Σύμφωνα με αναφορές, μέχρι το τέλος του 2022, ο προγραμματισμός της παραγωγικής ικανότητας φωτοβολταϊκών κυψελών τύπου N της Κίνας έχει ξεπεράσει τα 640 GW, που είναι περίπου 1,83 φορές η παραγωγική ικανότητα όλων των φωτοβολταϊκών στοιχείων στην Κίνα πέρυσι. Το 2023, οι μπαταρίες τύπου N θα συμπιέσουν περαιτέρω το μερίδιο αγοράς των μπαταριών τύπου P. Ως οι δύο πιο σημαντικές τεχνολογίες υποδιαίρεσης της τεχνολογίας μπαταριών τύπου N, ποια είναι η διαφορά μεταξύ του TOPCon και του HJT και ποια είναι τα συγκεκριμένα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα; Αυτό το άρθρο θα σας οδηγήσει να τα εξηγήσετε ένα προς ένα.
Ιστορικό ανάπτυξης μπαταριών τύπου P
Οι μπαταρίες τύπου P αναφέρονται κυρίως σε μπαταρίες BSF και μπαταρίες PERC. Πριν από το 2014-2015, η τεχνολογία των φωτοβολταϊκών κυψελών κυριαρχούσε από την BSF και είτε ήταν μονοκρυσταλλική είτε πολυκρυσταλλική κυψέλη, η πίσω πλευρά παθητικοποιήθηκε με αλουμίνιο. Μετά το 2015, αναπτύχθηκαν οι μπαταρίες PERC. Η πίσω πλευρά της κυψέλης PERC δεν είναι μόνο παθητικοποίηση πίσω πεδίου αλουμινίου, αλλά υιοθετεί κυρίως τη μέθοδο παθητικοποίησης του οξειδίου του αλουμινίου και του νιτριδίου του πυριτίου, η οποία αποφεύγει αποτελεσματικά ορισμένα προηγούμενα τεχνικά ελαττώματα. Με τα πλεονεκτήματα του μονού κρυστάλλου όσον αφορά την απόδοση μετατροπής και το κόστος παραγωγής, οι κυψέλες PERC έχουν γίνει η πιο αποτελεσματική τεχνολογία για την επίτευξη ταχείας μείωσης του KCOE του συστήματος. Στα επόμενα δύο χρόνια, ολόκληρη η αγορά στράφηκε σταδιακά στην τεχνολογία PERC. Μέχρι το 2022, τα προϊόντα μπαταριών PERC θα αντιπροσωπεύουν περισσότερο από το 90% της παγκόσμιας αγοράς.
Προς το παρόν, οι μπαταρίες PERC δεν είναι ξεπερασμένες, αλλά εκτιμάται ότι θα είναι δύσκολο να ανταγωνιστούν πιο αποδοτικές μπαταρίες τύπου N σε περίπου τρία χρόνια.
Η άνοδος των μπαταριών τύπου Ν
Τον Ιούλιο του 2022, η υψηλότερη απόδοση της κυψέλης PERC υψηλής απόδοσης G12 που αναπτύχθηκε ανεξάρτητα από την Trina Solar έφτασε το 24,5%, σημειώνοντας νέο παγκόσμιο ρεκόρ. Και το 24,5% είναι ήδη το όριο απόδοσης της μπαταρίας τύπου P.
