文 | 华夏能源网

编者按：科技创新是推动能源转型的核心驱动力。由“资源为王”到“技术为王”，能源产业的底层逻辑已发生根本性转变，科技创新的价值在不断增强。

中国在能源科技创新上取得了诸多突破性进展，如高效高功率光伏电池、钙钛矿技术、超大型风机、先进储能、氢能与燃料电池、能源互联网与智能电网等。但科创之路无坦途，要实现零碳未来的美好愿景，科技创新仍需克服诸多难题和障碍。

为探寻能源科技创新的前沿方向，探索开放创新、协同创新、跨界创新的最优路径，汇聚全球智慧推动绿色低碳转型，华夏能源网特别推出「对话CTO：能源科创“领航者”访谈计划」。

本文为系列访谈的第④篇，华夏能源网（公众号hxny3060）独家对话天合光能副总裁、光伏科学与技术全国重点实验室副主任陈奕峰。

生于1985年的陈奕峰，今年不到四十，是光伏龙头企业中最年轻的技术负责人。

在同事们眼中，他总是那么温文尔雅、和风细雨，大家都亲切地称呼他为“陈博士”。

陈奕峰本科就读于中山大学物理科学与工程学院，本打算考经济学硕博走金融的路子，2008年偶然一次去沈辉教授的实验室参观后，他的人生方向彻底改变。

沈辉教授是光伏领域的知名专家，早年曾在德国夫琅禾费研究所（Fraunhofer）留学，回国工作后创办了中山大学太阳能系统研究所。在这次参观中，陈奕峰清晰地看到了太阳能的巨大价值和光明未来，当时就认定“这就我一直在找的方向，一定要跟沈老师搞太阳能”。

后来，陈奕峰成为沈辉教授的博士。2011年11月，作为联合培养博士生前往德国Leibniz汉诺威大学深造，师从国际太阳电池物理专家Pietro P.Altermatt。2013年博士毕业后，陈奕峰加入天合光能光伏科学与技术国家重点实验室，第一份工作是“首席科学家Pierre Verlinden博士的技术助理。”

Pierre Verlinden是全球知名的光伏科学家，2017年获得了“中国政府友谊奖”——中国政府授予在华工作外国专家的最高荣誉。他的姓名首字母P、V，也同时是Photovoltaic（光伏）和Virus（病毒）的首字母，他便时常戏称他们这群做光伏科研的人是“中了光伏的毒”。

自此，陈奕峰也“中毒很深”，一头扎进光伏事业，开启了自己的追光之旅。

在天合光能，陈奕峰历任主任工程师、高级经理、研发副总监、研发总监等职务。2020年11月，任天合光能技术工程中心负责人，负责整个技术团队的运营和管理。2022年6月，担任光伏科学与技术全国重点实验室副主任。

回顾这十余年的职业生涯，陈奕峰对华夏能源网说：最为艰巨的一段科研突破，是从0到1参与了TOPCon技术的产业化落地，也很荣幸见证了TOPCon产品的历史性崛起。

2013年，德国Fraunhofer研究所提出了一种全新的电池结构TOPCon电池（隧穿氧化层钝化接触技术），实验室效率高达25.8%。天合光能迅速跟进，买回了国内第一台LPCVD(低压化学气相沉积法）装备做TOPCon。陈奕峰带领团队研究后发觉，Fraunhofer的这个结构非常学术化，没法进行产业化。

经过深入研发创新，陈奕峰带领团队做出一系列重大改进，做出了双面TOPCon电池，并命名为“i-TOPCon”，意为工业版的TOPCon电池。这得到了Fraunhofer研究所高效晶体硅组长Stefan W.Glunz教授的高度赞赏和认可。

2019年，天合光能将一个多晶电池车间改造出来做TOPCon，率先在光伏行业内迈出了TOPCon产业化的第一步。

“当时PERC电池占据‘霸主’地位，要想挑战它很难。而TOPCon的成本、良率、可靠性都要一一解决，但装备、材料和行业生态一个都没有。当时硅片都是p型的，n型硅片几乎没有。在这种情况下，要把一个技术打通是极其困难的。”

作为挑战者，陈奕峰和团队成员已经将转换效率已经达到行业领先——23%（比PERC电池高出1.5个百分点），而要将产品真正推向市场，仍要一关一关过，包括尺寸的突破、市场竞争的挑战。

