Zakaj tehnologija IBC baterije ni postala glavni tok fotonapetostne industrije?

Pred kratkim je TCL Zhonghuan napovedal, da se bo naročil za konvertibilne obveznice od delniškega podjetja Maxn, za 200 milijonov ameriških dolarjev za podporo raziskavam in razvoju svojih izdelkov Maxeon 7 Series, ki temeljijo na IBC Battery Technology. Prvi dan trgovanja po objavi se je cena delnice TCL Central dvignila za mejo. In Aixu delnice, ki uporabljajo tudi tehnologijo IBC baterije, z baterijo ABC, ki naj bi se množično proizvajala, se je cena delnic od 27. aprila zvišala za več kot 4-krat.

 

Ko fotovoltaična industrija postopoma vstopa v obdobje N-tipa, je tehnologija baterij N-tipa, ki jo predstavljajo TopCon, HJT in IBC, postala žarišče podjetij, ki se potegujejo za postavitev. Glede na podatke ima TopCon obstoječo proizvodno zmogljivost 54GW ter premajhna in načrtovana proizvodna zmogljivost 146GW; Obstoječa proizvodna zmogljivost HJT je 7GW, njegova premajhna in načrtovana proizvodna zmogljivost pa 180 GW.

 

Vendar v primerjavi s Topcon in HJT ni veliko IBC grozdov. V bližini je le nekaj podjetij, kot so TCL Central, Aixu in Longi Green Energy. Skupna obseg obstoječih, v gradbeništvu in načrtovanih proizvodne zmogljivosti ne presega 30 GW. Vedeti morate, da je IBC, ki ima v preteklosti skoraj 40 let, že komercializiran, proizvodni proces je dozorel, tako učinkovitost kot stroški pa imajo določene prednosti. Torej, kaj je razlog, da IBC ni postal glavna tehnološka pot industrije?

Platforma tehnologija za večjo učinkovitost pretvorbe, privlačen videz in ekonomičnost

Po podatkih je IBC fotovoltaična celična struktura s hrbtnim stikom in hrbtnim stikom. Prvič ga je predlagal SunPower in ima skoraj 40 let zgodovino. Sprednja stran sprejema dvoslojni film o pasivacijskem filmu Sinx/SiOX brez kovinskih mrež; in oddajalec, zadnje polje in ustrezne pozitivne in negativne kovinske elektrode so v hrbtni strani baterije integrirane v interdigirani obliki. Ker sprednje strani ne blokirajo mrež, lahko v največji meri uporabimo incidentno svetlobo, učinkovito območje, ki oddaja svetlobo dosežen.

 

Podatki kažejo, da je teoretična meja učinkovitosti pretvorbe IBC 29,1%, kar je višja od 28,7% in 28,5% TopCon in HJT. Trenutno je povprečna učinkovitost pretvorbe množične proizvodnje najnovejše IBC celične tehnologije dosegla več kot 25%, novi izdelek Maxeon 7 pa naj bi se povečal na več kot 26%; Pričakuje se, da bo povprečna učinkovitost pretvorbe AIXU -jeve celice ABC dosegla 25,5%, kar je največja učinkovitost pretvorbe v laboratoriju. Učinkovitost znaša kar 26,1%. V nasprotju s tem je povprečna učinkovitost pretvorbe množične proizvodnje TOPCON in HJT, ki sta jo razkrila podjetja, na splošno med 24% in 25%.

IBC, ki ima koristi od enostranske strukture, lahko nadevate tudi z TopCon, HJT, Perovskite in drugimi tehnologijami baterij, da tvorijo TBC, HBC in PSC IBC z večjo učinkovitostjo pretvorbe, zato je znana tudi kot "tehnologija platforme". Trenutno je največja učinkovitost laboratorijske pretvorbe TBC in HBC dosegla 26,1% in 26,7%. Glede na simulacijske rezultate uspešnosti PSC IBC celice, ki jo je izvedla tuja raziskovalna skupina, je učinkovitost pretvorbe 3-T strukture PSC IBC, pripravljena na spodnji celici IBC s 25-odstotno učinkovitostjo fotoelektrične pretvorbe sprednje teksture, kar 35,2%.