Σε σύγκριση με τις γκοφρέτες πυριτίου τύπου P, η διάρκεια ζωής των πλακών πυριτίου τύπου Ν είναι τουλάχιστον μια τάξη μεγέθους υψηλότερη. Γιατί; Επειδή το τσιπ πυριτίου τύπου Ν είναι κυρίως εμποτισμένο με "στοιχείο φωσφόρου", τα ζεύγη ατόμων βορίου-οξυγόνου (δηλαδή ο κύριος λόγος για την εξασθένηση της μπαταρίας τύπου Ρ από το φως) δεν θα σχηματιστούν στο υλικό, κάνοντας η αρχική εξασθένηση της μπαταρίας τύπου Ν και των εξαρτημάτων που προκαλείται από το φως σχεδόν μηδενική. Αυτή είναι η θεμελιώδης διαφορά μεταξύ των μπαταριών τύπου N και των μπαταριών τύπου P, και ακριβώς λόγω αυτού η τάση ανοιχτού κυκλώματος και το ρεύμα βραχυκυκλώματος των μπαταριών τύπου N βελτιώνονται σημαντικά, με αποτέλεσμα υψηλότερη απόδοση μετατροπής της μπαταρίας.
Ταξινόμηση τεχνολογίας μπαταριών τύπου Ν
Τα κύτταρα τύπου Ν έχουν πολλά πλεονεκτήματα, συμπεριλαμβανομένης της υψηλής απόδοσης μετατροπής, της υψηλής διπλοπροσωπικότητας, του χαμηλού συντελεστή θερμοκρασίας, της αποσύνθεσης του φωτός, της καλής επίδρασης ασθενούς φωτός και της μεγαλύτερης διάρκειας ζωής φορέα.
Η τεχνολογία μπαταριών τύπου N μπορεί να υποδιαιρεθεί σε ετερόσυνδέσεις (HJT), TOPCon, IBC και άλλους τύπους τεχνολογίας. Προς το παρόν, οι κατασκευαστές φωτοβολταϊκών κυψελών επιλέγουν ως επί το πλείστον TOPCon ή HJT για να επιδιώξουν τη μαζική παραγωγή.
Η θεωρητική απόδοση των κυττάρων TOPCon τύπου N μπορεί να φτάσει το 28,7%, και η θεωρητική απόδοση των κυττάρων ετεροσύνδεσης μπορεί να φτάσει το 27,5%.
Το TOPCon βασίζεται στη διαδικασία "μπαταρίας τύπου N" και συνεχίζει να αναπτύσσει την τεχνολογία "επαφή παθητικοποίησης στρώματος οξειδίου σήραγγας". Η τεχνολογία TOPCon μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την απόδοση μετατροπής κυψελών τύπου Ν.
Πλεονέκτημα 1 του TOPCon: υψηλή απόδοση
Σύμφωνα με θεωρητικούς υπολογισμούς, η τρέχουσα απόδοση μαζικής παραγωγής μπαταριών TOPCon είναι περίπου 23,7-23,8%, και ορισμένοι κατασκευαστές μπαταριών έχουν ανακοινώσει ότι έχουν επιτύχει 24,0%+. Πολλές εταιρείες, συμπεριλαμβανομένης της Jolywood, έχουν επιτύχει εργαστηριακή απόδοση μεγαλύτερη από 25%. Ευρείες προοπτικές.
TOPCon πλεονέκτημα δύο: χαμηλό κόστος
Τόσο το TOPCon όσο και το PERC είναι διαδικασίες υψηλής θερμοκρασίας και μπορούν να διατηρήσουν και να χρησιμοποιήσουν την υπάρχουσα παραδοσιακή διαδικασία κατασκευής εξοπλισμού μπαταριών τύπου P. Η τεχνολογία μπαταριών και ο εξοπλισμός γραμμής παραγωγής και των δύο είναι εξαιρετικά συμβατοί. Το TOPCon μπορεί να αναβαθμιστεί από τη γραμμή παραγωγής PERC χωρίς την κατασκευή νέας γραμμής παραγωγής. Εάν η αρχική διαδικασία PERC αναβαθμιστεί και τροποποιηθεί μόνο, απαιτείται μόνο μια πρόσθετη επένδυση 7 έως 14 εκατομμυρίων ευρώ/GW και το οριακό κόστος επένδυσης είναι καλύτερο από άλλες διαδρομές τεχνολογίας τύπου Ν. Η γραμμή παραγωγής της τεχνολογίας PERC είναι η κύρια εφαρμογή των μπαταριών τύπου P, επομένως υπό την πίεση μεγάλης κλίμακας απόσβεσης εξοπλισμού της γραμμής παραγωγής PERC, η συνέχιση της αναβάθμισης και μετατροπής του εξοπλισμού σε γραμμή παραγωγής TOPCon θα συμβάλει στη μείωση του κινδύνου βύθισης .
