رقابت صنعت خورشیدی برای نسل بعدی باتری فتوولتائیک

معرفی:

صنعت خورشیدی در چین شاهد یک سری رقابت‌های فن‌آوری رقابتی بوده که تکامل آن را شکل داده است. از مواد سیلیکونی گرفته تا ویفرهای سیلیکونی، باتوم اکنون به بخش مهم باتری منتقل می شود. سوال این است که چه کسی در این مسابقه اخیر پیروز خواهد شد؟

یک دهه نوآوری تحول آفرین:

طی دو دهه گذشته، به لطف بهبود فرآیندهای تولید و صرفه جویی در مقیاس، هزینه تولید پنل های خورشیدی بیش از 90 درصد کاهش یافته است. به طور همزمان، راندمان سلول های فتوولتائیک جریان اصلی از 12٪ به تقریبا 23٪ افزایش یافته است. ادامه این افزایش بهره وری اکنون به نوآوری های تکنولوژیکی بستگی دارد.

نقطه اوج فناوری خورشیدی:

چشم‌انداز فناوری سلول‌های خورشیدی در یک مقطع حساس قرار دارد و سلول‌های کارآمدتر وارد تولید انبوه می‌شوند. همه شرکت‌های خورشیدی باید راه‌های فن‌آوری جدید کارآمدتری را تطبیق داده و انتخاب کنند. در غیر این صورت، خطر منسوخ شدن را دارند.

نوآوری تسریع کننده هجوم سرمایه:

هجوم قابل توجه سرمایه یک نیروی محرکه کلیدی در پس تکامل سریع فناوری خورشیدی است. در سال 2022، شرکت های خورشیدی چینی مبلغ خیره کننده 136.2 میلیارد ین را تامین مالی کردند که تقریباً چهار برابر مبلغ در سال 2019 است. این افزایش ظرفیت بخش های مختلف صنعت را به بیش از سه برابر سال 2019 رسانده است. این ظرفیت های تولید جدید مسیرهای فناوری جدیدی را اتخاذ می کنند. با خروجی محصولات فناوری جدید که قرار است در عرض یک تا دو سال از سلول های اصلی فعلی پیشی بگیرد. در نتیجه، جایگزینی گسترده ظرفیت های قدیمی قریب الوقوع است.

تسلط سلول های PERC:

در حال حاضر سلول‌های PERC (سلول عقب تابنده غیرفعال) بر بازار خورشیدی تسلط دارند. با این حال، نسل جدیدی از سلول‌های فتوولتائیک بسیار کارآمد در حال ظهور است که عمدتاً با دو نوع نشان داده می‌شوند: TOPCon و HJT (Heterojunction).

• سلول های TOPCon: تولید انبوه را در سال 2022 آغاز کرد و هزینه های کمتری را ارائه داد.
• سلول های HJT: تولید انبوه در سال 2023 آغاز می شود و بازدهی بالاتری دارد.

از منظر صنعت، خطوط تولید TOPCon تا حدودی با خطوط قدیمی‌تر سازگاری دارند و از یک فرآیند بالغ بهره می‌برند. در مقابل، HJT یک فناوری جدید با فرآیند کوتاه‌تر و موانع فنی بالاتر است.

شرکت‌های نوظهور که مسئولیت را رهبری می‌کنند:

چندین تازه وارد با رشد بالا به لطف این فناوری های جدید ظهور کرده اند. Yidao New Energy و Huasun Energy بازیگران پیشرو در دسته‌های TOPCon و HJT هستند که هر کدام حدود 10 میلیارد ین ارزش‌گذاری دارند. علاوه بر این، شرکت‌های متعدد خورشیدی مرتبط با فناوری‌های جدید در حال حاضر عمومی شده‌اند یا در حال آماده‌سازی برای IPO هستند، مانند Laplace که با خطوط تولید TOPCon شروع به کار کرد.

شرط‌بندی‌های تامین‌کننده غول‌ها:

رهبران بزرگ صنعت خورشیدی به فناوری‌های TOPCon و HJT متنوع شده‌اند. Jinko Solar روی TOPCon شرط بندی می کند، در حالی که Risen Energy طرفدار HJT است. اکثر شرکت‌های درجه یک دیگر در یک فناوری تخصص داشته‌اند در حالی که خطوط اضافی را برای فناوری‌های دیگر آزمایش می‌کنند.

