เหตุใดเทคโนโลยีแบตเตอรี่ IBC จึงไม่กลายเป็นกระแสหลักของอุตสาหกรรมไฟฟ้าโซลาร์เซลล์?

เมื่อเร็วๆ นี้ TCL Zhonghuan ประกาศสมัครซื้อหุ้นกู้แปลงสภาพจาก MAXN ซึ่งเป็นบริษัทที่ถือหุ้นเป็นจำนวนเงิน 200 ล้านดอลลาร์สหรัฐ เพื่อสนับสนุนการวิจัยและพัฒนาผลิตภัณฑ์ซีรีส์ Maxeon 7 ที่ใช้เทคโนโลยีแบตเตอรี่ IBCในวันซื้อขายวันแรกหลังจากการประกาศ ราคาหุ้นของ TCL Central เพิ่มขึ้นตามขีดจำกัดและหุ้น Aixu ซึ่งใช้เทคโนโลยีแบตเตอรี่ IBC ด้วย โดยแบตเตอรี่ ABC กำลังจะผลิตจำนวนมาก ราคาหุ้นก็เพิ่มขึ้นมากกว่า 4 เท่านับตั้งแต่วันที่ 27 เมษายน

ในขณะที่อุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ค่อยๆ เข้าสู่ยุค N-type เทคโนโลยีแบตเตอรี่ N-type ที่นำเสนอโดย TOPCon, HJT และ IBC ได้กลายเป็นจุดสนใจขององค์กรต่างๆ ที่แข่งขันกันเพื่อแย่งชิงรูปแบบจากข้อมูลดังกล่าว TOPCon มีกำลังการผลิตปัจจุบันอยู่ที่ 54GW และมีกำลังการผลิตที่อยู่ระหว่างการก่อสร้างและตามแผนอยู่ที่ 146GWกำลังการผลิตปัจจุบันของ HJT อยู่ที่ 7GW และกำลังการผลิตที่อยู่ระหว่างการก่อสร้างและตามแผนอยู่ที่ 180GW

อย่างไรก็ตาม เมื่อเปรียบเทียบกับ TOPCon และ HJT แล้ว มีคลัสเตอร์ IBC ไม่มากนักมีบริษัทเพียงไม่กี่แห่งในพื้นที่ เช่น TCL Central, Aixu และ LONGi Green Energyขนาดรวมของกำลังการผลิตที่มีอยู่ อยู่ระหว่างการก่อสร้างและตามแผนไม่เกิน 30GWคุณต้องรู้ว่า IBC ซึ่งมีประวัติยาวนานเกือบ 40 ปีได้ดำเนินการเชิงพาณิชย์แล้ว กระบวนการผลิตได้ครบกำหนดแล้ว และทั้งประสิทธิภาพและต้นทุนก็มีข้อได้เปรียบบางประการแล้วเหตุใด IBC จึงไม่กลายเป็นเส้นทางเทคโนโลยีกระแสหลักของอุตสาหกรรม?

เทคโนโลยีแพลตฟอร์มเพื่อประสิทธิภาพการแปลงที่สูงขึ้น รูปลักษณ์ที่น่าดึงดูด และความประหยัด

จากข้อมูล IBC เป็นโครงสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีทางแยกด้านหลังและหน้าสัมผัสด้านหลังได้รับการเสนอครั้งแรกโดย SunPower และมีประวัติยาวนานเกือบ 40 ปีด้านหน้าใช้ฟิล์มทู่ป้องกันแสงสะท้อน SiNx/SiOx สองชั้นโดยไม่มีเส้นตารางโลหะและตัวส่งสัญญาณ สนามด้านหลัง และอิเล็กโทรดโลหะบวกและลบที่สอดคล้องกันจะรวมอยู่ที่ด้านหลังของแบตเตอรี่ในรูปทรงที่ประสานกันเนื่องจากด้านหน้าไม่ถูกบล็อกด้วยเส้นกริด แสงตกกระทบจึงสามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้สูงสุด สามารถเพิ่มพื้นที่การเปล่งแสงที่มีประสิทธิภาพได้ ลดการสูญเสียแสงได้ และวัตถุประสงค์ในการปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลงโฟโตอิเล็กทริคสามารถ ประสบความสำเร็จ

ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าขีดจำกัดประสิทธิภาพการแปลงตามทฤษฎีของ IBC คือ 29.1% ซึ่งสูงกว่า 28.7% และ 28.5% ของ TOPCon และ HJTปัจจุบัน ประสิทธิภาพการแปลงการผลิตจำนวนมากโดยเฉลี่ยของเทคโนโลยีเซลล์ IBC ล่าสุดของ MAXN สูงถึงกว่า 25% และผลิตภัณฑ์ใหม่ Maxeon 7 คาดว่าจะเพิ่มขึ้นมากกว่า 26%ประสิทธิภาพการแปลงเฉลี่ยของเซลล์ ABC ของ Aixu คาดว่าจะสูงถึง 25.5% ซึ่งเป็นประสิทธิภาพการแปลงสูงสุดในห้องปฏิบัติการ โดยประสิทธิภาพสูงถึง 26.1%ในทางตรงกันข้าม ประสิทธิภาพการแปลงการผลิตจำนวนมากโดยเฉลี่ยของ TOPCon และ HJT ที่เปิดเผยโดยบริษัทต่างๆ โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 24% ถึง 25%

ด้วยประโยชน์จากโครงสร้างด้านเดียว IBC ยังสามารถซ้อนทับกับ TOPCon, HJT, perovskite และเทคโนโลยีแบตเตอรี่อื่นๆ เพื่อสร้าง TBC, HBC และ PSC IBC ที่มีประสิทธิภาพการแปลงที่สูงขึ้น ดังนั้นจึงเรียกว่า "เทคโนโลยีแพลตฟอร์ม"ปัจจุบัน ประสิทธิภาพการแปลงสภาพในห้องปฏิบัติการสูงสุดของ TBC และ HBC อยู่ที่ 26.1% และ 26.7%จากผลการจำลองประสิทธิภาพของเซลล์ PSC IBC ที่ดำเนินการโดยทีมวิจัยต่างประเทศ ประสิทธิภาพการแปลงของโครงสร้าง 3-T PSC IBC ที่เตรียมไว้บนเซลล์ด้านล่างของ IBC พร้อมพื้นผิวด้านหน้าประสิทธิภาพการแปลงโฟโตอิเล็กทริก 25% สูงถึง 35.2%

แม้ว่าประสิทธิภาพการแปลงขั้นสูงสุดจะสูงกว่า แต่ IBC ก็มีเศรษฐศาสตร์ที่แข็งแกร่งเช่นกันตามการประมาณการของผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรม ต้นทุนปัจจุบันต่อ W ของ TOPCon และ HJT อยู่ที่ 0.04-0.05 หยวน/วัตต์ และสูงกว่า PERC 0.2 หยวน/วัตต์ และบริษัทที่เชี่ยวชาญในกระบวนการผลิตของ IBC อย่างเต็มรูปแบบสามารถบรรลุต้นทุนเดียวกันได้ ในฐานะ ป.ร.เช่นเดียวกับ HJT การลงทุนด้านอุปกรณ์ของ IBC ค่อนข้างสูง โดยมีมูลค่าประมาณ 300 ล้านหยวน/GWอย่างไรก็ตาม การได้ประโยชน์จากลักษณะของการใช้เงินต่ำ ทำให้ต้นทุนต่อ W ของ IBC ต่ำกว่าเป็นที่น่าสังเกตว่า ABC ของ Aixu ประสบความสำเร็จในเทคโนโลยีไร้เงิน

นอกจากนี้ IBC ยังมีรูปลักษณ์ที่สวยงามเนื่องจากไม่ถูกบล็อกด้วยเส้นตารางที่ด้านหน้า และเหมาะสำหรับสถานการณ์ในครัวเรือนและตลาดแบบกระจาย เช่น BIPV มากกว่าโดยเฉพาะอย่างยิ่งในตลาดผู้บริโภคที่ไม่ค่อยคำนึงถึงราคา ผู้บริโภคยินดีจ่ายราคาแพงเพื่อรูปลักษณ์ที่สวยงามน่าพึงพอใจตัวอย่างเช่น โมดูลสีดำซึ่งเป็นที่นิยมมากในตลาดครัวเรือนในบางประเทศในยุโรป มีระดับพรีเมี่ยมที่สูงกว่าโมดูล PERC ทั่วไป เนื่องจากมีความสวยงามมากกว่าเมื่อจับคู่กับหลังคาสีเข้มอย่างไรก็ตาม เนื่องจากปัญหาของกระบวนการเตรียมการ ประสิทธิภาพการแปลงของโมดูลสีดำจึงต่ำกว่าโมดูล PERC ในขณะที่ IBC ที่ "สวยงามตามธรรมชาติ" ไม่มีปัญหาดังกล่าวมีรูปลักษณ์ที่สวยงามและประสิทธิภาพการแปลงที่สูงขึ้น ดังนั้นสถานการณ์การใช้งานที่หลากหลายและความสามารถระดับพรีเมี่ยมของผลิตภัณฑ์ที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้น

