Чаму тэхналогія акумулятараў IBC не стала мэйнстрымам фотаэлектрычнай прамысловасці?

Нядаўна TCL Zhonghuan абвясціла аб падпісцы на канверсоўныя аблігацыі ад MAXN, акцыянернай кампаніі, на суму 200 мільёнаў долараў ЗША для падтрымкі даследаванняў і распрацовак прадуктаў серыі Maxeon 7 на аснове батарэйнай тэхналогіі IBC. У першы гандлёвы дзень пасля аб'явы цана акцый TCL Central вырасла да мяжы. А акцыі Aixu, якія таксама выкарыстоўваюць батарэйную тэхналогію IBC, з батарэяй ABC, якая збіраецца масава вырабляцца, цана акцый вырасла больш чым у 4 разы з 27 красавіка.

 

Паколькі фотаэлектрычная прамысловасць паступова ўваходзіць у эру N-тыпу, тэхналогія акумулятараў N-тыпу, прадстаўленая TOPCon, HJT і IBC, стала ў цэнтры ўвагі прадпрыемстваў, якія змагаюцца за размяшчэнне. Згодна з дадзенымі, існуючая вытворчая магутнасць TOPCon складае 54 ГВт, будуецца і плануецца вытворчая магутнасць 146 ГВт; Існуючая вытворчая магутнасць HJT складае 7 ГВт, а будуецца і запланаваная вытворчая магутнасць - 180 ГВт.

 

Аднак у параўнанні з TOPCon і HJT кластараў IBC не так шмат. У гэтым раёне ёсць толькі некалькі кампаній, такіх як TCL Central, Aixu і LONGi Green Energy. Сумарны аб'ём існуючых, якія будуюцца і планаваных вытворчых магутнасцяў не перавышае 30 ГВт. Вы павінны ведаць, што IBC, які мае амаль 40-гадовую гісторыю, ужо камерцыялізаваны, вытворчы працэс паспеў, і як эфектыўнасць, так і кошт маюць пэўныя перавагі. Такім чынам, у чым прычына таго, што IBC не стаў асноўным тэхналагічным шляхам галіны?

Платформенная тэхналогія для больш высокай эфектыўнасці пераўтварэння, прывабнага вонкавага выгляду і эканамічнасці

Згодна з дадзенымі, IBC - гэта структура фотаэлектрычнай ячэйкі з зваротным злучэннем і зваротным кантактам. Ён быў упершыню прапанаваны SunPower і мае амаль 40-гадовую гісторыю. На пярэднім баку ўстаноўлена двухслаёвая пасіўная антыблікавая плёнка SiNx/SiOx без металічных ліній сеткі; і выпраменьвальнік, задняе поле і адпаведныя станоўчыя і адмоўныя металічныя электроды інтэграваныя на задняй панэлі батарэі ў міжпальчатай форме. Паколькі пярэдняя частка не блакуецца лініямі сеткі, падаючае святло можа быць выкарыстана ў максімальнай ступені, эфектыўная плошча выпраменьвання святла можа быць павялічана, аптычныя страты могуць быць зменшаны, і мэта павышэння эфектыўнасці фотаэлектрычнага пераўтварэння можа быць дасягнуты.

 

Дадзеныя паказваюць, што тэарэтычны ліміт эфектыўнасці пераўтварэння IBC складае 29,1%, што вышэй, чым 28,7% і 28,5% у TOPCon і HJT. У цяперашні час сярэдняя эфектыўнасць пераўтварэння масавай вытворчасці найноўшай тэхналогіі клетак IBC MAXN дасягнула больш за 25%, а новы прадукт Maxeon 7, як чакаецца, вырасце да больш чым 26%; чакаецца, што сярэдняя эфектыўнасць пераўтварэння ячэйкі Aixu дасягне 25,5%, самая высокая эфектыўнасць пераўтварэння ў лабараторыі. Эфектыўнасць дасягае 26,1%. Наадварот, сярэдняя эфектыўнасць пераўтварэння масавай вытворчасці TOPCon і HJT, якую раскрываюць кампаніі, звычайна складае ад 24% да 25%.

