เหตุใดเทคโนโลยีแบตเตอรี่ IBC จึงไม่กลายเป็นกระแสหลักของอุตสาหกรรมไฟฟ้าโซลาร์เซลล์?

เมื่อเร็วๆ นี้ TCL Zhonghuan ประกาศสมัครซื้อหุ้นกู้แปลงสภาพจาก MAXN ซึ่งเป็นบริษัทที่ถือหุ้นเป็นจำนวนเงิน 200 ล้านดอลลาร์สหรัฐ เพื่อสนับสนุนการวิจัยและพัฒนาผลิตภัณฑ์ซีรีส์ Maxeon 7 ที่ใช้เทคโนโลยีแบตเตอรี่ IBC ในวันซื้อขายวันแรกหลังจากการประกาศ ราคาหุ้นของ TCL Central เพิ่มขึ้นตามขีดจำกัด และหุ้น 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 ที่แข่งขันกันเพื่อแย่งชิงรูปแบบ จากข้อมูลดังกล่าว TOPCon มีกำลังการผลิตปัจจุบันอยู่ที่ 54GW และมีกำลังการผลิตที่อยู่ระหว่างการก่อสร้างและตามแผนอยู่ที่ 146GW กำลังการผลิตปัจจุบันของ HJT อยู่ที่ 7GW และกำลังการผลิตที่อยู่ระหว่างการก่อสร้างและตามแผนอยู่ที่ 180GW

อย่างไรก็ตาม เมื่อเปรียบเทียบกับ TOPCon และ HJT แล้ว มีคลัสเตอร์ IBC ไม่มากนัก มีบริษัทเพียงไม่กี่แห่งในพื้นที่ เช่น TCL Central, Aixu และ LONGi Green Energy ขนาดรวมของกำลังการผลิตที่มีอยู่ อยู่ระหว่างการก่อสร้างและตามแผนไม่เกิน 30GW คุณต้องรู้ว่า IBC ซึ่งมีประวัติยาวนานเกือบ 40 ปีได้ดำเนินการเชิงพาณิชย์แล้ว กระบวนการผลิตได้ครบกำหนดแล้ว และทั้งประสิทธิภาพและต้นทุนก็มีข้อได้เปรียบบางประการ แล้วเหตุใด IBC จึงไม่กลายเป็นเส้นทางเทคโนโลยีกระแสหลักของอุตสาหกรรม?

เทคโนโลยีแพลตฟอร์มเพื่อประสิทธิภาพการแปลงที่สูงขึ้น รูปลักษณ์ที่น่าดึงดูด และความประหยัด

จากข้อมูล IBC เป็นโครงสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีทางแยกด้านหลังและหน้าสัมผัสด้านหลัง ได้รับการเสนอครั้งแรกโดย SunPower และมีประวัติยาวนานเกือบ 40 ปี ด้านหน้าใช้ฟิล์มทู่ป้องกันแสงสะท้อน SiNx/SiOx สองชั้นโดยไม่มีเส้นตารางโลหะ และตัวส่งสัญญาณ สนามด้านหลัง และอิเล็กโทรดโลหะบวกและลบที่สอดคล้องกันจะรวมอยู่ที่ด้านหลังของแบตเตอรี่ในรูปทรงที่ประสานกัน เนื่องจากด้านหน้าไม่ถูกบล็อกด้วยเส้นกริด แสงตกกระทบจึงสามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้สูงสุด สามารถเพิ่มพื้นที่การเปล่งแสงที่มีประสิทธิภาพได้ ลดการสูญเสียแสงได้ และวัตถุประสงค์ในการปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลงโฟโตอิเล็กทริคสามารถ ประสบความสำเร็จ

ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าขีดจำกัดประสิทธิภาพการแปลงตามทฤษฎีของ IBC คือ 29.1% ซึ่งสูงกว่า 28.7% และ 28.5% ของ TOPCon และ HJT ปัจจุบัน 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 ก็มีเศรษฐศาสตร์ที่แข็งแกร่งเช่นกัน จากการประมาณการของผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรม 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/GW อย่างไรก็ตาม การได้ประโยชน์จากลักษณะของการใช้เงินต่ำ ทำให้ต้นทุนต่อ W ของ IBC ต่ำกว่า เป็นที่น่าสังเกตว่า ABC ของ Aixu ประสบความสำเร็จในเทคโนโลยีไร้เงิน