กระบวนการผลิตมีความสมบูรณ์ แต่ปัญหาทางเทคนิคยังสูง

เนื่องจาก IBC มีประสิทธิภาพการแปลงที่สูงกว่าและความได้เปรียบทางเศรษฐกิจ เหตุใดจึงมีบริษัทเพียงไม่กี่แห่งที่ปรับใช้ IBCตามที่กล่าวไว้ข้างต้น เฉพาะบริษัทที่เชี่ยวชาญในกระบวนการผลิตของ IBC อย่างเต็มรูปแบบเท่านั้นที่สามารถมีต้นทุนที่โดยพื้นฐานแล้วเหมือนกับของ PERCดังนั้นกระบวนการผลิตที่ซับซ้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการมีอยู่ของกระบวนการเซมิคอนดักเตอร์หลายประเภท จึงเป็นเหตุผลหลักที่ทำให้ "การรวมกลุ่ม" น้อยลง

ในความหมายดั้งเดิม IBC ส่วนใหญ่มีเส้นทางกระบวนการสามเส้นทาง: เส้นทางหนึ่งคือกระบวนการ IBC แบบคลาสสิกที่แสดงโดย SunPower และอีกเส้นทางคือกระบวนการ POLO-IBC ที่แสดงโดย ISFH (TBC มีต้นกำเนิดเดียวกันกับที่เป็นอยู่) และเส้นทางที่สามเป็นตัวแทน โดยกระบวนการ Kaneka HBCเส้นทางเทคโนโลยี ABC ของ Aixu ถือได้ว่าเป็นเส้นทางเทคโนโลยีที่สี่

จากมุมมองของความครบกำหนดของกระบวนการผลิต IBC แบบคลาสสิกได้ประสบความสำเร็จในการผลิตจำนวนมากแล้วข้อมูลแสดงให้เห็นว่า SunPower ได้จัดส่งไปแล้วทั้งหมด 3.5 พันล้านชิ้นABC จะบรรลุขนาดการผลิตจำนวนมากที่ 6.5GW ในไตรมาสที่สามของปีนี้ส่วนประกอบของเทคโนโลยีซีรีส์ “Black Hole”เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว เทคโนโลยีของ TBC และ HBC ยังยังไม่พัฒนาเพียงพอ และจะต้องใช้เวลาพอสมควรในการทำให้เป็นเชิงพาณิชย์

เฉพาะในกระบวนการผลิต การเปลี่ยนแปลงหลักของ IBC เมื่อเทียบกับ PERC, TOPCon และ HJT อยู่ที่การกำหนดค่าของอิเล็กโทรดด้านหลัง ซึ่งก็คือการก่อตัวของภูมิภาค p+ และภูมิภาค n+ ที่ประสานกัน ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ด้วย .ในกระบวนการผลิตของ IBC แบบคลาสสิก การกำหนดค่าของอิเล็กโทรดด้านหลังส่วนใหญ่ประกอบด้วยสามวิธี: การพิมพ์สกรีน การแกะสลักด้วยเลเซอร์ และการฝังไอออน ส่งผลให้มีเส้นทางย่อยที่แตกต่างกันสามเส้นทาง และแต่ละเส้นทางย่อยสอดคล้องกับกระบวนการได้มากถึง 14 กระบวนการ ขั้นตอน 12 ขั้นตอนและ 9 ขั้นตอน

ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าแม้ว่าการพิมพ์สกรีนด้วยเทคโนโลยีที่สมบูรณ์จะดูเรียบง่ายบนพื้นผิว แต่ก็มีข้อได้เปรียบด้านต้นทุนอย่างมากอย่างไรก็ตาม เนื่องจากทำให้เกิดข้อบกพร่องบนพื้นผิวของแบตเตอรี่ได้ง่าย ผลของสารต้องห้ามจึงควบคุมได้ยาก และจำเป็นต้องมีการพิมพ์หน้าจอหลายหน้าจอและกระบวนการจัดตำแหน่งที่แม่นยำ ซึ่งจะเพิ่มความยากของกระบวนการและต้นทุนการผลิตการแกะสลักด้วยเลเซอร์มีข้อดีของการประนอมต่ำและประเภทสารต้องห้ามที่ควบคุมได้ แต่กระบวนการนี้ซับซ้อนและยากการฝังไอออนมีลักษณะพิเศษคือมีความแม่นยำในการควบคุมสูงและความสม่ำเสมอในการแพร่กระจายที่ดี แต่อุปกรณ์มีราคาแพงและทำให้เกิดความเสียหายได้ง่าย

อ้างถึงกระบวนการผลิต ABC ของ Aixu ส่วนใหญ่ใช้วิธีการแกะสลักด้วยเลเซอร์ และกระบวนการผลิตมีมากถึง 14 ขั้นตอนจากข้อมูลที่บริษัทเปิดเผยในการประชุมแลกเปลี่ยนประสิทธิภาพ อัตราผลตอบแทนการผลิตจำนวนมากของ ABC อยู่ที่ 95% เท่านั้น ซึ่งต่ำกว่า 98% ของ PERC และ HJT อย่างมีนัยสำคัญคุณต้องรู้ว่า Aixu เป็นผู้ผลิตเซลล์มืออาชีพที่มีการสะสมทางเทคนิคอย่างลึกซึ้ง และปริมาณการจัดส่งก็อยู่ในอันดับที่สองของโลกตลอดทั้งปีนอกจากนี้ยังเป็นการยืนยันโดยตรงว่าความยากในกระบวนการผลิต IBC นั้นอยู่ในระดับสูง

หนึ่งในเส้นทางเทคโนโลยีแห่งอนาคตของ TOPCon และ HJT

แม้ว่ากระบวนการผลิตของ IBC จะค่อนข้างยาก แต่คุณสมบัติทางเทคนิคประเภทแพลตฟอร์มนั้นซ้อนทับขีดจำกัดประสิทธิภาพการแปลงที่สูงขึ้น ซึ่งสามารถขยายวงจรชีวิตเทคโนโลยีได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะที่ยังคงรักษาความสามารถในการแข่งขันในตลาดขององค์กรได้ ก็ยังสามารถลดการดำเนินการที่เกิดจากการทำซ้ำทางเทคโนโลยี .เสี่ยง.โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การซ้อนกับ TOPCon, HJT และ perovskite เพื่อสร้างแบตเตอรี่ควบคู่ที่มีประสิทธิภาพการแปลงสูงกว่านั้นได้รับการยอมรับอย่างเป็นเอกฉันท์จากอุตสาหกรรมว่าเป็นหนึ่งในเส้นทางเทคโนโลยีกระแสหลักในอนาคตดังนั้น IBC จึงมีแนวโน้มที่จะกลายเป็นหนึ่งในเส้นทางเทคโนโลยียุคต่อไปของค่าย TOPCon และ HJT ในปัจจุบันปัจจุบัน มีบริษัทหลายแห่งเปิดเผยว่ากำลังดำเนินการวิจัยทางเทคนิคที่เกี่ยวข้อง

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง TBC ที่เกิดจากการซ้อนทับของ TOPCon และ IBC ใช้เทคโนโลยี POLO สำหรับ IBC ที่ไม่มีตัวป้องกันที่ด้านหน้า ซึ่งปรับปรุงเอฟเฟกต์การสร้างฟิล์มและแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดโดยไม่สูญเสียกระแส จึงช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลงโฟโตอิเล็กทริกTBC มีข้อได้เปรียบในด้านความเสถียรที่ดี หน้าสัมผัสทู่แบบเลือกสรรที่ดีเยี่ยม และความเข้ากันได้สูงกับเทคโนโลยี IBCปัญหาทางเทคนิคของกระบวนการผลิตอยู่ที่การแยกอิเล็กโทรดด้านหลัง ความสม่ำเสมอของคุณภาพการสร้างฟิล์มโพลีซิลิคอน และการบูรณาการกับเส้นทางกระบวนการ IBC

