4月27日，中国电力企业联合会、德国莱茵TÜV集团、鉴衡认证中心、爱旭股份、隆基绿能于北京联合发布了《背接触（BC）电池技术发展白皮书》，围绕技术标准制定、应用规范完善和产业生态构建三大维度，系统解析了BC技术的产业化实施路径与可持续发展潜能。爱旭首席科学家王永谦出席活动并发表题为《BC技术产业化的抉择、突破与未来》的主题演讲。
*以下为精华版全文*
众所周知，P型技术，包括普通的单、多晶及PERC技术都已经完成了它们的历史使命。基于商业化的N型硅片的品质远高于P型，所以N型取代P型就成了太阳电池及组件技术迭代和效率升级的必然趋势。N型电池技术的结构类型主要有四种，分别是PERT、HJT、TOPCon和BC电池。N型时代高效电池的一个显著特征是对于金属化电极下面的钝化接触高度重视，四种电池中PERT电池的电极下面没有钝化接触，复合损失大，效率低，不具有量产价值；HJT电池虽然拥有正负极的双极钝化，但是受光面的寄生吸收严重，效率提升受到限制，另外工艺成本也还比较高；TOPCon是典型的单极（负极）钝化接触，另外一极（正极）没有钝化接触，造成的效率损失比较大。BC电池不仅具有双极钝化，而且正面没有栅线遮挡，无论从光学设计方面还是电学性质方面都是最完美的结构选择，因而具有最接近晶硅太阳电池理论极限效率的量产效率。BC电池又可细分为三种：分别是隧穿氧化层多晶硅钝化接触的、非晶硅异质结钝化接触的、以及这两种钝化接触混合的BC电池。
典型的、具有图形化设计概念的BC电池的原型器件是在半个世纪前的1975年由普渡大学的两位研究者制备的，当时的电池效率达到了17%。但是由于技术难度和成本太高，一直未能实现GW级以上的规模量产和出货，使得这一在电池结构与转换效率上具有巨大优势和潜力的技术类型长期被排除在晶硅电池主流产品之外。
从P型到N型，很多同行选择了进步空间相对较小、技术难度相对较低的Topcon和HJT作为产品研发和更新换代的努力方向。爱旭在对太阳电池技术现状及其中长期发展趋势认真洞察和谨慎分析的基础上，选定技术难度高、挑战大、但进步空间更大的BC作为我们从P型PERC电池向下一代电池技术演进的方向，期望能够跳过中间一些过渡型技术路线的选择，取得更进一步的产品技术领先。因此我们在2016年分别设立了BC电池研发、组件研发和新型金属化研发3个实验室，专注于BC产品技术领域的各项研发工作，其中重点是隧穿氧化层多晶硅钝化的全背接触，我们把这个产品命名为ABC（即 All Back Contact），把这个产品技术作为产业化的主攻方向。在随后的几年中分别建成BC电池及组件的中试和量产线，首次实现了BC技术的大规模产业化。其中的几个里程碑事件分别是：2021年6月发布无银金属化技术的ABC产品；同年10GW级无银金属化ABC电池、组件实现量产，电池效率达到26.5%；2023年12月发布70%及以上双面率的ABC产品；同年15GW 级的高双面率ABC组件实现量产，电池效率达到27.2%；2024年6月发布25.2%组件效率的ABC满屏组件产品，15GW的满屏ABC电池组件项目开始投建。
爱旭第三代黑洞系列“满屏”组件产品
在BC技术的研发和产业化过程中，爱旭在硅片、电池、组件三个环节都取得了关键性的技术突破，与此同时进行了一系列的核心知识产品布局，截至目前完成了BC相关的1100多件专利的申请，获得授权400多件，预计25年授权专利将达到700余项。下面具体介绍一下关键技术突破方面的内容。
首先，硅片环节，由电池效率与硅片电阻率的关系曲线中可以看到，真正高的电池效率对应的是高阻，传统拉晶技术产出的低阻硅片不能胜任高效率BC电池的制作。 新一代拉晶技术——轻掺杂超导磁控（LD-MCZ）拉晶技术以及低压拉晶技术，实现了硅片从传统的低阻高氧向高阻低氧的转变，为BC电池提供了27%以上的量产效率空间。
