文|趕碳號
人無遠慮，必有近憂。當下光伏企業(yè)們除了拼成本、拼技術、拼市場、拼產業(yè)鏈以外，也在拼未來。
現(xiàn)在行業(yè)正處在從P型電池向N型電池的變革中。N型電池的三條技術路線TOPCon、HJT、IBC各有所長，都是企業(yè)研發(fā)的重點方向。這樣看起來，似乎下一代光伏技術的未來非常明確。
但是，隆基李振國認為：不論是現(xiàn)在風頭正勁的TOPCon，還是隆基綠能自己主打的HPBC，都只是過渡性技術路線，不是隆基綠能的終極目標。
那么，隆基綠能在光伏技術上的殺手锏，有可能是雙結光伏電池嗎？
單結晶硅電池正在接近極限效率，全行業(yè)大戰(zhàn)TOPCon，各家之間轉化效率差不多，同質化相當嚴重，降本將是關鍵。
但是，光伏電池的想象空間仍然很大，未來要想突破當下的范式牢籠，很有可能會是雙結電池甚至多結電池。
01、雙結電池實驗室效率，已達33.2%
可能很多人對雙結電池感覺很陌生。其實，HJT和鈣鈦礦組合而成的疊層電池，就是最熟悉的雙結電池。
如果不考慮成本，只考慮沖刺實驗室數(shù)據(jù)的話，光伏電池的“結”數(shù)，理論上可以有很多，轉化效率的天花板也很難摸到。
六結太陽能電池的發(fā)明者科學家John Geisz（左）和Ryan France
早在2020年4月，美國國家可再生能源實驗室 (NREL) 的科學家們就創(chuàng)造了一種六結太陽能電池，轉化效率高達 47.1%，這是迄今為止的光伏電池最高紀錄。
光伏電池核心結構為PN結和電極。PN結是半導體的空間電荷區(qū)。采用不同的摻雜工藝，通過擴散作用，將P型半導體與N型半導體制作在同一塊半導體(通常是硅或鍺)基片上，在它們的交界面就形成空間電荷區(qū)稱為PN結。PN結上可以產生電流。
單結電池就是只有一個PN結，雙結電池就是有兩個PN結。
雙結電池有兩個吸光層，每個吸光層可以對特定波長的光進行吸收，提高電池的全光譜光學吸收，從而提升電池轉換效率
我們都知道單結晶硅電池的效率極限是28.7%。但是近兩年世界各地的知名實驗室多次爆出電池轉換效率超過30%的新聞。其中包括：
2021年，美國能源部國家可再生能源實驗室 (NREL) 和新南威爾士大學的研究人員創(chuàng)造了一種具有兩個吸光層的電池，可以把32.9% 的陽光轉變成電。
2022年9月，荷蘭應用科學研究組織（TNO）、代爾夫特理工大學、埃因霍溫理工大學和比利時研究機構Imec將半透明鈣鈦礦太陽能電池與晶體硅相結合，實現(xiàn)了30.1% 的功率轉換效率。該電池也是四端串聯(lián)配置的太陽能電池。
今年4月，阿卜杜拉國王科技大學 (KAUST) 的研究人員開發(fā)出一種新型太陽能電池，創(chuàng)下33.2% 的功率轉換效率。雙面串聯(lián)太陽能電池在頂部有鈣鈦礦電池，在底部有紋理硅。
由KAUST開發(fā)的新型破鈣鈦礦疊層太陽能電池
其實，這些高轉換效率的電池都是雙結光伏電池。它們已經遠高于單結電池的轉換效率的極限。
國外實驗室屢創(chuàng)紀錄，占據(jù)全球光伏市場壟斷地位的中國企業(yè)，自然也不會忽視這個新的技術方向。
02、理論效率超40%，龍頭企業(yè)均已布局
在去年隆基綠能HPBC電池創(chuàng)下26.81%的世界紀錄時，李振國在接受媒體采訪時就提到：“未來5-10年內，雙結電池也有開發(fā)空間，有可能達到40%的實驗轉換效率，30%-35%的量產效率”。李振國表示，隆基在雙結電池方向已經取得了一些進展，會擇機公開。李振國也強調：“雙結電池產業(yè)化發(fā)展需要的時間較長，不是三五年可以解決的”。
雖然隆基對雙結電池的產業(yè)化的時間預期較遠，但是這并不會妨礙當下光伏企業(yè)們對雙結電池的展望。
其中，最積極的當屬光伏組件黑馬——一道新能源。
5月19日，一道新能源與澳大利亞新南威爾士大學（UNSW）簽署聯(lián)合研發(fā)戰(zhàn)略合作協(xié)議，共同啟動大于35%效率SFOS超高效新型太陽電池研發(fā)。其結構是以一道新能高效硅電池作為平臺電池，并在電池表面疊加具有單重態(tài)裂變特性的新型光電轉換薄膜材料，形成激子倍增生成過程，使太陽電池的量子效率超過100%。SFOS理論最高效率可以超過40%。SFOS電池具有成本低、效率高的優(yōu)點，符合光伏作為能源電力產品應具有高性價比的第一性原理。
新南威爾士大學對關注光伏的人來說很熟悉，它是前首富施正榮博士、一道新能首席技術官宋登元博士的母校。
已經在TOPCon上取得壓倒性優(yōu)勢的晶科能源在2022年年報中提到，“積極探尋未來鈣鈦礦與疊層電池產業(yè)化導入機會、30%以上效率的電池產品開發(fā)應用”。
現(xiàn)在，有企業(yè)在這方面已經做出一些成績。
天合光能在2022年年報中披露：公司聚焦高效鈣鈦礦/晶硅疊層電池技術的研究，已取得了一定的研究成果，經國際權威認證機構第三方測試：2022年7月，小面積鈣鈦礦/晶體硅兩端疊層太陽能電池實驗室效率達到27.9%，實驗室技術研發(fā)水平處于國內領先地位，入選2022太陽電池中國最高效率；2022年12月，效率已提升至29.2%。
通威股份的研發(fā)方向不僅是硅料，在電池領域同樣發(fā)力迅猛：在2022年，通威同步推進全背接觸電池、鈣鈦礦/硅疊層電池等前沿技術方面的研發(fā)，均取得積極進展。其中，鈣鈦礦/硅疊層實驗室已于報告期內投入使用，小尺寸鈣鈦礦/晶硅疊層電池實驗室第三方認證效率已經實現(xiàn)27.19%。
即使向來低調的晶澳科技，也公開披露：在2022年報告期內，公司已開展對全背接觸電池、鈣鈦礦及疊層電池技術的研發(fā)。
后記
國內企業(yè)在雙結光伏電池研發(fā)上完全一致，這充分說明，雙結甚至多結疊層電池，已經是行業(yè)共識。在大家共同努力下，雙結電池不會太遙遠，也許只要三五年時間。
上一輪的技術變局中，隆基依靠單晶、金剛線兩大技術修成光伏一哥；現(xiàn)在的雙結電池的技術路線，看起來更像是一個共同目標、是明牌。未來這三五年，誰又能殺出重圍，并以此成為新的王者呢？