2024年7月31日，由中國材料研究學會太陽能材料分會、云南大學和北京大學主辦的“2024太陽能科學與應用技術國際會議”在云南昆明舉行。會議邀請到中國太陽能科學領域的領軍人物，中國科學院李燦院士、李永舫院士及歐洲科學院唐軍旺院士出席大會并作大會開場報告。隨后，一道新能首席技術官、SEMI中國標準技術委員會主席宋登元博士，作為光伏產業特邀專家，發表了《晶硅技術：面向27%效率的產業化與未來發展方向》的主旨報告。宋登元博士從光伏技術迭代的第一性原理的視角，以及支撐光伏產業技術生命周期的三大要素：度電成本、電池效率與產業生態等方面對光伏進入N型技術時代、晶硅光伏的強大優勢和旺盛生命周期進行了全面分析。宋登元博士認為，未來15-20年甚至更長的周期內，N型晶硅技術仍是光伏產業的主流技術，將為實現中國的雙碳目標提供堅實的低碳能源支撐。

大會主席向宋博士頒發特邀報告證書

晶硅技術為什么稱王？

宋登元博士在報告中全面分析了我國晶硅光伏產業的制造優勢和市場現狀，并論述了高效晶硅光伏技術的產業化發展與促進產業化技術迭代的核心要素。宋登元博士指出，隨著光伏技術的全面進入N型時代，不僅推動了產業化電池效率的連續突破，技術發展也呈現出百花齊放的態勢。值得一提的是，TOPCon電池成為N型主流技術路線之后，面向27%效率的晶硅電池技術成為產業化的發展方向，展望未來，預計在晶硅電池效率接近其29.4%的理論極限之前，N型硅技術將持續引領行業潮流。

宋登元博士演講

早在2013年，宋登元博士就在《中國電子報》中撰文預測“晶體硅太陽能電池優勢地位將保持20年”。經過10余年的創新歷程，晶硅技術的光伏市場占有率已經提升到98%以上。隨著P型技術向N型技術的轉變，晶硅產業化電池效率大幅提升，成本快速下降，晶硅光伏技術再次展現出強大的生命力，因此在未來15-20年甚至更長的周期內，晶硅電池技術仍然是產業化的主流。

此外，作為一種光伏材料，晶硅具有其它光伏材料無法比擬的“三高一低+環境友好”的特點。第一，高穩定性：硅材料是由單一硅元素構成的金剛石晶體結構組成，該結構是最穩定的半導體，能夠支撐光伏電池30年甚至50年的穩定工作壽命；第二，高效率：晶硅電池實驗室效率已達到27.3%，接近其理論效率的92.5%，是目前唯一一款可以如此接近其理論極限效率的太陽電池。這主要受益于晶硅電池有良好的鈍化材料，如非晶硅、氧化硅、氧化鋁、氮化硅等，使其吸收的光子幾乎全部能夠轉化為載流子，量子效率超過95%；第三，低成本：硅在地殼中的含量達到27.6%，取之不盡，用之不竭，因而不受材料儲量的限制，目前其他光伏材料體系無法企及；第四，環境友好：硅無毒無害，對環境無污染，是一種綠色光伏材料。

晶硅有最低的LCOE？

在光伏技術的競爭賽道上，度電成本是衡量生命力的關鍵指標。晶硅電池以其無可比擬的低成本優勢，確立了其在光伏領域的領導地位。晶硅光伏技術的百花齊放，是持續降本增效的一個重要驅動力。過去十年，晶硅電池組件成本降低了95%，晶硅光伏不僅實現了平價上網，而且在許多地區其電價已經低于傳統的煤電上網電價。2021年，沙特光伏電站中標電價低至1.04美分/kWh，晶硅光伏發電已經成為全球最便宜的可再生能源。對于一個光伏技術的生命周期而言，最重要的能保持最低的LCOE時間，放眼未來，在15-20年時間內，還沒有其他的光伏技術能夠匹敵其長期低LCOE的優勢。

疊層時代仍然依賴晶硅？

晶硅電池的理論效率是29.4%，因此通過疊層電池技術持續提升電池效率是光伏技術未來發展的必經之路。由光伏產業第一性原理可得，使用晶硅電池作為底電池的疊層電池能夠實現最低的LCOE，因而，能夠支撐產業化疊層電池的最理想底電池便是高效晶硅電池。我國晶硅光伏有最完整產業鏈支撐，無論是晶硅的TOPCon、HJT還是BC，都是具有較高性價比的晶硅底電池。頂電池的選項較多，如鈣鈦礦、銅銦鎵硒（CIGS）、砷化鎵等。目前鈣鈦礦/晶硅疊層電池是一種比較好的組合方式，一道新能自主研發的具有高開路電壓的TOPCon適合作為低成本的底電池，上面疊鈣鈦礦，實驗室的小面積電池效率達到了32.3%。

一道新能鈣鈦礦/硅疊層電池技術路線

一道新能持續推動硅基太陽電池的效率提升，并與新南威爾士大學共同研發SFOS硅基激子裂分倍增電池技術，該技術能夠使未來的電池提效潛力超過40%。展望未來，晶硅光伏技術將持續發揮主導作用，并與多種光伏技術攜手并進，共同推動清潔能源的發展，為實現可持續的未來貢獻力量。