1961年，William Shockley等人根據細致平衡原理在只考慮輻射復合作為電子－空穴對唯一的復合機制的理想情況下，通過(guò)計算得出p-n結太陽(yáng)能電池的效率極限為30％；2013年，弗勞恩霍夫太陽(yáng)能研究所依據Lambertian（朗伯）陷光模型將單晶硅理論效率極限修正為29.43%；2018年哈梅林太陽(yáng)能研究所最終修正為29.56%，即晶硅電池在沒(méi)有任何損失的完美狀態(tài)下，轉換效率為29.56%。

而為了接近這一理論極限，一系列電池技術(shù)先后提出，不斷迭代。其中，BC技術(shù)最早于1975年由美國普渡大學(xué)實(shí)驗室提出。傳統太陽(yáng)能電池，正面柵線(xiàn)會(huì )產(chǎn)生遮擋，有3%-5%甚至更多的光線(xiàn)被反射、被浪費，BC技術(shù)則把太陽(yáng)能電池板正面柵線(xiàn)置于背面，擴大光照面積提高發(fā)電量。

這個(gè)概念聽(tīng)起來(lái)容易，但實(shí)現起來(lái)難度相當大。電池結構的變化讓柵線(xiàn)工藝難度陡然提升：柵線(xiàn)要導電，要很密集，不能短路，還要跟PN結接觸。把柵線(xiàn)放到組件背面，意味著(zhù)組件背面的交叉結構設計難度呈幾何指數增長(cháng)，其復雜程度堪比集成電路設計。


光伏行業(yè)之前同質(zhì)化競爭激烈，恰恰是BC這種“有門(mén)檻”的技術(shù)，才能真正讓光伏企業(yè)之間拉開(kāi)差距。在此背景下，2016年，陳剛董事長(cháng)決定，愛(ài)旭要開(kāi)發(fā)高難度、高門(mén)檻的技術(shù)，憑借技術(shù)優(yōu)勢確立愛(ài)旭的領(lǐng)先地位。遵循著(zhù)追求最接近光電極限轉換效率這條“第一性原理”，愛(ài)旭踏上了N型ABC的技術(shù)攻關(guān)之路。

一時(shí)間，“愛(ài)旭押注BC賽道”“愛(ài)旭豪賭新技術(shù)路線(xiàn)”的聲音四起，但對于愛(ài)旭來(lái)說(shuō)，這并非一場(chǎng)賭博，而是經(jīng)歷實(shí)驗對比后的堅定選擇。在2016年正式錨定N型ABC路線(xiàn)前，愛(ài)旭的技術(shù)專(zhuān)家們已經(jīng)在實(shí)驗室中對不同技術(shù)路線(xiàn)進(jìn)行了嘗試，HJT、砷化鎵、TOPCon……在對比了各類(lèi)技術(shù)的優(yōu)劣后，N型ABC成為了愛(ài)旭給出的答案。

2016年至今，愛(ài)旭完成了N型ABC技術(shù)從小規模實(shí)驗到大規模、低成本、高質(zhì)量、高效量產(chǎn)的突破式發(fā)展。愛(ài)旭N型ABC電池量產(chǎn)轉換效率已達27.2%，是目前最為接近理論極限效率的技術(shù)。




“好的開(kāi)始是成功的一半”，憑借對極致效率的追求，愛(ài)旭選擇了N型ABC這條艱難但正確的道路。但要真正突破N型ABC技術(shù)的高門(mén)檻，把實(shí)驗室里的先進(jìn)技術(shù)拿到市場(chǎng)上變?yōu)榭沙鍪鄣纳唐?，需要設備、材料、工藝、管理等各方面的協(xié)作達到極致。

愛(ài)旭N型ABC追求極致的高標準、嚴要求，從硅片制備環(huán)節便已開(kāi)始。原先，光伏行業(yè)普遍采用傳統直拉法（RCZ），由于石英坩堝的溶解，硅棒會(huì )不可避免地有氧混入，含氧量往往在12.5ppma以上。氧含量升高會(huì )影響硅片結晶性及少子壽命，從而直接影響電池片轉換效率。為提升硅片質(zhì)量，愛(ài)旭開(kāi)發(fā)了輕摻雜超導磁控直拉法（LD-MCZ），通過(guò)附加穩定磁場(chǎng)抑制硅熔體內的對流，顯著(zhù)降低了硅片含氧量，少子壽命較傳統技術(shù)提升近10倍。這種高阻低氧的高質(zhì)量硅片，為晶硅電池突破到27%以上的量產(chǎn)轉換效率打開(kāi)了通道，也為電池和組件技術(shù)的進(jìn)步奠定了重要基礎。


