Zakaj baterijska tehnologija IBC ni postala glavni tok fotovoltaične industrije?

Pred kratkim je TCL Zhonghuan napovedal vpis zamenljivih obveznic družbe MAXN, delniške družbe, v vrednosti 200 milijonov ameriških dolarjev za podporo raziskavam in razvoju izdelkov serije Maxeon 7, ki temeljijo na baterijski tehnologiji IBC.Prvi trgovalni dan po objavi je cena delnice TCL Central zrasla za mejo.In delnice Aixu, ki prav tako uporabljajo baterijsko tehnologijo IBC, z baterijo ABC, ki bo tik pred množično proizvodnjo, se je cena delnice od 27. aprila povečala 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 središče podjetij, ki tekmujejo za postavitev.Po podatkih ima TOPCon obstoječo proizvodno zmogljivost 54 GW ter proizvodno zmogljivost v gradnji in načrtovano 146 GW;Obstoječa proizvodna zmogljivost HJT je 7 GW, njegova proizvodna zmogljivost v gradnji in načrtovana pa 180 GW.

 

Vendar pa v primerjavi s TOPCon in HJT grozdov IBC ni veliko.Na tem območju je le nekaj podjetij, kot so TCL Central, Aixu in LONGi Green Energy.Skupni obseg obstoječih, v gradnji in načrtovanih proizvodnih zmogljivosti ne presega 30 GW.Vedeti morate, da je IBC, ki ima skoraj 40-letno zgodovino, že komercializiran, proizvodni proces je dozorel, učinkovitost in stroški pa imajo določene prednosti.Kaj je torej razlog, da IBC ni postal glavna tehnološka pot v industriji?

Platformska tehnologija za večjo učinkovitost pretvorbe, privlačen videz in varčnost

Po podatkih je IBC fotovoltaična celična struktura z zadnjim stikom in hrbtnim stikom.Prvič ga je predlagal SunPower in ima skoraj 40-letno zgodovino.Sprednja stran sprejme SiNx/SiOx dvoslojno antirefleksno pasivno folijo brez kovinskih mrežnih črt;in oddajnik, zadnje polje ter ustrezne pozitivne in negativne kovinske elektrode so vgrajeni na zadnji strani baterije v prepleteni obliki.Ker sprednja stran ni blokirana z mrežnimi črtami, je mogoče vpadno svetlobo izkoristiti v največji možni meri, povečati efektivno površino oddajanja svetlobe, zmanjšati optično izgubo in izboljšati učinkovitost fotoelektrične pretvorbe. dosežen.

 

Podatki kažejo, da je teoretična meja učinkovitosti pretvorbe IBC 29,1 %, kar je višje od 28,7 % in 28,5 % TOPCon in HJT.Trenutno je povprečna učinkovitost pretvorbe množične proizvodnje najnovejše tehnologije IBC celic MAXN dosegla več kot 25 %, novi izdelek Maxeon 7 pa naj bi se povečal na več kot 26 %;povprečna učinkovitost pretvorbe celice ABC Aixu naj bi dosegla 25,5 %, najvišja učinkovitost pretvorbe v laboratoriju Učinkovitost je kar 26,1 %.Nasprotno pa je povprečna učinkovitost pretvorbe množične proizvodnje TOPCon in HJT, ki so jo razkrila podjetja, na splošno med 24 % in 25 %.

Zaradi prednosti enostranske strukture je IBC mogoče prekriti tudi s tehnologijami TOPCon, HJT, perovskite in drugimi baterijskimi tehnologijami, da tvorijo TBC, HBC in PSC IBC z večjo učinkovitostjo pretvorbe, zato je znana tudi kot "tehnologija platforme".Trenutno sta najvišji laboratorijski učinkovitosti pretvorbe TBC in HBC dosegli 26,1 % in 26,7 %.Glede na rezultate simulacije delovanja celice PSC IBC, ki jo je izvedla tuja raziskovalna skupina, je učinkovitost pretvorbe 3-T strukture PSC IBC, pripravljene na spodnji celici IBC s 25-odstotno fotoelektrično pretvorno učinkovitostjo sprednjega teksturiranja, kar 35,2 %.

