מדוע טכנולוגיית סוללות IBC לא הפכה לזרם המרכזי של התעשייה הפוטו -וולטאית?

לאחרונה הודיעה TCL Zhonghuan להירשם לאג"ח להמרה מ- MAXN, חברת אחזקות מניות, תמורת 200 מיליון דולר כדי לתמוך במחקר ופיתוח של מוצרי סדרת Maxeon 7 שלה המבוססים על טכנולוגיית סוללות IBC. ביום המסחר הראשון לאחר ההכרזה, מחיר המניה של TCL Central עלה בגבול. ומניות AIXU, שמשתמשות גם בטכנולוגיית סוללות IBC, כאשר סוללת ה- ABC עומדת להיות מיוצרת המונית, מחיר המניה גדל ביותר מארבע פעמים מאז 27 באפריל.

כאשר התעשייה הפוטו-וולטאית נכנסת בהדרגה לעידן ה- N, טכנולוגיית הסוללה מסוג N המיוצגת על ידי TOPCON, HJT ו- IBC הפכה למוקד המפעלים המתחרים על פריסה. על פי הנתונים, ל- TOPCON יכולת ייצור קיימת של 54GW, ויכולת ייצור תת-בנייה ויכולת ייצור מתוכננת של 146GW; יכולת הייצור הקיימת של HJT היא 7GW, ויכולת הייצור התחתונה שלה ויכולת הייצור המתוכננת שלה היא 180 ג'יגה-וואט.

עם זאת, בהשוואה ל- TOPCON ו- HJT, אין הרבה אשכולות IBC. יש רק כמה חברות באזור, כמו TCL Central, AIXU ו- LONGI Green Energy. הסולם הכולל של כושר הייצור הקיים, בבנייה ויכולת ייצור מתוכננים אינו עולה על 30 ג'יגה -וואט. עליכם לדעת ש- IBC, שיש לו היסטוריה של כמעט 40 שנה, כבר הוסחרו, תהליך הייצור התבגר, ולייעילות וגם בעלות יש יתרונות מסוימים. אז מה הסיבה לכך ש- IBC לא הפכה לנתיב הטכנולוגיה המיינסטרימי של הענף?

טכנולוגיית פלטפורמה ליעילות המרה גבוהה יותר, מראה אטרקטיבי וכלכלה

על פי הנתונים, IBC הוא מבנה תאים פוטו -וולטאי עם צומת גב ומגע גב. זה הוצע לראשונה על ידי SunPower ויש לו היסטוריה של כמעט 40 שנה. הצד הקדמי מאמצ את סרט הפסיבציה של Sinx/SiOX שכבה כפולה אנטי-השתקפות ללא קווי רשת מתכת; והפולט, השדה האחורי ואלקטרודות מתכת חיוביות ושליליות מתאימות משולבות בגב הסוללה בצורה משולבת. מכיוון שהצד הקדמי אינו חסום על ידי קווי רשת, ניתן להשתמש באור האירוע במידה המקסימאלית, ניתן להגדיל את האזור האפשרי האפשרי, ניתן להפחית את האובדן האופטי, ואת המטרה של שיפור יעילות ההמרה הפוטואלקטרית יכולה להיות מושג.

הנתונים מראים כי מגבלת יעילות ההמרה התיאורטית של IBC היא 29.1%, שהיא גבוהה מ- 28.7% ו- 28.5% מה- TOPCON ו- HJT. נכון לעכשיו, יעילות המרת הייצור ההמונית הממוצעת של טכנולוגיית תאי ה- IBC האחרונה של MAXN הגיעה ליותר מ -25%, והמוצר החדש Maxeon 7 צפוי לעלות ליותר מ -26%; יעילות ההמרה הממוצעת של תא ה- ABC של AIXU צפויה להגיע ל -25.5%, יעילות ההמרה הגבוהה ביותר במעבדה היעילות גבוהה עד 26.1%. לעומת זאת, יעילות ההמרה הממוצעת של ייצור המונים של TOPCON ו- HJT שנחשפו על ידי חברות היא בדרך כלל בין 24% ל- 25%.

