Recentemente, a TCL Zhonghuan anunciou a subscrição de obrigações convertíveis da MAXN, uma empresa accionista, no valor de 200 milhões de dólares para apoiar a investigação e desenvolvimento dos seus produtos da série Maxeon 7 baseados na tecnologia de baterias IBC. No primeiro dia de negociação após o anúncio, o preço das ações da TCL Central subiu até o limite. E as ações da Aixu, que também usam tecnologia de bateria IBC, com a bateria ABC prestes a ser produzida em massa, o preço das ações aumentou mais de 4 vezes desde 27 de abril.
À medida que a indústria fotovoltaica entra gradualmente na era do tipo N, a tecnologia de baterias do tipo N representada pela TOPCon, HJT e IBC tornou-se o foco das empresas que competem pelo layout. De acordo com os dados, a TOPCon tem uma capacidade de produção existente de 54 GW, e uma capacidade de produção em construção e planeada de 146 GW; A capacidade de produção existente da HJT é de 7 GW, e sua capacidade de produção em construção e planejada é de 180 GW.
No entanto, em comparação com TOPCon e HJT, não existem muitos clusters IBC. Existem poucas empresas na área, como TCL Central, Aixu e LONGi Green Energy. A escala total da capacidade de produção existente, em construção e planejada não excede 30 GW. É preciso saber que o IBC, que tem quase 40 anos de história, já foi comercializado, o processo produtivo amadureceu e tanto a eficiência quanto o custo apresentam certas vantagens. Então, qual é a razão pela qual o IBC não se tornou a principal rota tecnológica da indústria?
Tecnologia de plataforma para maior eficiência de conversão, aparência atraente e economia
De acordo com os dados, o IBC é uma estrutura de célula fotovoltaica com backjuntion e back contact. Foi proposto pela primeira vez pela SunPower e tem uma história de quase 40 anos. A parte frontal adota filme de passivação anti-reflexo de camada dupla SiNx/SiOx sem linhas de grade de metal; e o emissor, o campo traseiro e os eletrodos metálicos positivos e negativos correspondentes são integrados na parte traseira da bateria em uma forma interdigitada. Como a parte frontal não é bloqueada por linhas de grade, a luz incidente pode ser utilizada ao máximo, a área efetiva de emissão de luz pode ser aumentada, a perda óptica pode ser reduzida e o objetivo de melhorar a eficiência da conversão fotoelétrica pode ser alcançou.
Os dados mostram que o limite teórico de eficiência de conversão do IBC é de 29,1%, superior a 28,7% e 28,5% do TOPCon e HJT. Atualmente, a eficiência média de conversão da produção em massa da mais recente tecnologia de células IBC da MAXN atingiu mais de 25%, e espera-se que o novo produto Maxeon 7 aumente para mais de 26%; espera-se que a eficiência média de conversão da célula ABC de Aixu atinja 25,5%, a maior eficiência de conversão em laboratório. A eficiência chega a 26,1%. Em contraste, a eficiência média de conversão da produção em massa de TOPCon e HJT divulgada pelas empresas está geralmente entre 24% e 25%.
Beneficiando-se da estrutura unilateral, o IBC também pode ser sobreposto com TOPCon, HJT, perovskita e outras tecnologias de bateria para formar TBC, HBC e PSC IBC com maior eficiência de conversão, por isso também é conhecido como “tecnologia de plataforma”. Atualmente, as maiores eficiências de conversão laboratorial de TBC e HBC atingiram 26,1% e 26,7%. De acordo com os resultados da simulação do desempenho da célula PSC IBC conduzido por uma equipe de pesquisa estrangeira, a eficiência de conversão da estrutura 3-T PSC IBC preparada na célula inferior IBC com texturização frontal de eficiência de conversão fotoelétrica de 25% é tão alta quanto 35,2%.