Στο μέλλον, με τη μείωση του κόστους χωρίς πυρίτιο και την περαιτέρω βελτίωση του ρυθμού απόδοσης και της αποτελεσματικότητας, το TOPCon θα μειώσει γρήγορα το χάσμα κόστους με το PERC και θα γίνει μια νέα γενιά βασικών προϊόντων.
TOPCon πρόοδος εκβιομηχάνισης
Λόγω της σχετικά μεγάλης υπάρχουσας ικανότητας παραγωγής των μπαταριών PERC, η νέα ικανότητα παραγωγής PERC που προστέθηκε το 2019 ουσιαστικά διατηρεί τη διεπαφή TOPCon για μεταγενέστερο μετασχηματισμό και αναβάθμιση. Και επί του παρόντος, η παραγωγική ικανότητα PERC πολλών κατασκευαστών πρώτης κατηγορίας έχει σταματήσει σταδιακά την παραγωγή.
Επί του παρόντος, οι μεγάλες εταιρείες που ασχολούνται με την τεχνολογία TOPCON περιλαμβάνουν: Longji, Jolywood, JinkoSolar, Trina Solar, Risen Energy κ.λπ., οι περισσότερες από τις οποίες είναι κάθετα ολοκληρωμένες εταιρείες. Μεταξύ αυτών, η Jolywood είναι μία από τις πρώτες εταιρείες που ανέπτυξε το TOPCon.Η μέση απόδοση μετατροπής των παρτίδων μαζικής παραγωγής μπαταριών TOPCon της εταιρείας είναι 24,2% και ορισμένα προϊόντα αγγίζουν το 24,5%.
Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία των PVInfoLink και TrendForce, μέχρι το τέλος του 2022, η παραγωγική ικανότητα TOPCon σε ολόκληρη τη βιομηχανία αναμένεται να ξεπεράσει τα 40 GW και αναμένεται να φτάσει περίπου τα 80 GW μέχρι το τέλος του 2023.
Η διαδικασία του HJT είναι πολύ διαφορετική από το TOPCon που αναφέρθηκε παραπάνω. Το TOPCon αναβαθμίζεται από τη γραμμή παραγωγής "μπαταρίας τύπου P". Επομένως, για να εξοικονομήσουν κόστος, πολλοί κατασκευαστές θα επιλέξουν να συνεχίσουν να αναβαθμίζουν και να μεταμορφώνουν το TOPCON. Ποια είναι λοιπόν τα πλεονεκτήματα του HJT;
HJT πλεονέκτημα ένα: σύντομη ροή διαδικασίας
Η διαδικασία της μπαταρίας HJT περιλαμβάνει κυρίως 4 συνδέσμους, υφή, εναπόθεση άμορφου πυριτίου, εναπόθεση TCO και εκτύπωση οθόνης. Η ροή της διαδικασίας είναι πολύ χαμηλότερη από το PERC's 10 και το TOPCON's 12-13. Αυτό κάνει τους νέους κατασκευαστές που θέλουν να μπουν στο παιχνίδι τώρα πιο προσανατολισμένοι στην τεχνολογία HJT. Με αυτόν τον τρόπο, οι νέοι κατασκευαστές έχουν τη δυνατότητα να ανταγωνιστούν τους καταξιωμένους κατασκευαστές.