“幸运的是，我们做到了。”陈奕峰向华夏能源网回忆道，“不过这段经历曾让我困扰了很久。我一直不停地问自己，怎样才能把先进技术从研发带到产业化，而且实现商业成功？”

基于对这一番“挫折”的反思，陈奕峰总结出了光伏技术发展的“六条产业化规律”（硅片尺寸规律、技术转移定律、效率提升规律、装备迭代定律、材料的可持续发展、成本下降的规律）。他据此写成的论文，以最高评分被推荐到四年一次的世界光伏大会开幕式上第一个做报告。陈奕峰还由此获得美国国际电子技术与信息科学工程师协会（IEEE）颁发的2023年度“Stuart R.Wenham青年专家奖”。

“六条产业化规律”中，关于硅片尺寸演化的规律总结，是很重要的一条。通过技术推导，陈奕峰很巧妙地发现了210产品相比182产品更优，这为天合光能坚定力推210大硅片技术提供了重要理论支撑。

从“六条产业化规律”中，可以清晰见到天合光能技术创新的底层逻辑。陈奕峰总结为“双轮驱动”——一方面是坚持市场导向和客户需求导向，另一方面是对更高光电效率、更低度电成本的技术创新本源的追求。

回顾中国光伏这20多年的跌宕起伏和连续数次的技术路线之争，陈奕峰坚定认为，技术创新才是行业破卷的正确道路。对于以科技力量让中国光伏变得更好，他始终充满兴趣和热情。

“我坚信未来行业要想健康发展，就不应再卷价格，而应卷创新；同行间的关系，应是差异化竞争的同时又能形成良性的合作。”陈奕峰对华夏能源网表示。

以下为华夏能源网与陈奕峰的深度对话全文：

推动TOPCon产业化

华夏能源网：回顾近10年的光伏发展历程，TOPCon替代PERC、n型迭代至p型，是继单晶取代多晶后最重要的技术革命。在推动TOPCon产业化落地中，你和天合光能技术团队做了哪些重要工作？

陈奕峰：我们现在都知道，TOPCon是目前绝对主流的技术。实际上这个结构最先是2013年德国Fraunhofer研究所提出的，当时的实验室效率就做到了25.8%。但是这个结构非常学术，没法产业化。我们在推动TOPCon产业化落地中做了几项工作，我觉得还是非常振奋的。

Fraunhofer研究所做的是2*2cm的小电池，是背面全镀银的单面电池，正面是电镀做正电极。我们认为未来肯定是双面电池的时代，就把背面的镀银全部拿掉，变成了丝网印刷的双面电池结构，同时做了各种改良，比如硅片用Cz硅片替代了FZ硅片，包括工业级硼扩技术等技术。这变成了一个新的结构，我们称为i-TOPCon，i就是industrial，工业版的TOPCon电池，天合光能创造的TOPCon工业化电池结构。为了这个命名，我专门写信给Fraunhofer，向研究高效晶体硅的组长Stefan W.Glunz教授介绍了我们的创新和命名想法，他听了非常高兴。后来他只要讲到工业化的TOPCon结构，一定会讲天合光能和i-TOPCon。我觉得这样很好，我们尊重他们的贡献，他们也承认我们的成果。

2019年，我们的TOPCon电池光电转换效率做到了24.58%，创造大面积TOPCon电池的世界纪录，入选了国家能源局光伏发电先进技术应用基地项目（超级领跑者项目），在陕西铜川和山西长治做500兆瓦的示范电站。后来我们就开始推进TOPCon的大规模产业化，虽然遇到的困难很多，但我们很高兴的是，TOPCon成为了继PERC之后的新的主流技术。

华夏能源网：在推进TOPCon产业化落地中，遇到了哪些困难？都是怎么解决的？

陈奕峰：要将一个学术化的电池变成可产业化的电池，而且要做到世界纪录，这是第一难。TOPCon结构应该是什么样的？不能完全把Fraunhofer文献上的东西拷贝出来，那是不行的，一定要做大量的创新、调整。

很多实验室的电池效率很高，但上了产线就做不出来这个效率，在工艺流程上要做很多创新。把整套的东西变成产业化，良率起码要做到95%以上，并且是成本可控的，这是第二难。

