Zašto IBC tehnologija baterija nije postala glavna struja fotonaponske industrije?

Nedavno je TCL Zhonghuan najavio pretplatu na konvertibilne obveznice MAXN-a, dioničarske kompanije, za 200 miliona američkih dolara kako bi podržao istraživanje i razvoj svojih proizvoda Maxeon 7 serije baziranih na IBC baterijskoj tehnologiji.Prvog dana trgovanja nakon objave, cijena dionica TCL Centrala porasla je za limit.A dionice Aixu, koje također koriste IBC baterijsku tehnologiju, s ABC baterijom koja će se uskoro masovno proizvoditi, cijena dionica je porasla za više od 4 puta od 27. aprila.

 

Kako fotonaponska industrija postepeno ulazi u eru N-tipa, tehnologija baterija N-tipa koju predstavljaju TOPCon, HJT i IBC postala je fokus preduzeća koja se takmiče za raspored.Prema podacima, TOPCon ima postojeći proizvodni kapacitet od 54GW, a u izgradnji i planirani proizvodni kapacitet od 146GW;Postojeći proizvodni kapacitet HJT-a je 7GW, a njegov u fazi izgradnje i planirani proizvodni kapacitet je 180GW.

 

Međutim, u poređenju sa TOPCon i HJT, nema mnogo IBC klastera.Postoji samo nekoliko kompanija u ovoj oblasti, kao što su TCL Central, Aixu i LONGi Green Energy.Ukupni obim postojećih, u izgradnji i planiranih proizvodnih kapaciteta ne prelazi 30GW.Morate znati da je IBC, koji ima istoriju dugu skoro 40 godina, već komercijalizovan, proizvodni proces je sazreo, a efikasnost i cena imaju određene prednosti.Dakle, koji je razlog što IBC nije postao glavna tehnološka ruta u industriji?

Tehnologija platforme za veću efikasnost konverzije, atraktivan izgled i ekonomičnost

Prema podacima, IBC je fotonaponska ćelijska struktura sa stražnjim spojem i zadnjim kontaktom.Prvi ga je predložio SunPower i ima istoriju dugu skoro 40 godina.Prednja strana usvaja SiNx/SiOx dvoslojni antirefleksni pasivizirajući film bez metalnih linija mreže;a emiter, stražnje polje i odgovarajuće pozitivne i negativne metalne elektrode integrirane su na poleđini baterije u obliku interdigitalnog oblika.Budući da prednja strana nije blokirana linijama mreže, upadna svjetlost se može iskoristiti u maksimalnoj mjeri, efektivno područje koje emituje svjetlost može se povećati, optički gubitak se može smanjiti, a svrha poboljšanja efikasnosti fotoelektrične konverzije može biti postignuto.

 

Podaci pokazuju da je teorijska granica efikasnosti konverzije IBC-a 29,1%, što je više od 28,7% i 28,5% za TOPCon i HJT.Trenutno je prosječna efikasnost konverzije masovne proizvodnje MAXN-ove najnovije IBC ćelijske tehnologije dostigla preko 25%, a očekuje se da će se novi proizvod Maxeon 7 povećati na preko 26%;Očekuje se da će prosečna efikasnost konverzije Aixuove ABC ćelije dostići 25,5%, što je najveća efikasnost konverzije u laboratoriji. Efikasnost je čak 26,1%.Nasuprot tome, prosječna efikasnost konverzije masovne proizvodnje TOPCon-a i HJT-a koju su objavile kompanije je općenito između 24% i 25%.

Koristeći jednostranu strukturu, IBC se takođe može kombinovati sa TOPCon, HJT, perovskitom i drugim tehnologijama baterija kako bi se formirao TBC, HBC i PSC IBC sa većom efikasnošću konverzije, tako da je poznat i kao „platformska tehnologija“.Trenutno je najveća laboratorijska efikasnost konverzije TBC i HBC dostigla 26,1% i 26,7%.Prema rezultatima simulacije performansi PSC IBC ćelija koje je sproveo strani istraživački tim, efikasnost konverzije 3-T strukture PSC IBC pripremljene na donjoj ćeliji IBC sa 25% fotoelektrične konverzije efikasnosti prednje teksture iznosi čak 35,2%.

