低辐照性能如何拉开优劣生差距？

在光伏技术的巅峰对决中，TOPCon技术犹如一位绝世高手，拥有着众多制胜秘籍，其绝对优势使之在光伏界稳坐王者宝座。

近日举行的五大龙头聚首的TOPCon论坛上，一个被反复提及的优势—TOPCon低辐照性能引起了广泛关注。

究竟什么是低辐照性能？它又为何成为TOPCon技术的一大亮点？

光伏系统全天候效能是关键

低辐照性能，顾名思义，指光伏组件在低辐照情况下的发电能力。

在低辐照条件下，由于组件接收的太阳辐射能量减少，光伏组件的输出功率会降低，这意味着在日照不足的地区或季节，光伏系统的整体发电量会受到影响。

在光伏组件的日常运行中，早晚时间段、阴天以及雨雪天气对太阳光的辐照强度有着显著的影响。实测数据显示，在春分或秋分时，早晚时段太阳直接辐射通常仅为正午时分的10-20%，这直接导致光伏组件的输出功率下降至峰值功率的10%左右。

STC标准测试就是基于辐照为1000W的条件下进行的测试。瞬时辐照只要低于1000W/m²，都可以认为是低辐照，而全球典型地区瞬时辐照强度<1000W/m²的时长占比达90%。

光伏组件的低辐照性能直接关系到光伏系统的发电效率和稳定性，对发电能力有重要影响。在全球绝大多数地区，特别是在中高纬度和多云地区，光伏组件在低辐照条件下的高效性能显得尤为重要。由此，开发和应用能在低辐照条件下保持高发电效率的光伏技术对于提升全球光伏系统的整体效能和经济性具有重大意义。

先天结构特性下的降维竞争优势

TOPCon具备更好的低辐照性能，XBC的低辐照性能更弱，这是由两者的结构特点决定的。

XBC技术通过将所有电极均置于电池背面，以减少正面遮光，提升效率。这一设计虽优化了光吸收，但也因为电池背面正负电极栅线数量多达200根以上，显著增加了漏电通道。这些额外的漏电通道，尤其是在电池栅线与n型或p型材料交界处，形成了潜在的漏电路径，导致漏电流增大。

相比之下，TOPCon技术通过在电池表面形成一层隧穿氧化层，有效减少了漏电通道。其漏电通道主要分布在电池的四周，而非栅线区域。这种设计大大减少了漏电路径，有效控制了漏电流，提升了电池的电气性能。

统计数据标明，当在电池在反偏12V的测试条件下，TOPCon电池漏电流平均约为0.05安培，而BC电池平均漏电流是2.5安培，是TOPCon的50倍之多；不仅如此，由于BC电池的漏电流离散度非常大，很多电池的漏电水平远超2.5安培。而漏电流越大，意味着并联电阻越小。根据理论推导和模拟推演，可知电池并联电阻（Rsh）越小，低辐照性能越差。XBC低并联电阻特性导致其低辐照性能相比TOPCon低了约5%。

反之，Rsh越大，低辐照性能越好。看上图可知，随着Rsh从5Ω提高到600Ω，电池的弱光性能逐步提升，尤其在200W/m²和400W/m²这样较低辐照条件下，高并联电阻电池相比低并联电阻电池的低辐照性能优势明显。因为正背接触结构电池的并联电阻Rsh比交叉指状背接触电极电池更大，正背接触结构电池的低辐照性能更好。TOPCon属于正背接触结构电池，低辐照性能更优。

此外，TOPCon电池采用了正背双面接触结构，这种结构有助于减少正面的栅线遮挡，提高电池的光吸收效率，而XBC技术虽然在正面扩大了有效发电面积，但其背面结构复杂，可能导致散热效率降低，影响在低辐照条件下的性能；另一方面，与XBC相比，TOPCon技术的钝化层可以有效减少载流子的复合损失，即使在光照不足的情况下也能保持较好的电池性能，这种钝化技术的优势在低辐照环境下尤为明显，有助于提高电池的能量转换效率。

种种测试数据及实证结果表明，低辐照性能越好，单瓦发电能力越高。根据青海辐照情况下模拟二者发电能力差异，结果显示由于低辐照优势，TOPCon比XBC单瓦发电能力提升约1%。

而基于常州实证进一步证明了优异的低辐照性能可带来更高的TOPCOn发电能力增益。从数据显示，在早上7-8点时，TOPCon 相比XBC高了6.9%；晚上在18-19点时，相对增益高达8.3%-8.4%。在目前消纳受限的情况下，早晚电价相对高，因此早晚低辐照发电效率越高，带来的电力价值越大。

TOPCon的低辐照优势是其在广泛行业中占据重要地位的关键因素之一，这种优势与TOPCon技术的双面率特性一样，是由其先天材料特性和工艺设计所决定的，从而在光伏领域展现出独特的竞争力。

全场景综合价值尽显

TOPCon具有双面率优势、低辐照优势；XBC具有BOS 成本优势、温度系数优势。

不同场景下TOPCon相比于XBC带来的客户增益：

双面场景下的综合价值=TOPCon双面率的优势+TOPCon低辐照的优势-XBC低BOS的优势-XBC低温度系数的优势。

单面场景下综合价值=TOPCon低辐照的优势-XBC低BOS的优势-XBC低温度系数的优势；

单双面场景中，考虑高低辐照及高低BOS，分别选取四种典型场景，计算综合客户价值；考虑初始投资、运维费用及总发电量等计算LCOE，数据如下：

(来源：《为什么未来5年内TOPCon是主流》)

明显看出，双面场景中，TOPCon具有绝对优势；单面场景大部分场景中，TOPCon具有相对优势；XBC仅在单面、高辐照、高BOS场景下具有优势，据统计，这部分场景应用市场占比仅10%。

随着光伏行业对高效发电需求的持续增长，双面发电凭借其显著优势已经成为市场主流，占比60%以上，据中国光伏协会预测，未来五年，双面发电市场占比将会超过70%。这种情况下，TOPCon的高双面率、低辐照双重优势将在70%以上的场景中得到充分发挥，而单面场景下的低辐照优势则支撑其领先另外20%的市场。

也就是说，TOPCon在90%的场景中具备优势，在全球70%以上的场景中具备绝对优势。

TOPCon技术凭借其在低辐照环境下的优异性能，为光伏系统带来了显著的发电增益。这种技术的高效率和稳定性不仅在单面发电场景中表现出色，而且在双面发电场景中的价值更加突出。TOPCon组件的高双面率和低辐照性能优势，使得在各种光照条件下都能保持较高的能量产出，从而有效降低了平准化度电成本（LCOE）。

结语

作为能源转型的关键推手，TOPCon技术的崛起绝非偶然，其背后有坚实的逻辑与优势支撑，光伏龙头企业的一致看好及终端用户对TOPCon技术的青睐，正是基于它在大部分场景下的卓越表现和更高的发电收益。在光照条件不佳时，TOPCon技术仍能够发挥其独特优势，确保稳定且高效的电力输出，这一特性使得光伏系统在各种环境下都能保持优异的性能，从而为客户带来更优的能源投资回报。

而客户价值，正是决胜市场的关键。