Embora a eficiência de conversão final seja maior, o IBC também apresenta uma forte economia. De acordo com estimativas de especialistas do setor, o custo atual por W de TOPCon e HJT é 0,04-0,05 yuan/W e 0,2 yuan/W superior ao do PERC, e as empresas que dominam totalmente o processo de produção do IBC podem atingir o mesmo custo como PERC. Semelhante ao HJT, o investimento em equipamentos do IBC é relativamente alto, atingindo cerca de 300 milhões de yuans/GW. Porém, beneficiando-se das características de baixo consumo de prata, o custo por W de IBC é menor. Vale ressaltar que o ABC da Aixu alcançou a tecnologia sem prata.
Além disso, o IBC tem uma aparência bonita porque não é bloqueado por linhas de grade na frente e é mais adequado para cenários domésticos e mercados distribuídos como o BIPV. Especialmente no mercado consumidor menos sensível ao preço, os consumidores estão mais do que dispostos a pagar mais por uma aparência esteticamente agradável. Por exemplo, os módulos pretos, que são muito populares no mercado doméstico em alguns países europeus, têm um nível premium mais elevado do que os módulos PERC convencionais porque são mais bonitos para combinar com telhados escuros. Porém, devido ao problema do processo de preparação, a eficiência de conversão dos módulos pretos é inferior à dos módulos PERC, enquanto o IBC “naturalmente bonito” não apresenta esse problema. Possui uma aparência bonita e maior eficiência de conversão, portanto o cenário de aplicação Gama mais ampla e capacidade premium de produto mais forte.
O processo de produção está maduro, mas a dificuldade técnica é alta
Dado que o IBC tem maior eficiência de conversão e vantagens económicas, porque é que tão poucas empresas estão a implementar o IBC? Conforme mencionado acima, somente empresas que dominam totalmente o processo produtivo do IBC podem ter um custo basicamente igual ao do PERC. Portanto, o complexo processo de produção, especialmente a existência de muitos tipos de processos semicondutores, é a principal razão para o seu menor “agrupamento”.
No sentido tradicional, o IBC tem principalmente três rotas de processo: uma é o processo clássico IBC representado pela SunPower, a outra é o processo POLO-IBC representado pela ISFH (TBC é da mesma origem que é), e a terceira é representada pelo processo Kaneka HBC. A rota tecnológica ABC de Aixu pode ser considerada a quarta rota tecnológica.
Do ponto de vista da maturidade do processo produtivo, o clássico IBC já atingiu a produção em massa. Os dados mostram que a SunPower despachou um total de 3,5 bilhões de peças; A ABC alcançará uma escala de produção em massa de 6,5 GW no terceiro trimestre deste ano. Componentes da série “Black Hole” da tecnologia. Relativamente falando, a tecnologia de TBC e HBC não está suficientemente madura e levará tempo para concretizar a comercialização.
Específico para o processo de produção, a principal mudança do IBC em comparação com PERC, TOPCon e HJT reside na configuração do eletrodo traseiro, ou seja, a formação da região p+ interdigitada e da região n+, que também é a chave para afetar o desempenho da bateria . No processo de produção do IBC clássico, a configuração do eletrodo traseiro inclui principalmente três métodos: serigrafia, gravação a laser e implantação iônica, resultando em três subrotas diferentes, e cada subrota corresponde a tantos processos quanto 14 etapas, 12 etapas e 9 etapas.
Os dados mostram que, embora a serigrafia com tecnologia madura pareça simples na superfície, ela apresenta vantagens de custo significativas. Porém, como é fácil causar defeitos na superfície da bateria, o efeito dopante é difícil de controlar e são necessários múltiplos processos de serigrafia e alinhamento preciso, aumentando assim a dificuldade do processo e o custo de produção. A gravação a laser tem as vantagens de tipos de dopagem de baixa composição e controláveis, mas o processo é complexo e difícil. A implantação iônica possui características de alta precisão de controle e boa uniformidade de difusão, mas seu equipamento é caro e fácil de causar danos à rede.
Referindo-se ao processo de produção ABC de Aixu, ele adota principalmente o método de gravação a laser, e o processo de produção tem até 14 etapas. De acordo com os dados divulgados pela empresa na reunião de troca de desempenho, a taxa de rendimento da produção em massa do ABC é de apenas 95%, o que é significativamente inferior aos 98% do PERC e HJT. Você deve saber que Aixu é um fabricante profissional de células com profundo acúmulo técnico e seu volume de remessas ocupa o segundo lugar no mundo durante todo o ano. Isto também confirma diretamente que a dificuldade do processo de produção do IBC é alta.