Medtem ko je končna učinkovitost pretvorbe večja, ima IBC tudi močno ekonomičnost.Po ocenah strokovnjakov iz industrije je trenutni strošek na W TOPCon in HJT 0,04-0,05 juana/W in 0,2 juana/W višji kot pri PERC, podjetja, ki popolnoma obvladajo proizvodni proces IBC, pa lahko dosežejo enake stroške kot PERC.Podobno kot pri HJT je naložba IBC v opremo relativno visoka in dosega okoli 300 milijonov juanov/GW.Vendar pa je zaradi lastnosti nizke porabe srebra strošek na W IBC nižji.Omeniti velja, da je Aixujev ABC dosegel tehnologijo brez srebra.

Poleg tega ima IBC čudovit videz, ker ga ne blokirajo mrežne črte na sprednji strani in je bolj primeren za gospodinjske scenarije in porazdeljene trge, kot je BIPV.Zlasti na cenovno manj občutljivem potrošniškem trgu so potrošniki več kot pripravljeni plačati premijo za estetsko prijeten videz.Na primer, črni moduli, ki so zelo priljubljeni na trgu gospodinjstev 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 lepi« IBC nimajo takšnega problema.Ima lep videz in večjo učinkovitost pretvorbe, zato je scenarij uporabe širši obseg in močnejša vrhunska zmogljivost izdelka.

Proizvodni proces je zrel, vendar je tehnična težava velika

Ker ima IBC večjo učinkovitost pretvorbe in gospodarske prednosti, zakaj tako malo podjetij uvaja IBC?Kot je navedeno zgoraj, imajo lahko samo podjetja, ki popolnoma obvladajo proizvodni proces IBC, stroške, ki so v bistvu enaki kot pri PERC.Zato je zapleten proizvodni proces, zlasti obstoj številnih vrst polprevodniških procesov, glavni razlog za njegovo manjšo "grozdenje".

 

V tradicionalnem smislu ima IBC večinoma tri procesne poti: ena je klasični proces IBC, ki ga predstavlja SunPower, drugi je proces POLO-IBC, ki ga predstavlja ISFH (TBC je istega izvora kot je), tretjo pa predstavlja po postopku Kaneka HBC.Tehnološka pot ABC Aixu se lahko šteje 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 tega leta dosegel obseg množične proizvodnje 6,5 GW.Komponente serije "Black Hole" tehnologije.Relativno gledano, tehnologija TBC in HBC ni dovolj zrela in potreben bo čas, da se realizira komercializacija.

 

Glede na proizvodni proces je glavna sprememba IBC v primerjavi s PERC, TOPCon in HJT v konfiguraciji zadnje elektrode, to je v tvorbi prepletene regije p+ in regije n+, kar je tudi ključ do vpliva na zmogljivost baterije .V proizvodnem procesu klasičnega IBC konfiguracija zadnje elektrode v glavnem vključuje tri metode: sitotisk, lasersko jedkanje in ionsko implantacijo, kar ima za posledico tri različne podpoti, vsaka podpot pa ustreza kar 14 procesom. korakov, 12 korakov in 9 korakov.

 

Podatki kažejo, da čeprav sitotisk z dovršeno tehnologijo na prvi pogled izgleda preprosto, ima znatne stroškovne prednosti.Ker pa je enostavno povzročiti napake na površini baterije, je učinek dopinga težko nadzorovati, potrebni so večkratni sitotisk in natančni postopki poravnave, kar povečuje težavnost postopka in stroške proizvodnje.Lasersko jedkanje ima prednosti nizkega mešanja in nadzorovanih vrst dopinga, vendar je postopek zapleten in težaven.Ionska implantacija ima značilnosti visoke natančnosti nadzora in dobre enakomernosti difuzije, vendar je njena oprema draga in zlahka povzroči poškodbe mreže.

 

Glede na proizvodni proces ABC podjetja Aixu uporablja predvsem metodo laserskega jedkanja, proizvodni proces pa ima kar 14 korakov.Glede na podatke, ki jih je družba razkrila na srečanju za izmenjavo uspešnosti, je stopnja izkoristka množične proizvodnje ABC le 95 %, kar je bistveno nižje od 98 % PERC in HJT.Vedeti morate, da je Aixu profesionalni proizvajalec celic z veliko tehnično akumulacijo in da je njegov obseg pošiljk vse leto na drugem mestu na svetu.To tudi neposredno potrjuje, da je proizvodni proces IBC visok.

