Наскоро TCL Zhonghuan обяви, че ще се абонира за конвертируеми облигации от MAXN, акционерно дружество, за 200 милиона щатски долара, за да подпомогне изследванията и развитието на своите продукти от серията Maxeon 7, базирани на технологията за батерии IBC. В първия ден на търговия след обявяването цената на акциите на TCL Central се повиши до границата. И акциите на Aixu, които също използват технология за батерии IBC, с батерията ABC, която предстои да бъде масово произведена, цената на акциите се е увеличила повече от 4 пъти от 27 април.
Тъй като фотоволтаичната индустрия постепенно навлиза в ерата на N-тип, технологията за батерии от N-тип, представена от TOPCon, HJT и IBC, се превърна във фокуса на предприятията, които се състезават за оформление. Според данните, TOPCon има съществуващ производствен капацитет от 54 GW, както и в процес на изграждане и планиран производствен капацитет от 146 GW; Съществуващият производствен капацитет на HJT е 7GW, а в процес на изграждане и планираният производствен капацитет е 180GW.
Въпреки това, в сравнение с TOPCon и HJT, няма много IBC клъстери. В района има само няколко компании, като TCL Central, Aixu и LONGi Green Energy. Общият мащаб на съществуващите, в процес на изграждане и планираните производствени мощности не надвишава 30 GW. Трябва да знаете, че IBC, чиято история е от близо 40 години, вече е комерсиализирана, производственият процес е узрял и както ефективността, така и цената имат определени предимства. И така, каква е причината IBC да не се е превърнал в основния технологичен път на индустрията?
Платформена технология за по-висока ефективност на преобразуване, атрактивен външен вид и икономичност
Според данните IBC е фотоволтаична клетъчна структура със задно съединение и заден контакт. Той е предложен за първи път от SunPower и има история от близо 40 години. Предната страна приема SiNx/SiOx двуслоен антирефлексен пасивиращ филм без метални решетки; и емитерът, задното поле и съответните положителни и отрицателни метални електроди са интегрирани на гърба на батерията във форма на пръсти. Тъй като предната страна не е блокирана от линии на мрежата, падащата светлина може да се използва в максимална степен, ефективната площ на излъчване на светлина може да бъде увеличена, оптичната загуба може да бъде намалена и целта за подобряване на ефективността на фотоелектричното преобразуване може да бъде постигнато.
Данните показват, че теоретичната граница на ефективност на преобразуване на IBC е 29,1%, което е по-високо от 28,7% и 28,5% на TOPCon и HJT. Понастоящем средната ефективност на преобразуване на масовото производство на най-новата IBC клетъчна технология на MAXN е достигнала над 25%, а новият продукт Maxeon 7 се очаква да нарасне до над 26%; средната ефективност на преобразуване на ABC клетката на Aixu се очаква да достигне 25,5%, най-високата ефективност на преобразуване в лабораторията. Ефективността е 26,1%. За разлика от това, средната ефективност на преобразуване на масовото производство на TOPCon и HJT, разкрита от компаниите, обикновено е между 24% и 25%.
Възползвайки се от едностранната структура, IBC може също да се наслагва с TOPCon, HJT, perovskite и други батерийни технологии, за да образува TBC, HBC и PSC IBC с по-висока ефективност на преобразуване, така че е известна също като „платформена технология“. Понастоящем най-високата лабораторна ефективност на преобразуване на TBC и HBC е достигнала 26,1% и 26,7%. Според резултатите от симулацията на производителността на PSC IBC клетката, проведена от чуждестранен изследователски екип, ефективността на преобразуване на 3-T структура PSC IBC, приготвена върху долната клетка на IBC с 25% фотоелектрична ефективност на преобразуване отпред текстуриране е до 35,2%.