Дзякуючы аднабаковай структуры, IBC таксама можа быць накладзены з TOPCon, HJT, perovskite і іншымі тэхналогіямі акумулятараў для фарміравання TBC, HBC і PSC IBC з больш высокай эфектыўнасцю пераўтварэння, таму ён таксама вядомы як «тэхналогія платформы». У цяперашні час найбольшая лабараторная эфектыўнасць пераўтварэння ТБК і ГБК дасягнула 26,1% і 26,7%. Згодна з вынікамі мадэлявання прадукцыйнасці ячэйкі PSC IBC, праведзенага замежнай даследчай групай, эфектыўнасць пераўтварэння структуры 3-T PSC IBC, падрыхтаванай на ніжняй ячэйцы IBC з 25% эфектыўнасцю фотаэлектрычнага пераўтварэння пярэдняга тэкстуравання, дасягае 35,2%.

У той час як канчатковая эфектыўнасць пераўтварэння вышэй, IBC таксама мае моцную эканоміку. Па ацэнках галіновых экспертаў, бягучы кошт Вт TOPCon і HJT складае 0,04-0,05 юаня/Вт і на 0,2 юаня/Вт вышэй, чым у PERC, і кампаніі, якія цалкам авалодаюць працэсам вытворчасці IBC, могуць дасягнуць такіх жа выдаткаў. як PERC. Падобна HJT, інвестыцыі ў абсталяванне IBC адносна высокія і дасягаюць каля 300 мільёнаў юаняў/ГВт. Аднак дзякуючы характарыстыкам нізкага спажывання срэбра кошт IBC за Вт ніжэй. Варта адзначыць, што Aixu's ABC дасягнуў тэхналогіі без срэбра.

Акрамя таго, IBC мае прыгожы знешні выгляд, таму што ён не перакрыты лініямі сеткі на пярэдняй панэлі і больш падыходзіць для бытавых сцэнарыяў і размеркаваных рынкаў, такіх як BIPV. Асабліва на спажывецкім рынку, які менш адчувальны да коштаў, спажыўцы больш чым гатовыя плаціць за эстэтычна прывабны знешні выгляд. Напрыклад, чорныя модулі, якія вельмі папулярныя на бытавым рынку ў некаторых еўрапейскіх краінах, маюць больш высокі ўзровень прэміум-класа, чым звычайныя модулі PERC, таму што яны лепш спалучаюцца з цёмнымі дахамі. Аднак з-за праблемы працэсу падрыхтоўкі эфектыўнасць пераўтварэння чорных модуляў ніжэйшая, чым у модуляў PERC, у той час як у «натуральна прыгожага» IBC такой праблемы няма. Ён мае прыгожы знешні выгляд і больш высокую эфектыўнасць пераўтварэння, таму сцэнар прымянення Больш шырокі асартымент і мацнейшыя магчымасці прадукту прэміум-класа.

Вытворчы працэс спелы, але тэхнічная складанасць высокая

Паколькі IBC мае больш высокую эфектыўнасць пераўтварэння і эканамічныя перавагі, чаму так мала кампаній разгортваюць IBC? Як было сказана вышэй, толькі кампаніі, якія цалкам асвоілі працэс вытворчасці IBC, могуць мець кошт, які ў асноўным такі ж, як у PERC. Такім чынам, складаны вытворчы працэс, асабліва існаванне многіх тыпаў паўправадніковых працэсаў, з'яўляецца асноўнай прычынай яго меншай "кластэрызацыі".

 

У традыцыйным разуменні IBC у асноўным мае тры працэсы: адзін - гэта класічны працэс IBC, які прадстаўляе SunPower, другі - гэта працэс POLO-IBC, які прадстаўляе ISFH (TBC мае тое ж паходжанне, што і ён), а трэці - гэта па працэсе Kaneka HBC. Тэхналагічны маршрут ABC Aixu можна лічыць чацвёртым тэхналагічным маршрутам.