นอกจากนี้ IBC ยังมีรูปลักษณ์ที่สวยงามเนื่องจากไม่ถูกบล็อกด้วยเส้นตารางที่ด้านหน้า และเหมาะสำหรับสถานการณ์ในครัวเรือนและตลาดแบบกระจาย เช่น BIPV มากกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในตลาดผู้บริโภคที่ไม่ค่อยคำนึงถึงราคา ผู้บริโภคยินดีจ่ายราคาแพงเพื่อรูปลักษณ์ที่สวยงามน่าพึงพอใจ ตัวอย่างเช่น โมดูลสีดำซึ่งเป็นที่นิยมมากในตลาดครัวเรือนในบางประเทศในยุโรป มีระดับพรีเมี่ยมที่สูงกว่าโมดูล PERC ทั่วไป เนื่องจากมีความสวยงามมากกว่าเมื่อจับคู่กับหลังคาสีเข้ม อย่างไรก็ตาม เนื่องจากปัญหาของกระบวนการเตรียมการ ประสิทธิภาพการแปลงของโมดูลสีดำจึงต่ำกว่าโมดูล PERC ในขณะที่ IBC ที่ "สวยงามตามธรรมชาติ" ไม่มีปัญหาดังกล่าว มีรูปลักษณ์ที่สวยงามและประสิทธิภาพการแปลงที่สูงขึ้น ดังนั้นสถานการณ์การใช้งานที่หลากหลายและความสามารถระดับพรีเมี่ยมของผลิตภัณฑ์ที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้น

กระบวนการผลิตมีความสมบูรณ์ แต่ปัญหาทางเทคนิคยังสูง

เนื่องจาก IBC มีประสิทธิภาพการแปลงที่สูงกว่าและความได้เปรียบทางเศรษฐกิจ เหตุใดจึงมีบริษัทเพียงไม่กี่แห่งที่ปรับใช้ IBC ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น เฉพาะบริษัทที่เชี่ยวชาญในกระบวนการผลิตของ IBC อย่างเต็มรูปแบบเท่านั้นที่สามารถมีต้นทุนที่โดยพื้นฐานแล้วเหมือนกับของ PERC ดังนั้นกระบวนการผลิตที่ซับซ้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการมีอยู่ของกระบวนการเซมิคอนดักเตอร์หลายประเภท จึงเป็นเหตุผลหลักที่ทำให้ "การรวมกลุ่ม" น้อยลง

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

จากมุมมองของความครบกำหนดของกระบวนการผลิต IBC แบบคลาสสิกได้ประสบความสำเร็จในการผลิตจำนวนมากแล้ว ข้อมูลแสดงให้เห็นว่า SunPower ได้จัดส่งไปแล้วทั้งหมด 3.5 พันล้านชิ้น ABC จะบรรลุขนาดการผลิตจำนวนมากที่ 6.5GW ในไตรมาสที่สามของปีนี้ ส่วนประกอบของเทคโนโลยีซีรีส์ “Black Hole” เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว เทคโนโลยีของ TBC และ HBC ยังยังไม่พัฒนาเพียงพอ และจะต้องใช้เวลาอีกนานจึงจะบรรลุผลเชิงพาณิชย์

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 ขั้นตอน และ 9 ขั้นตอน

ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าแม้ว่าการพิมพ์สกรีนด้วยเทคโนโลยีที่สมบูรณ์จะดูเรียบง่ายบนพื้นผิว แต่ก็มีข้อได้เปรียบด้านต้นทุนอย่างมาก อย่างไรก็ตาม เนื่องจากทำให้เกิดข้อบกพร่องบนพื้นผิวของแบตเตอรี่ได้ง่าย ผลของสารต้องห้ามจึงควบคุมได้ยาก และจำเป็นต้องมีการพิมพ์หน้าจอหลายหน้าจอและกระบวนการจัดตำแหน่งที่แม่นยำ ซึ่งจะเพิ่มความยากของกระบวนการและต้นทุนการผลิต การแกะสลักด้วยเลเซอร์มีข้อดีของการประนอมต่ำและประเภทสารต้องห้ามที่ควบคุมได้ แต่กระบวนการนี้ซับซ้อนและยาก การฝังไอออนมีลักษณะพิเศษคือมีความแม่นยำในการควบคุมสูงและความสม่ำเสมอในการแพร่กระจายที่ดี แต่อุปกรณ์มีราคาแพงและทำให้เกิดความเสียหายได้ง่าย

อ้างถึงกระบวนการผลิต ABC ของ Aixu ส่วนใหญ่ใช้วิธีการแกะสลักด้วยเลเซอร์ และกระบวนการผลิตมีมากถึง 14 ขั้นตอน จากข้อมูลที่บริษัทเปิดเผยในการประชุมแลกเปลี่ยนประสิทธิภาพ อัตราผลตอบแทนการผลิตจำนวนมากของ ABC อยู่ที่ 95% เท่านั้น ซึ่งต่ำกว่า 98% ของ PERC และ HJT อย่างมีนัยสำคัญ คุณต้องรู้ว่า Aixu เป็นผู้ผลิตเซลล์มืออาชีพที่มีการสะสมทางเทคนิคอย่างลึกซึ้ง และปริมาณการจัดส่งก็อยู่ในอันดับที่สองของโลกตลอดทั้งปี นอกจากนี้ยังเป็นการยืนยันโดยตรงว่าความยากในกระบวนการผลิต IBC นั้นอยู่ในระดับสูง