Uma das rotas tecnológicas de próxima geração da TOPCon e HJT
Embora o processo de produção do IBC seja relativamente difícil, as suas características técnicas do tipo plataforma impõem um limite de eficiência de conversão mais elevado, o que pode efetivamente prolongar o ciclo de vida da tecnologia, ao mesmo tempo que mantém a competitividade das empresas no mercado, mas também pode reduzir a operação causada pela iteração tecnológica . risco. Em particular, o empilhamento com TOPCon, HJT e perovskita para formar uma bateria tandem com maior eficiência de conversão é unanimemente considerado pela indústria como uma das principais rotas tecnológicas no futuro. Portanto, o IBC provavelmente se tornará uma das rotas tecnológicas de próxima geração dos atuais campos TOPCon e HJT. Atualmente, várias empresas divulgaram que estão conduzindo pesquisas técnicas relevantes.
Especificamente, o TBC formado pela superposição de TOPCon e IBC utiliza tecnologia POLO para o IBC sem blindagem na frente, o que melhora o efeito de passivação e a tensão de circuito aberto sem perder corrente, melhorando assim a eficiência de conversão fotoelétrica. O TBC tem as vantagens de boa estabilidade, excelente contato de passivação seletiva e alta compatibilidade com a tecnologia IBC. As dificuldades técnicas de seu processo de produção residem no isolamento do eletrodo traseiro, na uniformidade da qualidade de passivação do polissilício e na integração com a rota do processo IBC.
O HBC formado pela superposição de HJT e IBC não possui blindagem de eletrodo na superfície frontal e utiliza uma camada anti-reflexo em vez de TCO, que possui menor perda óptica e menor custo na faixa de comprimento de onda curto. Devido ao seu melhor efeito de passivação e menor coeficiente de temperatura, o HBC tem vantagens óbvias na eficiência de conversão na extremidade da bateria e, ao mesmo tempo, a geração de energia na extremidade do módulo também é maior. Porém, os problemas do processo de produção, como isolamento rigoroso do eletrodo, processo complexo e janela de processo estreita do IBC, ainda são as dificuldades que dificultam sua industrialização.
O PSC IBC formado pela superposição de perovskita e IBC pode realizar o espectro de absorção complementar e, em seguida, melhorar a eficiência da conversão fotoelétrica, melhorando a taxa de utilização do espectro solar. Embora a eficiência final de conversão do PSC IBC seja teoricamente maior, o impacto na estabilidade dos produtos de células de silício cristalino após o empilhamento e a compatibilidade do processo de produção com a linha de produção existente são um dos fatores importantes que restringem o seu desenvolvimento.
Liderando a “Economia da Beleza” da Indústria Fotovoltaica
Do nível de aplicação, com o surgimento de mercados distribuídos em todo o mundo, os produtos de módulos IBC com maior eficiência de conversão e maior aparência têm amplas perspectivas de desenvolvimento. Em particular, suas características de alto valor podem satisfazer a busca de “beleza” dos consumidores e espera-se obter um certo produto premium. Referindo-se à indústria de eletrodomésticos, a “economia da aparência” tornou-se a principal força motriz para o crescimento do mercado antes da epidemia, enquanto as empresas que se concentram apenas na qualidade do produto foram gradualmente abandonadas pelos consumidores. Além disso, o IBC também é muito adequado para o BIPV, que será um ponto potencial de crescimento a médio e longo prazo.
No que diz respeito à estrutura do mercado, actualmente existem apenas alguns intervenientes no domínio IBC, como TCL Zhonghuan (MAXN), LONGi Green Energy e Aixu, enquanto a quota de mercado distribuída representou mais de metade da produção fotovoltaica global. mercado. Especialmente com o surto em grande escala do mercado europeu de armazenamento óptico doméstico, que é menos sensível ao preço, os produtos de módulos IBC de alta eficiência e alto valor provavelmente serão populares entre os consumidores.
Horário da postagem: 02/09/2022