另外从结构及电输运方面来看，BC电池的载流子输运和收集路径显著长于传统的前后接触的电池（例如TOPCon)，客观上就要求具有更高的体寿命，新一代的轻掺杂高阻低氧硅片很好地满足了这一要求。
电池环节，在过去，BC电池制备基本上都是采用一步法来同时制备p、n区的隧穿氧化层、甚至包括多晶硅层。例如，先制备统一的隧穿层和多晶硅前驱体层，然后在需要制备p区和n区的上面分别沉积磷硅玻璃层和硼硅玻璃层，然后再通过统一的高温退火实现p区和n区多晶硅的掺杂。这种方案的显著缺点是无法满足p、n区对隧穿层实际上的不同要求，p、n区的钝化接触性能只能折中考虑；爱旭发展的两步法制备钝化接触膜层的技术路径，不仅消除了p区更高温制备对n区的不利影响，而且更重要的是实现了p、n区隧穿层和掺杂层的分别制备，方便实现p、n区各自的钝化接触的最优化。
p、n区隧穿层分别制备的两步法
隧穿氧化层和多晶硅的质量决定着钝化接触性能的好坏。通过对热平衡过程进行热场模拟，重构高温管内的热力学平衡体系，在层流控制与钝化动力学之间找到黄金平衡点，以及开发智能应力场均衡系统，运用CFD流体力学仿真实现温度场±0.5℃超精密控制，我们成功地制备出了钝化质量高、膜层应力低、一致性良好的n区和p区钝化接触，为ABC电池量产效率超过27%创造了必要条件。
图形化是BC电池大规模量产的关键步骤，事关低成本和高良率能否实现。传统的半导体掩膜光刻方法工序多、工艺复杂、成本高、良率控制难度高，难以适用于批量生产。爱旭开发并首次使用的超快激光（飞秒、皮秒、亚皮秒）刻蚀方法，非常简捷和高精密度、高重复性地实现了BC电池的图形化。以足够低的成本、足够高的产能的实现极大的推动BC技术大规模产业化。
原则上0BB技术通过取消电池主栅，让焊带与细栅直接连接，从而可以消除电流在主栅线上的传输损耗，是提高电池效率和组件功率的有效方法。但是这种取消主栅的设计很难避开因焊接质量降低而引起的组件可靠性降低的负面影响。爱旭在0BB电池结构设计、关键设备改良与工艺革新方面的一系列思考和发明，有效的规避了焊带与细栅线焊接不良的普遍问题，率先在BC电池上实现了0BB量产技术的突破，不仅进一步提高了BC电池及组件的转换效率，也有效地提高了BC电池及组件的双面率。
光伏已经迎来了TW时代，TW时代光伏用银的少银化要求更加迫切，为此爱旭在BC电池金属化量产线上持续推进少银化和无银化的技术进步。2024年基于对钢板印刷技术的理解和摸索，结合BC电池和组件针对性设计方面的不断改进，终于找到了BC电池图形化与钢板印刷优势的契合点，制定出在BC电池规模量产线上导入钢板印刷技术的通用方案，为BC技术实现少银化、迅速降低金属化成本及时寻找到了一个突破口。
爱旭一直致力于太阳电池的无银金属化的技术攻关，经过长期不懈的努力，终于全面克服了湿制程金属化过程中的诸多技术障碍，成功开发出了适用于BC电池大规模产业化的无银金属涂布技术。在光伏技术发展史上，首次实现了10GW级的无银金属化太阳电池的稳定量产，量产效率和良率超过使用银浆的电池线。基于这一成果，可确保光伏产业无需再为TW时代因贵金属资源瓶颈的问题而担忧。
BC太阳电池正负极均布置在同一面，且具有复杂的图形设计，如何方便、准确、批量的测试，是个相当具有挑战性的问题。传统电池测试都是基于探针接触的测试，难以直接适用于BC电池。爱旭为此另辟蹊径，针对BC电池特别开发出一套非接触的测试设备和方法，这种方法无需探针，避免了探针引起的硅片断裂，没有因接触不良而导致的测量误差，探针零消耗，电池上也不需要专门用于测试的接触点，不仅适用于MBB的BC电池，也非常好的适用于0BB的BC电池。