HBC ที่เกิดจากการซ้อนทับของ HJT และ IBC ไม่มีการหุ้มอิเล็กโทรดบนพื้นผิวด้านหน้า และใช้ชั้นป้องกันการสะท้อนแสงแทน TCO ซึ่งมีการสูญเสียแสงน้อยกว่าและมีต้นทุนต่ำกว่าในช่วงความยาวคลื่นสั้นเนื่องจากเอฟเฟกต์ทู่ที่ดีกว่าและค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิที่ต่ำกว่า HBC จึงมีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในด้านประสิทธิภาพการแปลงที่ปลายแบตเตอรี่ และในเวลาเดียวกัน การผลิตไฟฟ้าที่ปลายโมดูลก็สูงกว่าเช่นกันอย่างไรก็ตาม ปัญหาในกระบวนการผลิต เช่น การแยกอิเล็กโทรดที่เข้มงวด กระบวนการที่ซับซ้อน และกรอบเวลากระบวนการที่แคบของ IBC ยังคงเป็นปัญหาที่เป็นอุปสรรคต่อการพัฒนาอุตสาหกรรม

PSC IBC ที่เกิดขึ้นจากการซ้อนทับของ perovskite และ IBC สามารถรับรู้สเปกตรัมการดูดกลืนแสงเสริม และปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลงโฟโตอิเล็กทริกโดยการปรับปรุงอัตราการใช้สเปกตรัมแสงอาทิตย์แม้ว่าประสิทธิภาพการแปลงขั้นสุดท้ายของ PSC IBC จะสูงกว่าในทางทฤษฎี แต่ผลกระทบต่อความเสถียรของผลิตภัณฑ์เซลล์ผลึกซิลิคอนหลังการเรียงซ้อน และความเข้ากันได้ของกระบวนการผลิตกับสายการผลิตที่มีอยู่ถือเป็นปัจจัยสำคัญประการหนึ่งที่จำกัดการพัฒนา

เป็นผู้นำ “เศรษฐกิจความงาม” ของอุตสาหกรรมไฟฟ้าโซลาร์เซลล์

จากระดับการใช้งาน โดยมีการระบาดของตลาดที่มีการกระจายทั่วโลก ผลิตภัณฑ์โมดูล IBC ที่มีประสิทธิภาพการแปลงสูงกว่าและรูปลักษณ์ที่สูงกว่ามีแนวโน้มการพัฒนาในวงกว้างโดยเฉพาะอย่างยิ่งคุณสมบัติที่มีมูลค่าสูงสามารถตอบสนองความต้องการของผู้บริโภคในการแสวงหา "ความงาม" และคาดว่าจะได้รับผลิตภัณฑ์ระดับพรีเมี่ยมเมื่อกล่าวถึงอุตสาหกรรมเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้าน “เศรษฐกิจรูปลักษณ์ภายนอก” ได้กลายเป็นแรงผลักดันหลักสำหรับการเติบโตของตลาดก่อนเกิดโรคระบาด ในขณะที่บริษัทที่มุ่งเน้นแต่คุณภาพผลิตภัณฑ์เท่านั้นก็ค่อยๆ ละทิ้งผู้บริโภคไปนอกจากนี้ IBC ยังเหมาะมากสำหรับ BIPV ซึ่งจะเป็นจุดเติบโตที่มีศักยภาพในระยะกลางถึงระยะยาว

ในส่วนของโครงสร้างตลาด ปัจจุบันมีผู้เล่นเพียงไม่กี่รายในสาขา IBC เช่น TCL Zhonghuan (MAXN), LONGi Green Energy และ Aixu ในขณะที่ส่วนแบ่งการตลาดแบบกระจายคิดเป็นมากกว่าครึ่งหนึ่งของแผงเซลล์แสงอาทิตย์โดยรวม ตลาด.โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีการระบาดอย่างเต็มรูปแบบของตลาดอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลแบบออปติคัลในครัวเรือนในยุโรป ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์โมดูล IBC ที่มีความสำคัญด้านราคาน้อยกว่า ประสิทธิภาพสูง และมีมูลค่าสูง มีแนวโน้มว่าจะได้รับความนิยมในหมู่ผู้บริโภค