Medtem ko je končna učinkovitost pretvorbe višja, ima IBC tudi močno ekonomijo. Glede na ocene strokovnjakov v industriji so trenutni stroški na W TOPCON in HJT 0,04-0,05 juana/w in 0,2 juana/w višji kot pri PERC-u, in podjetja, ki v celoti obvladajo proizvodni proces IBC, lahko dosežejo enake stroške kot perc. Podobno kot HJT je tudi IBC -jeva naložba opreme razmeroma visoka, saj doseže približno 300 milijonov juanov/GW. Vendar pa so v korist od značilnosti nizke porabe srebra stroški na W IBC nižji. Omeniti velja, da je ABC ABC ABC dosegel tehnologijo brez srebra.

Poleg tega ima IBC lep videz, ker ga na sprednji strani ne blokirajo mrežne črte in je bolj primeren za scenarije gospodinjstev in porazdeljene trge, kot je BIPV. Potrošniki so še posebej na manj občutljivem potrošniškem trgu, ki je več kot pripravljeni plačati premijo za estetsko prijeten videz. Na primer, črni moduli, ki so zelo priljubljeni na gospodinjskem trgu v nekaterih evropskih državah, imajo višjo premijsko raven kot običajni PERC moduli, ker se lepše ujemajo s temnimi strehami. Vendar pa je zaradi problema postopka priprave učinkovitost pretvorbe črnih modulov nižja kot pri PERC modulih, medtem ko "naravno lep" IBC nima takšnega problema. Ima čudovit videz in večjo učinkovitost pretvorbe, zato je scenarij aplikacije širši razpon in močnejšo zmogljivost izdelka.

Proces proizvodnje je zrel, vendar je tehnična težava velika

Ker ima IBC večjo učinkovitost pretvorbe in gospodarske prednosti, zakaj tako malo podjetij, ki nameščajo IBC? Kot že omenjeno, imajo lahko samo podjetja, ki v celoti obvladajo proizvodni proces IBC, stroške, ki so v bistvu enaki kot pri PERC -u. Zato je kompleksen proizvodni proces, zlasti obstoj številnih vrst polprevodniških procesov, temeljni razlog za njegovo manj "grozdje".

 

V tradicionalnem smislu ima IBC predvsem tri procesne poti: ena je klasični IBC postopek, ki ga predstavlja SunPower, drugi pa je Polo-IBC postopek, ki ga predstavlja ISFH (TBC je istega izvora, kot je), tretji pa je predstavljen avtor Kaneka HBC Process. Tehnološko pot ABC v AIXU lahko štejemo za četrto tehnološko pot.

 

Z vidika zrelosti proizvodnega procesa je klasični IBC že dosegel množično proizvodnjo. Podatki kažejo, da je SunPower poslal skupno 3,5 milijarde kosov; ABC bo v tretjem četrtletju letošnjega leta dosegel množično proizvodno lestvico 6,5 GW. Sestavni deli tehnologije "Black Hole". Relativno gledano, tehnologija TBC in HBC ni dovolj zrela in bo potreboval čas za uresničitev trženja.

 

Posebna za proizvodni postopek, glavna sprememba IBC v primerjavi s PERC, TopCon in HJT leži v konfiguraciji zadnje elektrode, to je tvorba interdigitirane P+ in regije N+, kar je tudi ključ do vpliva na delovanje baterije . V procesu proizvodnje klasičnega IBC konfiguracija zadnje elektrode vključuje predvsem tri metode: tiskanje na zaslonu, lasersko jedkanje in ionsko implantacijo, kar ima za posledico tri različne podvrte, vsak podvrsta pa ustreza toliko procesov kot 14 koraki, 12 korakov in 9 korakov.

 

Podatki kažejo, da čeprav je zaslonski tisk z zrelo tehnologijo na površini videti preprost, ima znatne stroške prednosti. Ker pa je enostavno povzročiti napake na površini baterije, je dopinški učinek težko nadzorovati in je potrebno več zaslonskih tiskanja in natančnih postopkov poravnave, s čimer se povečajo težave in proizvodni stroški. Lasersko jedkanje ima prednosti nizkih tipov dopinga z nizkim sestavljanjem in nadzorovanim dopingom, vendar je postopek zapleten in težaven. Ionska implantacija ima značilnosti visoke kontrolne natančnosti in dobre difuzijske enotnosti, vendar je njegova oprema draga in je enostavno povzročiti poškodbe rešetke.

 

Glede na proizvodni proces ABC AIXU sprejema predvsem metodo laserskega jedkanja, proizvodni postopek pa ima kar 14 korakov. Glede na podatke, ki jih je družba razkrila na seji borze uspešnosti, je stopnja množičnega donosa ABC le 95%, kar je bistveno nižje od 98% PERC in HJT. Vedeti morate, da je AIXU profesionalni proizvajalec celic z globokim tehničnim kopičenjem, njen obseg pošiljke pa se je vse leto uvrstil na drugo mesto na svetu. To tudi neposredno potrjuje, da je težava proizvodnje IBC visoka.