Iako je krajnja efikasnost konverzije veća, IBC takođe ima jaku ekonomičnost.Prema procjenama stručnjaka iz industrije, trenutni trošak po W za TOPCon i HJT je 0,04-0,05 juana/W i 0,2 juana/W veći od PERC-a, a kompanije koje u potpunosti ovladaju proizvodnim procesom IBC-a mogu postići isti trošak kao PERC.Slično kao kod HJT-a, ulaganja u opremu IBC-a su relativno velika i dostižu oko 300 miliona juana/GW.Međutim, zahvaljujući karakteristikama niske potrošnje srebra, cijena po W IBC-a je niža.Vrijedi spomenuti da je Aixuov ABC postigao tehnologiju bez srebra.

Osim toga, IBC ima prekrasan izgled jer nije blokiran linijama mreže na prednjoj strani, te je pogodniji za scenarije domaćinstva i distribuirana tržišta kao što je BIPV.Naročito na potrošačkom tržištu manje osjetljivom na cijene, potrošači su više nego spremni platiti premiju za estetski ugodan izgled.Na primjer, crni moduli, koji su vrlo popularni na tržištu domaćinstava u nekim evropskim zemljama, imaju viši premium nivo od konvencionalnih PERC modula jer su ljepši u kombinaciji s tamnim krovovima.Međutim, zbog problema u procesu pripreme, efikasnost konverzije crnih modula je niža od PERC modula, dok „prirodno lijep“ IBC nema takav problem.Ima prekrasan izgled i veću efikasnost konverzije, tako da je scenarij primjene Širi raspon i jače premium mogućnosti proizvoda.

Proizvodni proces je zreo, ali su tehničke poteškoće velike

Budući da IBC ima veću efikasnost konverzije i ekonomske prednosti, zašto tako malo kompanija koristi IBC?Kao što je gore spomenuto, samo kompanije koje u potpunosti ovladaju proizvodnim procesom IBC-a mogu imati trošak koji je u osnovi isti kao i PERC.Stoga je složen proizvodni proces, posebno postojanje mnogih tipova poluvodičkih procesa, osnovni razlog njegovog manjeg „klasteriranja“.

 

U tradicionalnom smislu, IBC uglavnom ima tri procesne rute: jedan je klasični IBC proces koji predstavlja SunPower, drugi je POLO-IBC proces predstavljen ISFH (TBC je istog porijekla kao i on), a treći je predstavljen od strane Kaneka HBC procesa.ABC tehnološka ruta Aixua može se smatrati četvrtom tehnološkom rutom.

 

Iz perspektive zrelosti proizvodnog procesa, klasični IBC je već postigao masovnu proizvodnju.Podaci pokazuju da je SunPower isporučio ukupno 3,5 milijardi komada;ABC će postići masovnu proizvodnju od 6,5 GW u trećem kvartalu ove godine.Komponente serije “Black Hole” tehnologije.Relativno govoreći, tehnologija TBC-a i HBC-a nije dovoljno zrela i trebaće vremena da se realizuje komercijalizacija.

 

Specifično za proizvodni proces, glavna promjena IBC-a u odnosu na PERC, TOPCon i HJT leži u konfiguraciji stražnje elektrode, odnosno formiranju interdigitiranih p+ regije i n+ regije, što je također ključno za utjecaj na performanse baterije. .U proizvodnom procesu klasičnog IBC-a, konfiguracija stražnje elektrode uglavnom uključuje tri metode: sitotisak, lasersko graviranje i ionsku implantaciju, što rezultira tri različite podrute, a svaka podruta odgovara čak 14 procesa koraka, 12 koraka i 9 koraka.

 

Podaci pokazuju da iako sitotisak sa zrelom tehnologijom izgleda jednostavno na površini, ima značajne prednosti u pogledu troškova.Međutim, budući da je lako uzrokovati defekte na površini baterije, efekt dopinga je teško kontrolisati, a potrebni su višestruki sitotiski i precizni procesi poravnanja, što povećava poteškoće procesa i troškove proizvodnje.Lasersko jetkanje ima prednosti niskog sastava i tipova dopinga koji se mogu kontrolirati, ali je proces složen i težak.Ionska implantacija ima karakteristike visoke preciznosti kontrole i dobre uniformnosti difuzije, ali je njena oprema skupa i lako je uzrokovati oštećenje rešetke.

 

Pozivajući se na ABC proizvodni proces Aixu-a, on uglavnom usvaja metodu laserskog graviranja, a proizvodni proces ima čak 14 koraka.Prema podacima koje je kompanija objavila na sastanku razmjene performansi, stopa prinosa u masovnoj proizvodnji ABC-a je samo 95%, što je znatno niže od 98% PERC-a i HJT-a.Morate znati da je Aixu profesionalni proizvođač ćelija sa dubokom tehničkom akumulacijom, a njegov obim isporuke zauzima drugo mjesto u svijetu tokom cijele godine.Ovo također direktno potvrđuje da je teškoća procesa proizvodnje IBC-a velika.