หนึ่งในเส้นทางเทคโนโลยีแห่งอนาคตของ TOPCon และ HJT

แม้ว่ากระบวนการผลิตของ IBC จะค่อนข้างยาก แต่คุณสมบัติทางเทคนิคประเภทแพลตฟอร์มนั้นซ้อนทับขีดจำกัดประสิทธิภาพการแปลงที่สูงขึ้น ซึ่งสามารถขยายวงจรชีวิตเทคโนโลยีได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะที่ยังคงรักษาความสามารถในการแข่งขันในตลาดขององค์กรได้ ก็ยังสามารถลดการดำเนินการที่เกิดจากการทำซ้ำทางเทคโนโลยี . เสี่ยง. โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การซ้อนกับ TOPCon, HJT และ perovskite เพื่อสร้างแบตเตอรี่ควบคู่ที่มีประสิทธิภาพการแปลงสูงกว่านั้นได้รับการยอมรับอย่างเป็นเอกฉันท์จากอุตสาหกรรมว่าเป็นหนึ่งในเส้นทางเทคโนโลยีกระแสหลักในอนาคต ดังนั้น IBC จึงมีแนวโน้มที่จะกลายเป็นหนึ่งในเส้นทางเทคโนโลยียุคต่อไปของค่าย TOPCon และ HJT ในปัจจุบัน ปัจจุบัน มีบริษัทหลายแห่งเปิดเผยว่ากำลังดำเนินการวิจัยทางเทคนิคที่เกี่ยวข้อง

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

HBC ที่เกิดจากการซ้อนทับของ HJT และ IBC ไม่มีการหุ้มอิเล็กโทรดบนพื้นผิวด้านหน้า และใช้ชั้นป้องกันการสะท้อนแสงแทน TCO ซึ่งมีการสูญเสียแสงน้อยกว่าและมีต้นทุนต่ำกว่าในช่วงความยาวคลื่นสั้น เนื่องจากเอฟเฟกต์การสร้างฟิล์มที่ดีกว่าและค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิที่ต่ำกว่า HBC จึงมีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในด้านประสิทธิภาพการแปลงที่ปลายแบตเตอรี่ และในเวลาเดียวกัน การผลิตไฟฟ้าที่ปลายโมดูลก็สูงกว่าเช่นกัน อย่างไรก็ตาม ปัญหาในกระบวนการผลิต เช่น การแยกอิเล็กโทรดที่เข้มงวด กระบวนการที่ซับซ้อน และกรอบเวลากระบวนการที่แคบของ IBC ยังคงเป็นปัญหาที่เป็นอุปสรรคต่อการพัฒนาอุตสาหกรรม

PSC IBC ที่เกิดขึ้นจากการซ้อนทับของ perovskite และ IBC สามารถรับรู้สเปกตรัมการดูดกลืนแสงเสริม และปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลงโฟโตอิเล็กทริกโดยการปรับปรุงอัตราการใช้สเปกตรัมแสงอาทิตย์ แม้ว่าประสิทธิภาพการแปลงขั้นสุดท้ายของ PSC IBC จะสูงกว่าในทางทฤษฎี แต่ผลกระทบต่อความเสถียรของผลิตภัณฑ์เซลล์ผลึกซิลิคอนหลังการเรียงซ้อน และความเข้ากันได้ของกระบวนการผลิตกับสายการผลิตที่มีอยู่ถือเป็นปัจจัยสำคัญประการหนึ่งที่จำกัดการพัฒนา

เป็นผู้นำ “เศรษฐกิจความงาม” ของอุตสาหกรรมไฟฟ้าโซลาร์เซลล์

จากระดับการใช้งาน โดยมีการระบาดของตลาดที่มีการกระจายทั่วโลก ผลิตภัณฑ์โมดูล IBC ที่มีประสิทธิภาพการแปลงสูงกว่าและรูปลักษณ์ที่สูงกว่ามีแนวโน้มการพัฒนาในวงกว้าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งคุณสมบัติที่มีมูลค่าสูงสามารถตอบสนองความต้องการของผู้บริโภคในการแสวงหา "ความงาม" และคาดว่าจะได้รับผลิตภัณฑ์ระดับพรีเมี่ยม เมื่อกล่าวถึงอุตสาหกรรมเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้าน “เศรษฐกิจรูปลักษณ์ภายนอก” ได้กลายเป็นแรงผลักดันหลักสำหรับการเติบโตของตลาดก่อนเกิดโรคระบาด ในขณะที่บริษัทที่มุ่งเน้นแต่คุณภาพผลิตภัณฑ์เท่านั้นก็ค่อยๆ ละทิ้งผู้บริโภคไป นอกจากนี้ IBC ยังเหมาะมากสำหรับ BIPV ซึ่งจะเป็นจุดเติบโตที่มีศักยภาพในระยะกลางถึงระยะยาว

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