N型ABC电池关键技术突破——非接触测试
BC电池的双面率一直是个备受关注的问题。在爱旭研究和批量生产ABC电池之前，BC电池的双面率少有解决思路，爱旭通过多年的重视和不懈努力，成功攻克了BC无双面率或低双面率的魔咒，首次将BC电池及组件双面率显著提升到70%以上并继续改进，明显地拓展了BC产品的应用场景。与此同时，在确保双面率不降低的前提下，BC电池效率和组件功率的持续提升也一直在进行中。
当前组件环节的关键技术，首先是0BB串焊。0BB串焊接通常会因铜焊带与银细栅线之间的熔合或粘合质量差而造成不良。虚焊和过焊的比例很高，导致组件的可靠性和安全性出问题。基于无银金属化的专有技术，爱旭成功地解决了这一挑战。铜焊带和铜细栅的合金化质量非常好，几乎没有虚焊和过焊问题的存在，组件输出功率和可靠性得到了充分保障。
传统组件的版面具有电池片不能覆盖、不发电的无效区域，占比约7.2%。降低这些区域的占比，可以进一步提升组件的发电功率。基于BC电池的单面焊接技术特点和优势，爱旭创造性的开发出电池片充满整个组件版面的满屏技术，不仅通过“一”字叠焊消除了片间的留白乃至串间的留白，更将汇流条全部隐藏于背面，显著提高了电池片在组件中的屏占比，从而实现了更高的组件效率。
以下简单介绍ABC产品优势，其中之一是ABC电池显著的抗隐裂优势。下图展示了在电池片撞击测试实验中、ABC电池由于机械强度高而碎裂风险低于传统电池的效果。
针对光伏组件普遍存在阴影遮挡降低发电量、持续发热可能引燃、风险高的技术问题，爱旭创新发展出具有智能关断和即时导通的微型电路设计技术，为BC组件中的每一张电池片量身定做了导电通道，有效避免了其他类型组件普遍存在的局部阴影遮挡造成的组件发电效能受损乃至完全损坏的问题。阴影遮挡下发电性能对比实验结果显示，在单片电池片完全遮挡的情况下，ABC组件相当于传统组件发电量可多30%。在更多电池片发生遮挡的情况下，ABC组件的发电优势更加显著。
得益于ABC电池优异的钝化效果，电池及组件的特殊结构设计，ABC组件的温度系数仅为-0.26%/℃，工作温度为80℃时相对于传统组件功率增益可达1.7%。
ABC组件还具有优秀的高温抑制能力。根据TÜV测试报告，在相同的热斑测试条件下，ABC组件的表面温度比传统组件低近50℃，大大降低了火灾风险。
ABC组件更低的衰减特性。ABC组件首年和逐年的衰减系数分别是小于1%和0.35%，在30年的生命周期内，与传统组件相比，衰减率降低了1.5%。100 MW光伏电站输出功率估算表明，采用ABC组件可实现0.71%的功率增益。
结合ABC组件前述的优点，如正面无栅线、高温抑制能力和抗隐裂性能，可以大幅度降低组件失效的风险，铸就ABC组件高可靠、低失效风险的硬核标签。
基于在硅片、电池和组件三个环节的技术突破，爱旭ABC产品实现了大规模的量产。基于产品质量和性能方面的显著优势，爱旭ABC产品在国际高端光伏组件市场上备受青睐。自2023年起，爱旭已连续26次蝉联全球商用光伏组件量产效率排行榜榜首。位列榜首的组件规格是2382*1134的标准尺寸，效率高达24.2%。与此同时在研发中试线上，2024年我们首度实现了25%以上的BC组件效率，2025年我们期望在BC产品技术研发和产业化方面取得更进一步的突破。
展望下一代电池技术，我们认为是基于BC电池之上的某种结构和功能的叠加或组合；其中光子倍增和钙钛矿/BC叠层是比较重要和易于实现的方向。光子倍增可将单个高能光子转变为多个低能光子，有效避免光电转换过程中高能光子能量的热化损失，从而显著提高电池光谱响应的量子效率；钙钛矿与BC的叠层、特别是钙钛矿和BC的三端叠层具有最高的理论和实际应用场景下的转换效率。