有了超越一般水準的硅片，突破性的電池工藝也得以充分施展。為了完成復雜的背面結構圖形化，愛(ài)旭獨家應用了超快激光圖形化技術(shù)，通過(guò)飛秒、皮秒、亞皮秒超快激光一步法完成復雜的圖形化加工，對實(shí)現N型ABC低成本、高產(chǎn)能和高良率的規模量產(chǎn)至關(guān)重要；通過(guò)優(yōu)化組件結構，N型ABC實(shí)現了陰影發(fā)電優(yōu)化與更優(yōu)溫度系數，組件在無(wú)遮擋時(shí)擁有更好的散熱，在有遮擋時(shí)避免熱斑現象發(fā)生，將“高效率”直觀(guān)地展現到終端用戶(hù)面前……

目前，愛(ài)旭N型ABC組件量產(chǎn)效率已達24.2%，并連續18個(gè)月蟬聯(lián)TaiyangNews組件量產(chǎn)效率榜首。材料領(lǐng)先、工藝領(lǐng)先、效率領(lǐng)先、客戶(hù)體驗領(lǐng)先……正是一系列專(zhuān)利技術(shù)工藝的“護城河”，保障了愛(ài)旭的核心競爭力，也體現著(zhù)愛(ài)旭對光伏產(chǎn)品的極致追求。



光伏技術(shù)的迭代總是在原先的技術(shù)基礎上不斷改進(jìn)提升，許多企業(yè)都曾嘗試對一些現有工藝進(jìn)行改良突破，但大多以失敗告終。為什么唯獨在愛(ài)旭實(shí)現了一系列技術(shù)工藝的突破，并最終形成了N型ABC？


浙江義烏，愛(ài)旭太陽(yáng)能全球光伏聯(lián)合創(chuàng )新中心的五樓大廳門(mén)口，屹立著(zhù)一座珠穆朗瑪峰的雕塑模型。愛(ài)旭N型ABC追求極限效率的創(chuàng )新之路，與攀登珠峰這場(chǎng)極限挑戰別無(wú)二致；N型ABC從技術(shù)突破到規模量產(chǎn)，也離不開(kāi)一個(gè)個(gè)“攀登者”的不懈努力與無(wú)畏精神。

無(wú)銀金屬化涂布技術(shù)，是陳剛董事長(cháng)在N型ABC技術(shù)研發(fā)之初就瞄準的方向，擺脫對銀的依賴(lài)對N型ABC意義重大，只能成功不能失敗。作為核心技術(shù)專(zhuān)家之一的ZL，從最初的實(shí)驗室小試、中試到最終量產(chǎn)，幾乎全年無(wú)休地守在實(shí)驗室，在實(shí)驗裝置前從白天忙到黑夜；實(shí)驗好不容易告一段落，抬頭一瞧，常常又是東方既白；即便是難得的短暫休息時(shí)間，仍在用一通通電話(huà)詢(xún)問(wèn)現場(chǎng)情況，為技術(shù)人員提供指導。


對科研人員來(lái)說(shuō)，那段日子無(wú)疑十分煎熬，但也充滿(mǎn)開(kāi)創(chuàng )性與挑戰性。正是無(wú)數個(gè)像ZL一樣的優(yōu)秀同事日日夜夜地傾注心血、攻堅克難，才使得一項項極高難度的技術(shù)門(mén)檻得以攻克。

而愛(ài)旭之所以能用更快步伐在技術(shù)突破方面領(lǐng)先行業(yè)，最重要的一點(diǎn)便是企業(yè)追求極限的基因。來(lái)到愛(ài)旭的研發(fā)人員，本身喜歡鉆研，想突破自我、做更具挑戰性與開(kāi)創(chuàng )性的工作，這種追求極致的精神與企業(yè)精神十分契合，在創(chuàng )新的土壤上更容易創(chuàng )造出突破性成果。

企業(yè)做自主研發(fā)和技術(shù)創(chuàng )新，面臨巨大的成本壓力；做成功了還要面臨被抄襲的風(fēng)險。陳剛董事長(cháng)堅持走創(chuàng )新道路的魄力、遠見(jiàn)與勇氣，以及公司管理層能夠突破資源限制推動(dòng)研發(fā)投入的執行力，都是愛(ài)旭這種以技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢為核心競爭力的公司所不可或缺的。也正是由于這份對研發(fā)的高度重視，才能不斷吸引優(yōu)秀技術(shù)人員共聚愛(ài)旭這一平臺，讓N型ABC技術(shù)得以落地。

科研工作就像登山，每當克服眼前的挑戰、成功登頂，巨大的成就感與喜悅之情油然而生；但這份喜悅可能馬上就會(huì )歸于平靜，因為登高望遠之后，另一座更高的山頭映入眼簾，新的挑戰已經(jīng)開(kāi)始。“單結晶硅理論效率”這一峰頂還等著(zhù)光伏行業(yè)去征服，這場(chǎng)屬于愛(ài)旭的攀登之旅也將繼續。

（講述者：愛(ài)旭N型ABC技術(shù)負責人）