很幸运的是，我们做到了。我们打通了全部流程，做出了功率425瓦的TOPCon组件。当我们认为都通了的时候，卡点出现了，因为行业里硅片尺寸的发生带来了巨大的不确定性，TOPCon这个新产品的市场竞争力面临严峻考验。当然我们后来通过引入210大硅片技术，很好的解决了这个问题。

210是最优尺寸

华夏能源网：因为对不同硅片尺寸的看好，2020年光伏龙头企业分化形成了182和210两大阵营，掀起了持续数年的尺寸之争。你如何看待尺寸之争？从技术上看有最优尺寸吗？

陈奕峰：2020年底，公司选我作为工程技术中心的负责人，上任后第一项工作就是要把硅片尺寸研究透。通过研究1982年到2020年差不多40年的硅片发展史，我发现，新一代的硅片面积必须要比上一代大50%以上，才能在未来十年保持主流地位，否则这个尺寸用不了多久就会被淘汰，由此我提出了硅片尺寸的“十年50%定律”。

用这条规律来看光伏市场上出现的各种硅片，基本是符合的。天合光能坚定选择的210技术路线，也符合这个规律——增量超过60%，5年来已成为行业共同选择。

尺寸混乱曾经给光伏产业链带来巨大的创伤，对客户也极其不友好。客户买了一堆支架，组件安装孔调整后，支架就都没用了。所以我们就希望有一个稳定的、标准的尺寸，这对行业而言是极其有价值的，这就是天合做210的初心。

我们通过210产品，终结了尺寸混乱的时代，重新回到了统一标准，这对于行业是非常有意义的一件事。

华夏能源网：2022年4月，天合发布了210R系列组件，不同于210组件的210mm*210mm硅片，210R组件采用的是210mm*182mm的矩形硅片。为什么会推出这款产品？是外界解读的对182阵营的妥协吗？

陈奕峰：不是妥协，是面向最优的求解。我们非常开放，如果当时算出来友商的尺寸更好，我们也会选择友商的尺寸。问题是这个最佳尺寸是什么？后来我们研究透了，创新性提出了最佳组件尺寸设计，其他设计如果不选择这个尺寸，那他就不是最优尺寸，在市场竞争处于劣势。最后大家都是一个尺寸，就标准化了。

我们去研究友商为什么做182，其实是出于几个考虑：一是当时既有的一些产能，产线限制无法做到更大；二是客户的边界，客户在安装、使用中的成本等。通过研究我提出了第二个问题：尺寸的演进到底应该遵循什么标准？是不是越大越好？

如果单纯从制造和供应链角度看，答案是肯定的，因为更大的电池会带来更大的通量，所有的通量成本都会快速下降，所有的非硅成本也会下降。如果放弃制造思维，从客户思维考虑这个问题呢？那就要考虑应用场景，要最大化利用屋顶、土地，用最低的成本带来最高的发电量。我们就研究，是否可以设计一款屋顶面积用到极致、运输成本降到极致的产品？

我们研究了客户各种的屋顶，包括各种的边界条件，最后求解出了210mm*182mm的尺寸选项，继而提出了210R“黄金尺寸”组件版型设计。产品做出来后客户特别满意，同样的屋顶提高了6%左右的安装量，集装箱利用率更是达到了98.5%。

所以我们说，做最好的组件，一定不是说你有什么能力就造什么东西，而是跟客户、市场之间的双向奔赴。这两个放在一起考虑，就是天合做产品的思路。

TOPCon主流地位难撼动

华夏能源网：在很多个场合，天合光能都表达了对TOPCon这一主流电池技术的看好。目前天合TOPCon研发进展怎么样？

陈奕峰：今年10月份，我们发布了光电效率25.9%的i-TOPCon电池，超过了Fraunhofer创造TOPCon时25.8%的效率纪录，是这么多年TOPCon的效率纪录第一次被打破，这是非常振奋的。一般来讲，原始创造的结构很难被打破，像新南威尔士大学大学提出PERC结构时最高电池效率是25%，行业里搞了这么多年都没超过。但是TOPCon不一样，突破“天花板”就意味着还有再提升的空间。