HJT πλεονέκτημα δύο: μεγαλύτερες δυνατότητες ανάπτυξης
Στο εργαστήριο, η απόδοση μετατροπής του TOPCon είναι περίπου 24%, ενώ η απόδοση μαζικής παραγωγής κυττάρων τύπου Ν είναι γενικά πάνω από 24%. Με περαιτέρω ανάπτυξη, θα αναδειχθούν τα πλεονεκτήματα της τεχνολογίας μπαταριών HJT, η οποία είναι πιο κατάλληλη για την υπέρθεση άλλων τεχνολογιών. Τα κύτταρα HJT μπορούν να χρησιμοποιήσουν ντοπαρισμένο νανοκρυσταλλικό πυρίτιο και ντοπαρισμένο μικροκρυσταλλικό πυρίτιο στην μπροστινή και πίσω επιφάνεια αντίστοιχα. Στο μέλλον, με την υπέρθεση IBC και περοβσκίτη, η απόδοση μετατροπής μπορεί να αυξηθεί σε περισσότερο από 30%.
HJT πλεονέκτημα τρία: χαμηλή εξασθένηση
Σύμφωνα με σχετικά στοιχεία, οι μπαταρίες HJT αποσυντίθενται κατά 1-2% τον πρώτο χρόνο και στη συνέχεια αποσυντίθενται κατά 0,25% ετησίως, πολύ χαμηλότερο από αυτό των στοιχείων PERC (2% τον πρώτο χρόνο και 0,45% ετησίως στη συνέχεια Η παραγωγή ενέργειας ανά watt ανά κύκλο είναι περίπου 1,9%-2,9% υψηλότερη από αυτή των κυψελών PERC διπλής όψης.
Η πρόοδος της εκβιομηχάνισης της HJT
Οι διαδρομές διεργασίας HJT και PERC είναι εντελώς διαφορετικές και δεν μπορούν να επεκταθούν, και μόνο νέες γραμμές παραγωγής μπορούν να τεθούν σε λειτουργία· και η HJT δεν είναι συμβατή με τον κύριο εξοπλισμό παραγωγής PERC, επομένως η μετατροπή σε HJT μετά τη χρήση της διαδικασίας PERC θα φέρει υψηλά αλλαγή του κόστους στις επιχειρήσεις. Ως εκ τούτου, η τεχνολογία HJT είναι πιο φιλική προς τις επιχειρήσεις κάτω από τη δεύτερη και τρίτη βαθμίδα ή τις βιομηχανίες νέας τεχνολογίας, χωρίς την ιστορική επιβάρυνση της παραγωγικής ικανότητας.
Με την επιβράδυνση της βελτίωσης της απόδοσης των κυψελών PERC, της κύριας κυψέλης στην αγορά, και τη σταδιακή ωριμότητα της εκβιομηχάνισης κυψελών ετεροσύνδεσης που βασίζονται σε γκοφρέτες πυριτίου τύπου Ν, το επίκεντρο της ανάπτυξης της βιομηχανίας φωτοβολταϊκών κυψελών αλλάζει αθόρυβα. Οι ειδικοί του κλάδου πιστεύουν ότι σε σύγκριση με άλλες τεχνικές διαδρομές, η τεχνολογία μπαταριών HJT έχει καλύτερο ρυθμό μετατροπής και χώρο μείωσης κόστους και είναι επίσης πιο κατάλληλη για συνδυασμό με IBC, περοβσκίτη και άλλες τεχνολογίες. Αυτή η τεχνολογία ονομάζεται η επόμενη γενιά εμπορικών φωτοβολταϊκών στη βιομηχανία Σημαντικές υποψήφιες τεχνολογίες για την παραγωγή.
Ως κατασκευαστής φωτοβολταϊκών μονάδων με 14 χρόνια επαγγελματικής εμπειρίας, η Maysun Solar ερευνά και αναπτύσσει φωτοβολταϊκά στοιχεία τύπου Ν και είναι πάντα έτοιμη να συνεργαστεί μαζί σας για να βοηθήσει στην ενεργειακή μετάβαση. Επικοινωνήστε μαζί μας για να ανοίξουμε την πόρτα στην πράσινη ενέργεια.