 

Jedna od tehnoloških ruta nove generacije TOPCon i HJT

Iako je proizvodni proces IBC-a relativno težak, njegove tehničke karakteristike tipa platforme postavljaju višu granicu efikasnosti konverzije, što može efektivno produžiti životni ciklus tehnologije, uz održavanje tržišne konkurentnosti preduzeća, takođe može smanjiti rad uzrokovan tehnološkom iteracijom. .rizik.Konkretno, slaganje sa TOPCon, HJT i perovskitom kako bi se formirala tandem baterija sa većom efikasnošću konverzije se jednoglasno smatra od strane industrije jednim od glavnih tehnoloških pravaca u budućnosti.Stoga će IBC vjerovatno postati jedna od tehnoloških ruta sljedeće generacije trenutnih TOPCon i HJT kampova.Trenutno je jedan broj kompanija objavio da provode relevantna tehnička istraživanja.

 

Konkretno, TBC formiran superpozicijom TOPCon i IBC koristi POLO tehnologiju za IBC bez štita na prednjoj strani, što poboljšava efekat pasivacije i napon otvorenog kola bez gubitka struje, čime se poboljšava efikasnost fotoelektrične konverzije.TBC ima prednosti dobre stabilnosti, odličnog kontakta selektivne pasivizacije i visoke kompatibilnosti sa IBC tehnologijom.Tehničke poteškoće njegovog proizvodnog procesa leže u izolaciji zadnje elektrode, ujednačenosti kvaliteta pasivacije polisilicijuma i integraciji sa IBC procesnom rutom.

 

HBC formiran superpozicijom HJT i IBC nema zaštitu elektroda na prednjoj površini, i koristi antirefleksni sloj umjesto TCO, koji ima manje optičke gubitke i nižu cijenu u rasponu kratkih valnih dužina.Zbog boljeg efekta pasivacije i nižeg temperaturnog koeficijenta, HBC ima očigledne prednosti u efikasnosti konverzije na kraju baterije, a istovremeno je i veća proizvodnja energije na kraju modula.Međutim, problemi proizvodnog procesa kao što su stroga izolacija elektroda, složen proces i uzak procesni prozor IBC-a i dalje su poteškoće koje ometaju njegovu industrijalizaciju.

 

PSC IBC formiran superpozicijom perovskita i IBC može ostvariti komplementarni apsorpcioni spektar, a zatim poboljšati efikasnost fotoelektrične konverzije poboljšanjem stope korištenja sunčevog spektra.Iako je krajnja efikasnost konverzije PSC IBC teoretski veća, uticaj na stabilnost kristalnih silicijumskih ćelija nakon slaganja i kompatibilnost proizvodnog procesa sa postojećom proizvodnom linijom jedan su od važnih faktora koji ograničavaju njen razvoj.

 

Vodeći “ekonomiju ljepote” fotonaponske industrije

Sa nivoa aplikacije, sa izbijanjem distribuiranih tržišta širom sveta, IBC modulni proizvodi sa većom efikasnošću konverzije i većim izgledom imaju široke razvojne perspektive.Posebno, njegove visokovrijedne karakteristike mogu zadovoljiti težnju potrošača za “ljepotom”, a očekuje se da će dobiti određenu premiju proizvoda.Što se tiče industrije kućnih aparata, „ekonomija izgleda“ postala je ključna pokretačka snaga za rast tržišta prije epidemije, dok su one kompanije koje se fokusiraju samo na kvalitet proizvoda potrošači postepeno napuštali.Osim toga, IBC je također vrlo pogodan za BIPV, koji će biti potencijalna tačka rasta u srednjoročnom i dugoročnom periodu.

 

Što se tržišne strukture tiče, trenutno postoji samo nekoliko igrača na polju IBC-a, kao što su TCL Zhonghuan (MAXN), LONGi Green Energy i Aixu, dok distribuirani tržišni udio čini više od polovine ukupnog fotonaponskog udjela. tržište.Naročito s punim izbijanjem europskog tržišta optičkih skladišta za kućanstvo, koje je manje osjetljivo na cijenu, visokoučinkoviti i visokovrijedni IBC moduli će vjerovatno biti popularni među potrošačima.


Vrijeme objave: Sep-02-2022