Въпреки че крайната ефективност на преобразуване е по-висока, IBC също има силна икономика. Според оценките на експерти от индустрията текущата цена на W на TOPCon и HJT е 0,04-0,05 юана/W и 0,2 юана/W по-висока от тази на PERC, а компаниите, които напълно овладяват производствения процес на IBC, могат да постигнат същата цена като PERC. Подобно на HJT, инвестицията в оборудване на IBC е сравнително висока, достигайки около 300 милиона юана/GW. Въпреки това, като се възползват от характеристиките на ниско потребление на сребро, цената на W на IBC е по-ниска. Струва си да се спомене, че ABC на Aixu постигна технология без сребро.
В допълнение, IBC има красив външен вид, защото не е блокиран от решетки отпред и е по-подходящ за битови сценарии и разпределени пазари като BIPV. Особено в по-малко чувствителния към цените потребителски пазар, потребителите са повече от готови да платят премия за естетически приятен външен вид. Например, черните модули, които са много популярни на пазара за домакинствата в някои европейски страни, имат по-високо първокласно ниво от конвенционалните PERC модули, защото са по-красиви, за да се съчетаят с тъмни покриви. Въпреки това, поради проблема с процеса на подготовка, ефективността на преобразуване на черните модули е по-ниска от тази на PERC модулите, докато „естествено красивият“ IBC няма такъв проблем. Той има красив външен вид и по-висока ефективност на преобразуване, така че сценарият на приложение По-широк диапазон и по-силна премиум способност на продукта.
Производственият процес е зрял, но техническата трудност е висока
Тъй като IBC има по-висока ефективност на преобразуване и икономически предимства, защо толкова малко компании внедряват IBC? Както бе споменато по-горе, само компании, които напълно овладяват производствения процес на IBC, могат да имат цена, която е основно същата като тази на PERC. Следователно сложният производствен процес, особено съществуването на много видове полупроводникови процеси, е основната причина за по-малкото му „групиране“.
В традиционния смисъл IBC основно има три процеса на процеса: единият е класическият IBC процес, представен от SunPower, другият е POLO-IBC процесът, представен от ISFH (TBC е със същия произход), а третият е представен по процеса на Kaneka HBC. Технологичният маршрут ABC на Aixu може да се разглежда като четвъртият технологичен маршрут.
От гледна точка на зрелостта на производствения процес, класическият IBC вече е постигнал масово производство. Данните показват, че SunPower е доставила общо 3,5 милиарда броя; ABC ще постигне мащаб на масово производство от 6,5 GW през третото тримесечие на тази година. Компоненти от серията “Черна дупка” на технологията. Относително казано, технологията на TBC и HBC не е достатъчно зряла и ще отнеме време за реализиране на комерсиализация.
Специфично за производствения процес, основната промяна на IBC в сравнение с PERC, TOPCon и HJT се крие в конфигурацията на задния електрод, тоест образуването на интердигитирана p+ област и n+ област, което също е ключът към повлияването на производителността на батерията . В производствения процес на класическия IBC, конфигурацията на задния електрод включва основно три метода: ситопечат, лазерно ецване и йонна имплантация, което води до три различни подмаршрута и всеки подмаршрут съответства на най-много процеси до 14 стъпки, 12 стъпки и 9 стъпки.
Данните показват, че въпреки че ситопечатът със зряла технология изглежда прост на повърхността, той има значителни предимства в разходите. Въпреки това, тъй като е лесно да се причинят дефекти на повърхността на батерията, ефектът на допинг е трудно да се контролира и са необходими многократен ситопечат и прецизни процеси на подравняване, като по този начин се увеличават трудността на процеса и производствените разходи. Лазерното ецване има предимствата на ниско смесване и контролирани видове допинг, но процесът е сложен и труден. Йонната имплантация има характеристиките на висока прецизност на контрола и добра равномерност на дифузията, но нейното оборудване е скъпо и е лесно да причини увреждане на решетката.
Позовавайки се на производствения процес на ABC на Aixu, той използва основно метода на лазерно ецване, а производственият процес има до 14 стъпки. Според данните, разкрити от компанията на срещата за обмен на производителност, процентът на добив на масово производство на ABC е само 95%, което е значително по-ниско от 98% на PERC и HJT. Трябва да знаете, че Aixu е професионален производител на клетки с дълбоко техническо натрупване и обемът на доставките му е на второ място в света през цялата година. Това също директно потвърждава, че трудността на производствения процес на IBC е висока.
