2023年には、TOPConセルの最高効率は26.89%に達し、量産平均効率は25.5%、モジュールの最高効率は24.76%に達する。 TOPConはPERCとHJTを上回り、品質と規模の二重改善の先駆けとなる。
中国の太陽光発電産業は「ゼロから」
当初、中国の太陽光発電産業は、原材料なし、市場なし、コア技術なしの「三ない」状況に直面していた。
中国太陽光発電産業協会が2023年中国PV産業年次総会で発表した最新データによると、主要なPV生産チェーンにおける中国の生産能力の世界シェアは80％を超え、世界の多結晶シリコンの90％以上、太陽電池ウエハーの約98％、太陽電池セルの85％以上、太陽電池モジュールの80％以上を生産している。 同時に、中国は世界最大の太陽光発電市場になった。 昨年12月20日のエネルギー局の最新データによると、2023年1月から11月までに新たに設置された太陽光発電量は163.8GWに達し、前年同期比116.95％増加した。
太陽電池技術の「反復的アップグレード」
太陽電池技術は、セルの変換効率の向上を中心に、BSFアルミバックフィールドセル、PERCセル、TOPConベースのn型セルという3つの世代を経てきた。
2016年以前は、第一世代のPVセル技術はBSFセル技術が主流であった。この時期の主なPV企業には、Trina Solar、Suntech Power、Atos、JA Solar、Yingli、Savi LDK、JinkoSolar、CLP Solar、ReneSola、GCL-Polyが含まれる。
世界市場の成長に伴い、隆基緑色エネルギー、東方日の出、通威、アイシュウなどの企業の急成長に代表されるように、彼らは引き続き研究開発力を向上させ、新技術を自主開発し、同時に地元の設備メーカーと協力して、プロセスや技術の研究開発を最適化するようになった。
2018年、両面PERCセルが業界の主流となり、業界は太陽電池技術の第2世代であるPERC時代に突入した。
CPIAの統計によると、PERCセルの市場シェアは2021年に91％に達する。一方、中国のPV生産設備は基本的に模倣から国産化への移行を実現し、産業規模は400億元を超えた。
2022年、トリナ・ソーラーの太陽光発電科学技術国家重点研究所は、210個の高効率PERCセルの最高セル効率が24.5%に達し、世界記録となったと発表した。
TOPConテクノロジー「青天の霹靂」
2018年から2019年にかけて、JinkoSolar、LONGi Green Energy、Trina Solar、Zhonglai、LinYang、Hevel、REC GroupはTOPConの技術開発に目を向けた。
TOPCon（Tunnel Oxide Passivated Contact）は、2013年にドイツのフラウンホーファー太陽エネルギー研究所によって初めて提案された。TOPCon技術は、基板材料としてn型シリコンを使用し、元のPERCセルのバックプレーン領域に酸化物トンネル層を追加して光電変換効率を向上させるもので、理論変換効率の限界は28.7％である。
従来のp型単結晶セルと比べ、n型セルは高い変換効率、高い両面レート、低い温度係数、光の減衰がない、弱い光の効果が良い、キャリアの寿命が長いなどの利点がある。しかし、技術的な困難もあり、ボロン拡散装置、トンネル層＋p-ポリ層（トンネル酸化とドープされたポリシリコン層）の準備を増やす必要がある。
ラプラスが開発した低圧化学蒸着コーティング装置は、この問題をうまく解決し、TOPConセルのコアプロセス装置となり、N型IBCとP型IBCの大規模大量生産の問題も解決した。ラプラスが提供したコアプロセス設備を備えた生産ラインのうち、TOPCon、ABC、HPBC、およびさまざまな新しい高効率太陽電池技術ルートをカバーする累積生産能力は100GWを超えたと報告されている。
Nセル技術が市場に浸透し続け、中国の太陽光発電設備産業規模は2022年に650億元を超え、前年比62.5％増となる。太陽光発電設備の製造は、大容量化と効率的な自動化の方向で発展を続けている。
太陽光発電産業市場は「好転の兆し」
現在、中国のPV産業は新たな調整サイクルを迎えているが、長期的には、エネルギー転換が世界的なコンセンサスになるにつれて、PV設備市場はまだ大きな可能性を秘めている。IEAの予測によると、2020年から2030年にかけて、PVの設備容量は年平均成長率21％で5TW近くまで増加し、世界の電力設備容量に占めるPVの割合は30％以上に上昇する。
（文・編集 星野）