 

Ena od tehnoloških poti naslednje generacije TopCon in HJT

Čeprav je proizvodni proces IBC razmeroma težaven, njegove tehnične značilnosti platforme presegajo večjo omejitev učinkovitosti pretvorbe, ki lahko učinkovito razširi življenjski cikel tehnologije, hkrati pa ohrani tržno konkurenčnost podjetij, lahko tudi zmanjša delovanje, ki jo povzroča tehnološka iteracija . tveganje. Zlasti zlaganje z TopCon, HJT in Perovskite, da se industrija v prihodnosti soglasno šteje za tandemsko baterijo z večjo učinkovitostjo pretvorbe. Zato bo IBC verjetno postal ena izmed tehnoloških poti naslednje generacije trenutnih taborišč TopCon in HJT. Trenutno so številna podjetja razkrila, da izvajajo ustrezne tehnične raziskave.

 

Konkretno, TBC, ki ga tvori superpozicija TopCon in IBC, uporablja polo tehnologijo za IBC brez ščita na sprednji strani, kar izboljša učinek pasivacije in napetost v odprtem krogu, ne da bi izgubil tok, s čimer izboljša učinkovitost fotoelektrične pretvorbe. TBC ima prednosti dobre stabilnosti, odličnega selektivnega pasivacijskega stika in visoke združljivosti s tehnologijo IBC. Tehnične težave njegovega proizvodnega procesa so v izolaciji zadnje elektrode, enakomernosti pasivacijske kakovosti polisilikona in integraciji s procesno potjo IBC.

 

HBC, ki ga tvori superpozicija HJT in IBC, nima zaščite elektrode na sprednji površini in namesto TCO uporablja plast proti refleksiji, ki ima manj optične izgube in nižje stroške v kratkem območju valovne dolžine. Zaradi boljšega pasivacijskega učinka in koeficienta nižje temperature ima HBC očitne prednosti pri učinkovitosti pretvorbe na koncu baterije, hkrati pa je tudi proizvodnja energije na koncu modula večja. Vendar so težave s proizvodnim procesom, kot so stroga izolacija elektrod, zapleten proces in ozko procesno okno IBC, še vedno težave, ki ovirajo njegovo industrializacijo.

 

PSC IBC, ki ga tvori superpozicija Perovskita in IBC, lahko uresniči komplementarni absorpcijski spekter in nato izboljša učinkovitost fotoelektrične pretvorbe z izboljšanjem hitrosti uporabe sončnega spektra. Čeprav je končna učinkovitost pretvorbe PSC IBC teoretično večja, sta vpliv na stabilnost kristalnih silicijevih celic po zlaganju in združljivost proizvodnega procesa z obstoječo proizvodno linijo eden od pomembnih dejavnikov, ki omejujejo njen razvoj.

 

Vodenje "lepotne ekonomije" fotovoltaične industrije

Iz ravni aplikacije imajo izdelki IBC modula z večjo trgi po vsem svetu z večjo učinkovitostjo pretvorbe in večjim videzom široke razvojne možnosti. Zlasti njegove značilnosti visoke vrednosti lahko zadovoljijo potrošniško zasledovanje "lepote" in pričakuje se, da bodo dobili določeno premijo izdelka. Glede na industrijo domačih aparatov je „ekonomija videza“ postala glavna gonilna sila za rast trga pred epidemijo, medtem ko so potrošniki postopoma opuščali tista podjetja, ki se osredotočajo le na kakovost izdelkov. Poleg tega je IBC zelo primeren tudi za BIPV, ki bo potencialna rastna točka srednje do dolgoročne.

 

Kar se tiče tržne strukture, trenutno je na IBC -ju le nekaj igralcev, kot so TCL Zhonghuan (Maxn), Longi Green Energy in Aixu, medtem ko je porazdeljen tržni delež predstavljal več kot polovico celotnega fotovoltaika trg. Zlasti pri celotnem izbruhu evropskega trga za optično skladiščenje gospodinjstev, ki je manj občutljiv na ceno, visoko učinkovitosti in visoke vrednosti izdelkov IBC modula bodo verjetno priljubljeni med potrošniki.


Čas objave: SEP-02-2022