11月20日，我们宣布了新的研究成果。经德国哈梅林太阳能研究所（ISFH）下属的检测实验室认证，我们研发的n型双面i-TOPCon电池效率达到26.58%，创造了TOPCon太阳电池效率新的世界纪录，这也是天合光能第28次创造和刷新世界纪录。

虽然取得了一些成绩，但我们也很清楚TOPCon的理论极限实际上是28.7%，效率提升的空间还相当大。天合光能拥有全国重点实验室，我们必须努力去冲击极限，这是下一步的主攻方向。

华夏能源网：具体来说，TOPCon在进一步提高效率和降低成本方面，在哪些方向上有可挖掘的空间？

陈奕峰：这里涉及多个方面的优化。一是光学上，更好地简化结构。TOPCon目前的电池结构还是单面钝化接触，未来肯定是走向正背面全钝化结构，提升效率。第二个很重要的工作，贱金属（对贵金属）的取代。现在光伏用银还比较重，将来应该有新的贱金属替代方案出来。我们在好几个方面都取得了突破，这些单点技术会往产业化逐步转移。这样就形成了研发一代、应用一代的节奏，拉动TOPCon产业的整体提升。

华夏能源网：今年8月，天合、晶科、晶澳、通威、一道五大龙头企业的CTO齐聚上海，就TOPCon电池技术进行研讨，大家一致认为未来五年内TOPCon技术都将是主流。做出这个判断的逻辑是什么？

陈奕峰：对，这是非常确信的，未来5年不可能有什么技术能去挑战TOPCon的主流地位。可能在一些细分市场、特殊应用场景，会有一些新技术跑出来，比如异质结，它的双面率好，温度系数低，特别适合高温、高辐照地区，有其独特价值。准确来说，未来几年应该是TOPCon作为主流、其他技术协同发展的局面。

实际上，光伏产品的效率由两部分决定，第一部分是器件理论结构，第二部分是效率提升速度。第一层意思，结构决定了效率的上限，也就是理论极限。第二层意思，效率提升速度是动态的，只要你有足够的资源、跑得够快，就能尽可能地触达上限。在讨论光伏技术的时候，如果把这两层放下去，就可以看得很清楚。

很多人喜欢拿HJT、BC技术跟TOPCon做对比，但基本还只是在第一个层面的对比。从第二层面看，TOPCon是会跑得够快。我们有1000GW的全产业链生态，有群体创新，力量足够强。在达到TOPCon结构的理论极限之前，TOPCon的优势不会消失。除非是达到了极值，这时候就要换结构，更换技术路线。现实是，我们离TOPCon28.7%的结构极值还很远。

BC是不是下一代主流技术？

华夏能源网：关于下一代主流电池技术，是行业争论的热点。这其中，BC的呼声最高。我知道天合在很早之前就在研究BC电池，并且很多次创造世界纪录，后来为什么没再继续研究？是不看好BC电池方向么？

陈奕峰：BC这个叫法，我们一直强调是不准确的。学术界当中BC是包含多种技术，包括MWT、EWT和IBC。现在所谓的BC，准确的叫法应该叫IBC，这是上世纪美国科学家发明的，交叉指状全背电极Interdigitated back contact cell，行业内都叫BC，实际上是混乱了。天合在IBC上的研究投入很多，我们2010年就拿了国家863项目课题研究，在IBC技术上有很好的积累，在头部企业里是领先的，并且还在持续研究中。

我们的技术研发，首先要对“什么是时代的主流技术”做出明确判断。天合作为行业领军企业，不能把主流技术丢了去做其他边缘技术。要紧紧抓住主流，这是毫不动摇的，在此基础上再对其他技术进行跟进研究，做全面的技术布局。

主流技术决定了主流产品。其他特殊场景的技术，要不要变成产品？这需要评估。IBC产品的成本是不是能降下来？客户价值有多大？客户感不感兴趣？我们有一系列的评估流程。此外还要考虑供应链、市场端等等方面。综合来看，IBC目前还不能满足我们对主流技术、主流产品的要求。

