Надпреварата на слънчевата индустрия за фотоволтаични батерии от следващо поколение

Въведение:

Соларната индустрия в Китай стана свидетел на поредица от конкурентни технологични надпревари, които оформиха нейната еволюция. От силиконовите материали до силициевите пластини, щафетата сега преминава към ключовия сегмент на батериите. Въпросът е кой ще излезе победител в това последно състезание?

Десетилетие на трансформиращи иновации:

През последните две десетилетия разходите за производство на слънчеви панели се сринаха с над 90%, благодарение на подобрените производствени процеси и икономиите от мащаба. Едновременно с това ефективността на основните фотоволтаични клетки се е повишила от 12% до приблизително 23%. Продължаването на този скок на ефективност сега зависи от технологичните иновации.

Повратната точка за слънчевата технология:

Пейзажът на технологиите за соларни клетки е в критичен момент, като по-ефективните клетки навлизат в масово производство. Всички соларни компании трябва да се адаптират и да изберат по-ефективни нови технологични пътища; в противен случай те рискуват да остареят.

Притокът на капитали ускорява иновациите:

Значителният приток на капитал е ключова движеща сила зад бързото развитие на слънчевата технология. През 2022 г. китайските слънчеви компании набраха зашеметяващите 136.2 милиарда йени финансиране, почти четири пъти повече от сумата през 2019 г. Този скок увеличи капацитета на различни сегменти на индустрията над три пъти в сравнение с 2019 г. Тези нови производствени капацитети приемат нови технологични пътища, с производството на нови технологични продукти, което ще надмине това на настоящите основни клетки в рамките на една до две години. Следователно предстои масова подмяна на старите мощности.

Доминирането на PERC клетките:

Понастоящем клетките PERC (задна клетка с пасивиран емитер) доминират на соларния пазар. Въпреки това се появява ново поколение високоефективни фотоволтаични клетки, представени основно от два типа: TOPCon и HJT (Heterojunction).

• TOPCon клетки: Започва масово производство през 2022 г., като предлага по-ниски разходи.
• HJT клетки: Масовото производство трябва да започне през 2023 г. и ще се похвали с по-висока ефективност.

От гледна точка на индустрията производствените линии на TOPCon показват известна съвместимост с по-старите линии, като се възползват от зрял процес. За разлика от това, HJT е нова технология с по-кратък процес и по-високи технически бариери.

Нововъзникващи компании, които са водещи:

Няколко новодошли с висок растеж се появиха благодарение на тези нови технологии. Yidao New Energy и Huasun Energy са водещи играчи в категориите TOPCon и HJT, с оценки около 10 милиарда йени всеки. Освен това много соларни компании, свързани с нови технологии, вече са станали публични или се подготвят за IPO, като Laplace, която започна с производствени линии TOPCon.

Утвърдени залози за хеджиране на Giants:

Големите лидери в слънчевата индустрия са диверсифицирали както технологиите TOPCon, така и HJT. Jinko Solar залага на TOPCon, докато Risen Energy предпочита HJT. Повечето други компании от най-високо ниво са се специализирали в една технология, докато експериментират с допълнителни линии за други технологии.

Битката за слънчево надмощие:

Могат ли новите участници с иновативни технологии да изместят утвърдените лидери в този цикъл на технологична еволюция? Конкуренцията за лидерство в слънчевите технологии сега е в своя връх.

Четирите етапа на фотоволтаичното производство: силициеви материали, силициеви пластини, клетки и модули:

• Силициеви материали: GCL-Poly излезе победител в първия състезателен кръг.
• Силициеви пластини: Longi Green Energy Technology осигури втория етап.
• Клетки: Третият кръг се разгръща в момента.

Повечето компании са идентифицирали своите ключови технологии, но само частично са изградили или напълно пуснали в експлоатация своите производствени линии. Компаниите, които използват подхода на изчакване и вижте, все още имат възможност да направят нов избор. Победителите в това състезание ще излязат от пионерите.

Преходът от P-тип към N-тип клетки:

Преходът от P-тип силициеви пластини към N-тип пластини вече е започнал. P-тип обратно повърхностно поле (BSF) клетки бяха доминиращата технология за повече от десетилетие. В момента клетките от N-тип напредват, като TOPCon и HJT представляват категорията от N-тип.

Играта за ефективност:

Към 2022 г. клетките PERC имат средна ефективност на фотоволтаично преобразуване от 23.2%. Клетките TOPCon постигнаха средна ефективност на преобразуване от 24.5%, а клетките HJT достигнаха 24.6%. Всеки 1% увеличение на ефективността на клетката се превръща в допълнителни 12.5 kWh електроенергия, генерирана на квадратен метър слънчев панел годишно, въз основа на средните стойности за индустрията.

Пътят напред:

Консенсусът в индустрията е, че поради значително вливане на капитал, клетките TOPCon и HJT ще станат масови в рамките на две до три години. И двете обаче са преходни продукти. Крайната цел е да се разработят тандемни слънчеви клетки чрез наслояване на TOPCon или HJT клетки върху перовскитни слънчеви клетки, постигайки ефективност над 30%.

Подмяна на стария капацитет:

Масовата подмяна на стари мощности ще се разиграе през следващите две години. Към 2022 г. Китай има общ капацитет за производство на слънчеви клетки от 505.5 GW с мощност от 330.6 GW. Клетките PERC представляват 88% от пазара, докато TOPCon държи 8.3% дял, еквивалентен на 27.4 GW. HJT клетките имаха 0.6% пазарен дял, общо 2 GW. Очаква се доставките на клетки TOPCon през 2023 г. да бъдат около 100 GW, приблизително четири пъти повече от 2022 г.

Изграждането на фабриката и достигането на пълен производствен капацитет обикновено отнема около година. В резултат на това през 2024 г. ще станем свидетели на значително разширяване на капацитета за производство на клетки TOPCon. Според CITIC Securities капацитетът на TOPCon ще достигне около 372 GW до 2023 г., увеличавайки се до 635 GW до края на 2024 г., надминавайки капацитета на PERC клетките.

За разлика от това, производственият капацитет на HJT клетки се разширява с относително по-бавни темпове от TOPCon. Към юли 2023 г. местните слънчеви компании имаха съществуващи и планирани капацитети на HJT клетки над 214.6 GW. HJT е изправен пред предизвикателства в доставката на оборудване и суровини в сравнение с TOPCon, което изисква по-високо ниво на технически опит в областта на полупроводниковите и тънкослойните клетъчни технологии. Следователно HJT е по-подходящ за способни нови компании и утвърдени лидери в индустрията с натрупан опит.

Според Китайската фотоволтаична асоциация клетките TOPCon и HJT заедно ще представляват над 50% от пазара до 2025 г., като HJT ще се доближи до паритета с TOPCon до 2030 г. Конкуренцията за лидерство в новия технологичен пейзаж на слънчевата индустрия достигна своя зенит.