בהנאה מהמבנה החד-צדדי, IBC יכול להיות ממוצא גם עם TOPCON, HJT, Perovskite וטכנולוגיות סוללה אחרות ליצירת TBC, HBC ו- PSC IBC עם יעילות המרה גבוהה יותר, כך שהיא ידועה גם כ"טכנולוגיית פלטפורמה ". נכון לעכשיו, יעילות המרת המעבדה הגבוהה ביותר של TBC ו- HBC הגיעה ל 26.1% ו -26.7%. על פי תוצאות הסימולציה של ביצועי תאי PSC IBC שנערכו על ידי צוות מחקר זר, יעילות ההמרה של מבנה 3-T PSC IBC שהוכנה בתא התחתון של IBC עם 25% יעילות המרה פוטו-אלקטרונית טקסטורה קדמית גבוהה עד 35.2%.

אמנם יעילות ההמרה האולטימטיבית גבוהה יותר, אך ל- IBC יש גם כלכלה חזקה. על פי הערכות המומחים בתעשייה, העלות הנוכחית לכל W של טופקון ו- HJT היא 0.04-0.05 יואן/W ו -0.2 יואן/W גבוהה יותר מזו של PERC, וחברות ששולטות במלוא כמו perc. בדומה ל- HJT, השקעת הציוד של IBC גבוהה יחסית, ומגיעה לכ- 300 מיליון יואן/GW. עם זאת, נהנים מהמאפיינים של צריכת כסף נמוכה, העלות לכל W של IBC נמוכה יותר. ראוי להזכיר ש- ABC של AIXU השיגה טכנולוגיה נטולת כסף.

בנוסף, ל- IBC מראה יפה מכיוון שהוא לא חסום על ידי קווי רשת מקדימה, ומתאים יותר לתרחישים ביתיים ולשווקים מבוזרים כמו BIPV. במיוחד בשוק הצרכנים הפחות רגיש למחיר, הצרכנים מוכנים יותר לשלם פרמיה עבור מראה אסתטי נעים. לדוגמה, למודולים שחורים, הפופולריים מאוד בשוק הבית בכמה מדינות אירופה, יש רמת פרימיום גבוהה יותר מאשר מודולי PERC קונבנציונליים מכיוון שהם יפים יותר להתאים לגגות כהים. עם זאת, בשל בעיית תהליך ההכנה, יעילות ההמרה של מודולים שחורים נמוכה מזו של מודולי PERC, בעוד של- IBC "היפה באופן טבעי" אין בעיה כזו. יש לו מראה יפה ויעילות המרה גבוהה יותר, כך שתרחיש היישום טווח רחב יותר ויכולת פרימיום חזקה יותר של המוצר.

תהליך הייצור בוגר, אך הקושי הטכני הוא גבוה

מכיוון של- IBC יש יעילות המרה גבוהה יותר ויתרונות כלכליים, מדוע כל כך מעט חברות מפרסות את IBC? כאמור, רק חברות ששולטות במלואן בתהליך הייצור של IBC יכולות להיות בעלות שהיא בעצם זהה לזו של PERC. לפיכך, תהליך הייצור המורכב, ובמיוחד קיומם של סוגים רבים של תהליכי מוליכים למחצה, הוא הסיבה העיקרית ל"הקבוצה "שלו פחות.

במובן המסורתי, ל- IBC בעיקר יש שלושה מסלולי תהליכים: האחד הוא תהליך ה- IBC הקלאסי המיוצג על ידי SunPower, השני הוא תהליך פולו-IBC המיוצג על ידי ISFH (TBC הוא מאותו מקור כמו שהוא), והשלישי מיוצג על ידי תהליך HBC של Kaneka. ניתן לראות בנתיב הטכנולוגי של ABC של AIXU כדרך הטכנולוגית הרביעית.