IBC规模化应用还需要解决很多问题。首先是降本，现在它的投资成本很高，1GW产线要比TOPCon高1亿以上。我们算来算去，基本上单瓦要高出1毛钱左右，而现在客户能接受的额外溢价就是6分到1毛钱。其次是可靠性，这也是我们在研发过程中发现并且要重点攻克的难点。比如紫外衰减，TOPCon现在大概是2%以内，IBC可能要到3%，做得不好的企业的组件紫外衰减甚至达到5%。如果没有解决这个问题，对客户的组件衰减承诺是无法实现的。除非做了新的结构，但是做新结构成本又会增加。

华夏能源网：从市场上的现有IBC产品看，其效率优势确实较为明显，这会不会对TOPCon产品带来竞争压力？

陈奕峰：IBC电池的特点是，电极都挪到了背面，正面无遮挡，受光面积大。这种设计还减少了电流传输路径，降低电阻，从而提高电池性能。IBC电池的理论转换效率极限为29.1%，略高于TOPCon电池的28.7%。

目前，行业在龙头企业的带动下，已经迈入TOPCon 2.0时代，组件正面功率提升了30-40W。除此之外，TOPCon 2.0组件在双面率、低辐照、温度系数、可靠性方面均有显著提升和卓越表现。无论是在大型地面电站、双面场景还是高价值市场，TOPCon 2.0均具有显著优势。

即使是未来到了叠层电池时代，TOPCon能很方便叠加钙钛矿做叠层，但BC做叠层工艺就复杂了。另外，钙钛矿、晶体硅叠层的最核心不是效率而是可靠性，可靠性是决定所有叠层电池走通的关键。换句话说，BC的高效优势在叠层电池上不再是优势。目前来看，我们认为TOPCon应该是成本最低、可靠性最高的，最有希望做叠层的。

如何看待专利战？

华夏能源网：回顾中国光伏发展史，您觉得中国光伏为什么能从落后于人快速发展到领先国际？技术创新在其中起到什么作用？

陈奕峰：我觉得是几个方面综合作用的结果。首先是国家战略和国家政策上强有力的支持，没有政府支持的话，中国光伏无法成长到今天这样；二是整个行业的技术创新，这种创新是多元的、多维度的。很多技术最先在国外诞生，中国又做了更多的创新和改进，做出了很大的贡献；三是完备的产业链支撑。中国是世界顶级的光伏制造基地，形成了多晶硅、电池到组件的完善的产业集群，构筑了强大的全产业链自主可控竞争优势，这些国外无法比拟的。

华夏能源网：当前中国光伏行业陷入了严重的内卷和恶性竞争，行业呼吁以技术创新来破解难题。这是不是症结问题所在？

陈奕峰：技术创新肯定是解决内卷和恶性竞争非常重要的部分，是解决内卷非常重要的手段。但不完全靠技术创新，这里面还有业态、生态的东西，需要政府、协会、企业共同去努力构建，提升综合体系，只有这样我们才能走出内卷、价格战的泥潭，真正走向高质量发展。

除了鼓励创新，更要保护创新。创新是很困难的，也很痛苦的，而且需要大量的投入。没有保护是对创新巨大的伤害，企业投入那么多做创新，其他企业零成本获得创新成果，最后的结局就是大家都不做创新了，互相抄作业，这样整个行业都会停滞不前。我觉得大家应该去卷投入、卷创新，做出来成果后大家共同发展进步，在创新过程中大家协同合作，这才是技术创新的良性生态。

华夏能源网：最近一两年来，关于专利的诉讼、纠纷密集出现。您从技术专家的角度看，是开源更好还是严格保护更好？

陈奕峰：我觉得要看不同的发展阶段。新技术发展初期，主要矛盾是如何使它健康、快速的发展，这时候适当的开放可能更有利于行业发展。你不能搞太强的壁垒和太封闭的围栏，这样更多资源都进不来，开源才有助于快速凝聚资源、形成生态。

当技术发展到足够成熟的阶段，完全开放是有问题的。它应该是形成一定的秩序，建立一定的规则，比如知识产权保护，应该是遵循“多劳多得”的经济学原则。做了创新投入更多的人，理应享受创新的成果，而没有创新投入的企业就不应该不劳而获。现在光伏行业应该是从第一阶段逐渐迈入第二阶段，我们要去建立这些秩序，为更多原创性创新培植上肥沃的土壤。

（转载请标明出处，文章来源：华夏能源网，微信号：hxny3060）