 

Ena od tehnoloških poti naslednje generacije TOPCon in HJT

Čeprav je proizvodni proces IBC razmeroma težak, njegove tehnične lastnosti platforme nadgrajujejo višjo mejo učinkovitosti pretvorbe, ki lahko učinkovito podaljša življenjski cikel tehnologije, hkrati pa ohranja tržno konkurenčnost podjetij, lahko tudi zmanjša delovanje, ki ga povzročajo tehnološke ponovitve. .tveganje.Zlasti zlaganje s TOPCon, HJT in perovskitom za oblikovanje tandemske baterije z večjo učinkovitostjo pretvorbe industrija soglasno obravnava kot eno glavnih tehnoloških poti v prihodnosti.Zato bo IBC verjetno postal ena od tehnoloških poti naslednje generacije trenutnih taborov TOPCon in HJT.Trenutno je več podjetij razkrilo, da izvajajo ustrezne tehnične raziskave.

 

Natančneje, TBC, oblikovan s superpozicijo TOPCon in IBC, uporablja tehnologijo POLO za IBC brez ščita na sprednji strani, ki izboljša učinek pasivacije in napetost odprtega tokokroga brez izgube toka, s čimer se 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 kakovosti pasivizacije polisilicija in integraciji s procesno potjo IBC.

 

HBC, ki nastane s superpozicijo HJT in IBC, nima elektrodne zaščite na sprednji površini in namesto TCO uporablja protiodsevno plast, ki ima manjšo optično izgubo in nižje stroške v območju kratkih valovnih dolžin.Zaradi boljšega učinka pasivizacije in nižjega temperaturnega koeficienta ima HBC očitne prednosti pri učinkovitosti pretvorbe na koncu baterije, hkrati pa je tudi proizvodnja energije na koncu modula večja.Vendar pa so težave proizvodnega procesa, kot so stroga izolacija elektrod, zapleten proces in ozko procesno okno IBC, še vedno težave, ki ovirajo njegovo industrializacijo.

 

PSC IBC, ki nastane s superpozicijo perovskita in IBC, lahko realizira komplementarni absorpcijski spekter in nato izboljša učinkovitost fotoelektrične pretvorbe z izboljšanjem stopnje izkoriščenosti sončnega spektra.Čeprav je končna učinkovitost pretvorbe PSC IBC teoretično višja, sta vpliv na stabilnost produktov kristalnih silicijevih celic po zlaganju in združljivost proizvodnega procesa z obstoječo proizvodno linijo eden od pomembnih dejavnikov, ki omejujejo njegov razvoj.

 

Vodenje »ekonomije lepote« fotovoltaične industrije

Z ravni uporabe imajo z izbruhom porazdeljenih trgov po vsem svetu izdelki IBC modulov z večjo učinkovitostjo pretvorbe in boljšim videzom široke razvojne možnosti.Zlasti njegove lastnosti visoke vrednosti lahko zadovoljijo željo potrošnikov po »lepoti«, pričakuje pa se, da bo pridobil določeno premijo izdelka.Če se nanašamo na industrijo gospodinjskih aparatov, je »ekonomija videza« postala glavna gonilna sila za rast trga pred epidemijo, medtem ko so tista podjetja, ki se osredotočajo le na kakovost izdelkov, potrošniki postopoma opustili.Poleg tega je IBC zelo primeren tudi za BIPV, ki bo srednje- do dolgoročno potencialna točka rasti.

 

Kar zadeva strukturo trga, je trenutno na področju IBC le nekaj igralcev, kot so TCL Zhonghuan (MAXN), LONGi Green Energy in Aixu, medtem ko porazdeljeni tržni delež predstavlja več kot polovico celotne fotovoltaike. trgu.Zlasti z obsežnim izbruhom evropskega trga optičnih pomnilnikov za gospodinjstva, ki je manj občutljiv na ceno, bodo visoko učinkoviti izdelki IBC modulov visoke vrednosti verjetno priljubljeni med potrošniki.


Čas objave: Sep-02-2022