מנקודת המבט של בגרות תהליך הייצור, ה- IBC הקלאסי כבר השיג ייצור המוני. נתונים מראים כי SunPower שלחה בסך הכל 3.5 מיליארד חלקים; ABC תשיג סולם ייצור המוני של 6.5GW ברבעון השלישי של השנה. רכיבי הסדרה "החור השחור" של הטכנולוגיה. באופן יחסי, הטכנולוגיה של TBC ו- HBC אינה מספיק בוגרת, וייקח זמן לממש מסחור.

ספציפי לתהליך הייצור, השינוי העיקרי של IBC בהשוואה ל- PERC, TOPCON ו- HJT טמון בתצורת האלקטרודה האחורית, כלומר היווצרות אזור P+ משולב ואזור N+, שהוא גם המפתח להשפעה על ביצועי הסוללה ו בתהליך הייצור של ה- IBC הקלאסי, התצורה של האלקטרודה האחורית כוללת בעיקר שלוש שיטות: הדפסת מסך, תחריט לייזר והשתלת יונים, וכתוצאה מכך שלוש דרכי משנה שונות, וכל מסלול משנה תואם לתהליכים רבים כמו 14 14 שלבים, 12 שלבים ו -9 שלבים.

הנתונים מראים שלמרות שהדפסת המסך עם טכנולוגיה בוגרת נראית פשוטה על פני השטח, יש לה יתרונות עלות משמעותיים. עם זאת, מכיוון שקל לגרום למומים על פני הסוללה, קשה לשלוט על אפקט הסמים, ונדרשים הדפסת מסך מרובה ותהליכי יישור מדויקים, ובכך להגדיל את קושי התהליך ועלות הייצור. לתחריט לייזר היתרונות של סוגי סמים מורכבים וסמים נשלטים נמוכים, אך התהליך מורכב וקשה. להשתלת יונים יש מאפיינים של דיוק שליטה גבוהה ואחידות דיפוזיה טובה, אך הציוד שלה יקר וקל לגרום נזק לסריג.

בהתייחס לתהליך הייצור של ABC של AIXU, הוא נוקט בעיקר על שיטת תחריט הלייזר, ולתהליך הייצור יש עד 14 שלבים. על פי הנתונים שנחשפו על ידי החברה בישיבת חילופי הביצועים, שיעור התשואה של ייצור ההמונים של ABC הוא 95% בלבד, שהוא נמוך משמעותית מ- 98% מ- PERC ו- HJT. עליכם לדעת כי AIXU הוא יצרנית תאים מקצועית עם הצטברות טכנית עמוקה, ונפח המשלוח שלו מדרג במקום השני בעולם כל השנה. זה גם מאשר ישירות כי הקושי בתהליך הייצור של IBC הוא גבוה.

אחד ממסלולי הטכנולוגיה של הדור הבא של TOPCON ו- HJT

למרות שתהליך הייצור של IBC קשה יחסית, התכונות הטכניות מסוג הפלטפורמה שלו מציבות מגבלת יעילות המרה גבוהה יותר, שיכולה להרחיב ביעילות את מחזור חיי הטכנולוגיה, תוך שמירה על התחרותיות בשוק של ארגונים, היא יכולה גם להפחית את הפעולה הנגרמת כתוצאה מאיטציה טכנולוגית ו לְהִסְתָכֵּן. בפרט, ערימה עם טופקון, HJT ופרובסקייט ליצירת סוללת טנדם עם יעילות המרה גבוהה יותר נחשבת פה אחד על ידי הענף כאחד ממסלולי הטכנולוגיה המיינסטרים בעתיד. לפיכך, סביר להניח ש- IBC יהפוך לאחד ממסלולי הטכנולוגיה של הדור הבא של מחנות ה- TOPCON ו- HJT הנוכחיים. נכון לעכשיו, מספר חברות חשפו כי הן מבצעות מחקר טכני רלוונטי.