Един от технологичните маршрути от следващо поколение на TOPCon и HJT
Въпреки че производственият процес на IBC е сравнително труден, неговите технически характеристики от типа на платформата налагат по-висока граница на ефективност на преобразуване, което може ефективно да удължи жизнения цикъл на технологията, като същевременно поддържа пазарната конкурентоспособност на предприятията, може също така да намали операцията, причинена от технологична итерация . риск. По-специално, подреждането с TOPCon, HJT и перовскит за образуване на тандемна батерия с по-висока ефективност на преобразуване единодушно се счита от индустрията за един от основните технологични пътища в бъдещето. Следователно IBC вероятно ще се превърне в един от технологичните маршрути от следващо поколение на настоящите лагери TOPCon и HJT. В момента редица компании са разкрили, че провеждат съответните технически изследвания.
По-конкретно, TBC, образуван от суперпозицията на TOPCon и IBC, използва POLO технология за IBC без екран отпред, което подобрява ефекта на пасивиране и напрежението на отворена верига без загуба на ток, като по този начин подобрява ефективността на фотоелектричното преобразуване. TBC има предимствата на добра стабилност, отличен селективен пасивиращ контакт и висока съвместимост с IBC технологията. Техническите трудности на неговия производствен процес се крият в изолирането на задния електрод, еднаквостта на качеството на пасивация на полисилиция и интегрирането с процеса на IBC.
HBC, образуван от суперпозицията на HJT и IBC, няма електродно екраниране на предната повърхност и използва антирефлексен слой вместо TCO, който има по-малко оптични загуби и по-ниска цена в диапазона на късите дължини на вълната. Поради по-добрия си пасивиращ ефект и по-ниския температурен коефициент, HBC има очевидни предимства в ефективността на преобразуване в края на батерията и в същото време генерирането на енергия в края на модула също е по-високо. Въпреки това, проблемите на производствения процес като стриктна изолация на електродите, сложен процес и тесен технологичен прозорец на IBC все още са трудностите, които възпрепятстват неговата индустриализация.
PSC IBC, образуван от суперпозицията на перовскит и IBC, може да реализира допълнителния абсорбционен спектър и след това да подобри ефективността на фотоелектричното преобразуване чрез подобряване на степента на използване на слънчевия спектър. Въпреки че крайната ефективност на преобразуване на PSC IBC е теоретично по-висока, въздействието върху стабилността на продуктите от кристални силициеви клетки след подреждане и съвместимостта на производствения процес със съществуващата производствена линия са един от важните фактори, ограничаващи неговото развитие.
Водене на „икономиката на красотата“ на фотоволтаичната индустрия
От ниво на приложение, с избухването на разпределени пазари по света, IBC модулните продукти с по-висока ефективност на преобразуване и по-добър външен вид имат широки перспективи за развитие. По-специално, характеристиките му с висока стойност могат да задоволят стремежа на потребителите към „красота“ и се очаква да получи определена премия за продукта. Позовавайки се на индустрията за домакински уреди, „икономиката на външния вид“ се превърна в основна движеща сила за растеж на пазара преди епидемията, докато тези компании, които се фокусират само върху качеството на продуктите, постепенно бяха изоставени от потребителите. В допълнение, IBC също е много подходящ за BIPV, което ще бъде потенциална точка на растеж в средносрочен до дългосрочен план.
Що се отнася до структурата на пазара, в момента има само няколко играчи в областта на IBC, като TCL Zhonghuan (MAXN), LONGi Green Energy и Aixu, докато разпределеният пазарен дял представлява повече от половината от общия фотоволтаичен пазар. Особено с широкомащабното избухване на европейския пазар за домакински оптични устройства за съхранение, който е по-малко чувствителен към цената, високоефективните IBC модулни продукти с висока стойност вероятно ще бъдат популярни сред потребителите.
Време на публикуване: 2 септември 2022 г