 

З пункту гледжання сталасці вытворчага працэсу, класічны IBC ужо дасягнуў масавай вытворчасці. Дадзеныя паказваюць, што SunPower паставіла ў агульнай складанасці 3,5 мільярда штук; ABC дасягне маштабу масавай вытворчасці 6,5 ГВт у трэцім квартале гэтага года. Кампаненты тэхналогіі серыі «Чорная дзірка». Умоўна кажучы, тэхналогія TBC і HBC недастаткова развітая, і для камерцыялізацыі спатрэбіцца час.

 

Спецыфічна для вытворчага працэсу, асноўная змена IBC у параўнанні з PERC, TOPCon і HJT заключаецца ў канфігурацыі задняга электрода, гэта значыць у фарміраванні межпальцевых рэгіёнаў p+ і n+, што таксама з'яўляецца ключом да ўплыву на прадукцыйнасць батарэі. . У працэсе вытворчасці класічнага IBC канфігурацыя задняга электрода ў асноўным уключае тры метады: трафарэтны друк, лазернае тручэнне і іённую імплантацыю, што прыводзіць да трох розных падмаршрутаў, і кожны падмаршрут адпавядае столькім працэсам, колькі 14 крокаў, 12 крокаў і 9 крокаў.

 

Дадзеныя паказваюць, што хоць трафарэтны друк з адпрацаванай тэхналогіяй выглядае проста на паверхні, ён мае значныя перавагі ў кошце. Аднак з-за таго, што на паверхні батарэі лёгка выклікаць дэфекты, эфект легіравання цяжка кантраляваць, і патрабуецца шматразовы трафарэтны друк і працэсы дакладнага выраўноўвання, што павялічвае складанасць працэсу і кошт вытворчасці. Лазернае тручэнне мае такія перавагі, як нізкае спалучэнне і тыпы легіравання, якія можна кантраляваць, але працэс складаны і складаны. Іонная імплантацыя мае характарыстыкі высокай дакладнасці кантролю і добрай аднастайнасці дыфузіі, але яе абсталяванне дарагое і лёгка выклікаць пашкоджанне рашоткі.

 

Спасылаючыся на вытворчы працэс ABC Aixu, ён у асноўным выкарыстоўвае метад лазернага тручэння, а вытворчы працэс складаецца з 14 этапаў. Згодна з дадзенымі, апублікаванымі кампаніяй на сустрэчы па абмене прадукцыйнасцю, каэфіцыент масавай вытворчасці ABC складае ўсяго 95%, што значна ніжэй, чым 98% у PERC і HJT. Вы павінны ведаць, што Aixu з'яўляецца прафесійным вытворцам клетак з глыбокім тэхнічным назапашваннем, і яго аб'ём паставак займае другое месца ў свеце круглы год. Гэта таксама непасрэдна пацвярджае высокую складанасць працэсу вытворчасці IBC.

 

Адзін з тэхналагічных маршрутаў наступнага пакалення TOPCon і HJT

Нягледзячы на ​​​​тое, што працэс вытворчасці IBC адносна складаны, яго тэхнічныя асаблівасці платформеннага тыпу накладваюць больш высокі ліміт эфектыўнасці пераўтварэння, што можа эфектыўна падоўжыць жыццёвы цыкл тэхналогіі, захоўваючы пры гэтым канкурэнтаздольнасць прадпрыемстваў на рынку, гэта таксама можа паменшыць працу, выкліканую тэхналагічнымі ітэрацыямі . рызыка. У прыватнасці, аб'яднанне з TOPCon, HJT і перовскитом для стварэння тандэмнай батарэі з больш высокай эфектыўнасцю пераўтварэння аднадушна разглядаецца галіной як адзін з асноўных тэхналагічных шляхоў у будучыні. Такім чынам, IBC, верагодна, стане адным з тэхналагічных маршрутаў наступнага пакалення цяперашніх лагераў TOPCon і HJT. У цяперашні час шэраг кампаній заявілі, што яны праводзяць адпаведныя тэхнічныя даследаванні.