באופן ספציפי, ה- TBC שנוצר על ידי SuperPosition של TOPCON ו- IBC משתמש בטכנולוגיית פולו עבור ה- IBC ללא מגן בחזית, מה שמשפר את אפקט הפסיבציה ואת מתח המעגל הפתוח מבלי לאבד זרם, ובכך משפר את יעילות ההמרה הפוטואלקטרית. ל- TBC היתרונות של יציבות טובה, איש קשר פסיבטיבי סלקטיבי מעולה ותאימות גבוהה לטכנולוגיית IBC. הקשיים הטכניים של תהליך הייצור שלו טמונים בבידוד האלקטרודה האחורית, האחידות של איכות הפסיבציה של פוליסיליקון, והשילוב עם מסלול תהליך IBC.

ל- HBC שנוצר על ידי SuperPosition של HJT ו- IBC אין מגן אלקטרודה על פני השטח הקדמי, והוא משתמש בשכבת אנטי-השתקפות במקום TCO, שיש לו פחות אובדן אופטי ועלות נמוכה יותר בטווח אורך הגל הקצר. בשל אפקט הפסיבציה הטוב יותר ומקדם הטמפרטורה הנמוך יותר, ל- HBC יש יתרונות ברורים ביעילות ההמרה בקצה הסוללה, ובו זמנית, ייצור ההספק בקצה המודול גבוה גם הוא גבוה יותר. עם זאת, בעיות תהליכי הייצור כמו בידוד אלקטרודות קפדני, תהליך מורכב וחלון תהליכים צר של IBC הם עדיין הקשיים שמפריעים לתיעוש שלה.

ה- PSC IBC שנוצר על ידי סופרפוזיציה של פרובסקייט ו- IBC יכול לממש את ספקטרום הקליטה המשלים, ואז לשפר את יעילות ההמרה הפוטואלקטרית על ידי שיפור קצב השימוש בספקטרום השמש. למרות שיעילות ההמרה האולטימטיבית של PSC IBC גבוהה יותר מבחינה תיאורטית, ההשפעה על היציבות של מוצרי תאי סיליקון גבישיים לאחר הערימה ותאימות תהליך הייצור עם קו הייצור הקיים הם אחד הגורמים החשובים המגבילים את התפתחותו.

מוביל את "כלכלת היופי" של התעשייה הפוטו -וולטאית

מרמת היישום, עם פרוץ השווקים המופצים ברחבי העולם, מוצרי מודול IBC עם יעילות המרה גבוהה יותר ומראה גבוה יותר יש סיכויי פיתוח רחבים. בפרט, תכונות הערך הגבוה שלה יכולות לספק את המרדף של הצרכנים אחר "יופי", והוא צפוי להשיג פרמיית מוצר מסוימת. בהתייחס לתעשיית מכשירי הבית, "כלכלת המראה" הפכה לכוח המניע את הליבה לצמיחת שוק לפני המגיפה, בעוד שהחברות שמתמקדות רק באיכות המוצר ננטשו בהדרגה על ידי הצרכנים. בנוסף, IBC מתאימה מאוד גם ל- BIPV, שתהיה נקודת צמיחה פוטנציאלית בטווח הבינוני עד ארוך.

מבחינת מבנה השוק, נכון לעכשיו ישנם רק כמה שחקנים בתחום IBC, כמו TCL Zhonghuan (Maxn), Longi Green Energy ו- AIXU, בעוד שנתח השוק המופץ היווה יותר ממחצית הפוטו -וולטאיות הכוללות שׁוּק. במיוחד עם ההתפרצות המלאה של שוק האחסון האופטי האירופי למשק הבית, שהוא פחות רגיש למחיר, יעילות גבוהה ומוצרי מודול IBC בעלי ערך גבוה ככל הנראה יהיו פופולריים בקרב הצרכנים.