同时通过金属电极与硅的局部接触实现载流子收集。这使得该技术在效率提升方面存在两个限制因素：一是表面存在一定比例的金属/硅高复合区，限制了钝化指标的提升；二是局部电极接触增加了载流子的输运距离和复合概率，限制了填充因子（FF）的提升。TOPCon技术则采用超薄氧化硅和重掺杂硅薄膜实现全背面的高质量钝化和载流子选择收集，完全避免金属与硅的接触，显著提升钝化和接触性能。

单面饱和电流密度（J0）是评价钝化效果的核心指标，该值越低则代表钝化效果越好。PERC技术的J0在60-90fA/cm2左右，而TOPCon的J0在10 fA/cm2以下。由于钝化的改善，TOPCon电池的预期效率在25%左右，比PERC电池高出1.5%。此外，TOPCon结构还采用一维载流子传输收集结构，简单可靠，无需激光开孔，与现有产线高度兼容等优点。因此，TOPCon被广泛认为是下一代产业用高效晶硅电池的标准结构。

（二）拟合作区域及合作对象

2018年，全世界新增光伏装机容量达到90GW以上，总产值在4000亿元以上。目前，钝化发射极及背部技术（PERC）已经成为主流技术。如果要继续提高电池效率，采用钝化接触技术是必然的选择，如图1(a)。目前，市场上有两种钝化接触技术，一种是硅异质结（HIT或SHJ），另一种就是TOPCon。两种技术不同之处在于，HIT技术需要重新购买产线，而TOPCon技术可以通过升级已有PERC产线而获得。因此，TOPCon技术成为许多现有PERC电池制造商的最优选择。开发TOPCon技术或TOPCon核心装备，都能直接服务光伏制造企业，打开数千亿的大市场，具有巨大的经济价值。

（三）拟合作模式

技术咨询、技术服务、技术委托、技术开发、技术转让、技术许可、产业化