 

У прыватнасці, TBC, утвораны суперпазіцыяй TOPCon і IBC, выкарыстоўвае тэхналогію POLO для IBC без экрана на пярэдняй панэлі, што паляпшае эфект пасівацыі і напружанне халасты ланцуга без страты току, тым самым паляпшаючы эфектыўнасць фотаэлектрычнага пераўтварэння. TBC мае такія перавагі, як добрая стабільнасць, выдатны селектыўны пасівацыйны кантакт і высокая сумяшчальнасць з тэхналогіяй IBC. Тэхнічныя цяжкасці працэсу яго вытворчасці заключаюцца ў ізаляцыі задняга электрода, аднастайнасці якасці пасівацыі полікрылію і інтэграцыі з працэсам IBC.

 

HBC, утвораны суперпазіцыяй HJT і IBC, не мае экранавання электродаў на пярэдняй паверхні і выкарыстоўвае антыблікавы пласт замест TCO, які мае меншыя аптычныя страты і меншы кошт у кароткім дыяпазоне даўжынь хваль. Дзякуючы лепшаму пасівальнаму эфекту і больш нізкаму тэмпературнаму каэфіцыенту, HBC мае відавочныя перавагі ў эфектыўнасці пераўтварэння на баку батарэі, і ў той жа час выпрацоўка энергіі на баку модуля таксама вышэй. Аднак праблемы вытворчага працэсу, такія як строгая ізаляцыя электродаў, складаны працэс і вузкае акно працэсу IBC, па-ранейшаму застаюцца цяжкасцямі, якія перашкаджаюць яго індустрыялізацыі.

 

PSC IBC, утвораны суперпазіцыяй пераўскіта і IBC, можа рэалізаваць дадатковы спектр паглынання, а затым павысіць эфектыўнасць фотаэлектрычнага пераўтварэння за кошт паляпшэння каэфіцыента выкарыстання сонечнага спектру. Нягледзячы на ​​​​тое, што канчатковая эфектыўнасць пераўтварэння PSC IBC тэарэтычна вышэй, уплыў на стабільнасць вырабаў з крышталічных крэмніевых элементаў пасля кладкі і сумяшчальнасць вытворчага працэсу з існуючай вытворчай лініяй з'яўляюцца адным з важных фактараў, якія стрымліваюць яго развіццё.

 

Вядучы "Эканоміка прыгажосці" фотаэлектрычнай прамысловасці

На ўзроўні прыкладанняў, з успышкай размеркаваных рынкаў па ўсім свеце, прадукты модуляў IBC з больш высокай эфектыўнасцю пераўтварэння і больш высокім знешнім выглядам маюць шырокія перспектывы развіцця. У прыватнасці, яго высокія характарыстыкі могуць задаволіць імкненне спажыўцоў да «прыгажосці», і чакаецца, што ён атрымае пэўную прэмію за прадукт. Што тычыцца індустрыі бытавой тэхнікі, «эканоміка знешняга выгляду» стала галоўнай рухаючай сілай росту рынку да эпідэміі, у той час як тыя кампаніі, якія засяроджваюцца толькі на якасці прадукцыі, былі паступова пакінуты спажыўцамі. Акрамя таго, IBC таксама вельмі падыходзіць для BIPV, які стане патэнцыйнай кропкай росту ў сярэднетэрміновай і доўгатэрміновай перспектыве.

 

Што тычыцца структуры рынку, то ў цяперашні час у галіне IBC ёсць толькі некалькі гульцоў, такіх як TCL Zhonghuan (MAXN), LONGi Green Energy і Aixu, у той час як размеркаваная доля рынку складае больш за палову агульнай фотаэлектрычнай энергіі. рынак. Асабліва з поўнамаштабнай эпідэміяй еўрапейскага рынку бытавых аптычных назапашвальнікаў, які менш адчувальны да коштаў, высокаэфектыўныя і каштоўныя модулі IBC, верагодна, будуць папулярныя сярод спажыўцоў.


Час публікацыі: 2 верасня 2022 г