نبرد برای برتری خورشیدی:

آیا تازه واردان با فناوری های نوآورانه می توانند رهبران تثبیت شده را در این چرخه تکامل فناوری جابجا کنند؟ رقابت برای رهبری فناوری خورشیدی اکنون در اوج خود است.

چهار مرحله تولید فتوولتائیک: مواد سیلیکونی، ویفرهای سیلیکونی، سلول‌ها و ماژول‌ها:

• مواد سیلیکون: GCL-Poly در اولین دور رقابتی پیروز شد.
• ویفرهای سیلیکونی: فناوری انرژی سبز Longi مرحله دوم را تضمین کرد.
• سلول ها: دور سوم در حال حاضر در حال گسترش است.

اکثر شرکت‌ها فناوری‌های کلیدی خود را شناسایی کرده‌اند، اما خطوط تولید خود را تا حدی ساخته یا به طور کامل راه‌اندازی کرده‌اند. شرکت هایی که رویکرد انتظار و دید را اتخاذ می کنند هنوز فرصتی برای انتخاب های جدید دارند. برندگان این مسابقه از میان پیشگامان بیرون خواهند آمد.

انتقال از سلول های نوع P به سلول های نوع N:

انتقال از ویفرهای سیلیکونی نوع P به ویفرهای نوع N در حال حاضر آغاز شده است. سلول های میدان پشتی نوع P (BSF) فناوری غالب برای بیش از یک دهه بود. در حال حاضر سلول‌های نوع N در حال پیشرفت هستند و TOPCon و HJT نشان‌دهنده دسته‌بندی نوع N هستند.

بازی کارآمدی:

از سال 2022، سلول‌های PERC دارای میانگین راندمان تبدیل فتوولتائیک 23.2٪ بودند. سلول‌های TOPCon به متوسط ​​راندمان تبدیل 24.5% و سلول‌های HJT به 24.6% رسیدند. هر یک درصد افزایش در راندمان سلول به معنای تولید سالانه 1 کیلووات ساعت برق اضافی در هر متر مربع پنل خورشیدی بر اساس میانگین صنعت است.

جاده پیش رو:

توافق صنعت بر این است که به دلیل تزریق سرمایه قابل توجه، سلول های TOPCon و HJT در عرض دو تا سه سال به جریان اصلی تبدیل خواهند شد. با این حال، هر دو محصول انتقالی هستند. هدف نهایی توسعه سلول‌های خورشیدی پشت سر هم با لایه‌بندی سلول‌های TOPCon یا HJT بر روی سلول‌های خورشیدی پروسکایت است که بازدهی بیش از 30 درصد را به دست می‌آورد.

جایگزینی ظرفیت قدیمی:

جایگزینی گسترده ظرفیت های قدیمی طی دو سال آینده آشکار خواهد شد. تا سال 2022، چین ظرفیت کل تولید سلول خورشیدی 505.5 گیگاوات، با خروجی 330.6 گیگاوات را داشت. سلول های PERC 88 درصد از بازار را تشکیل می دادند، در حالی که TOPCon سهم 8.3 درصدی معادل 27.4 گیگاوات را در اختیار داشت. سلول های HJT 0.6 درصد از سهم بازار را به خود اختصاص دادند که در مجموع 2 گیگاوات بود. پیش بینی می شود که محموله های سلولی TOPCon در سال 2023 حدود 100 گیگاوات باشد که تقریباً چهار برابر سال 2022 است.

ساخت کارخانه و رسیدن به ظرفیت کامل تولید معمولاً حدود یک سال طول می کشد. در نتیجه، سال 2024 شاهد افزایش قابل توجه ظرفیت تولید سلول TOPCon خواهد بود. طبق گزارش CITIC Securities، ظرفیت TOPCon تا سال 372 به حدود 2023 گیگاوات خواهد رسید و تا پایان سال 635 به 2024 گیگاوات افزایش خواهد یافت و از ظرفیت سلول های PERC پیشی خواهد گرفت.

در مقابل، ظرفیت تولید سلول های HJT با سرعت نسبتاً کندتری نسبت به TOPCon در حال گسترش است. از ژوئیه 2023، شرکت های خورشیدی داخلی ظرفیت سلول های HJT بیش از 214.6 گیگاوات را داشتند و برنامه ریزی کردند. HJT در مقایسه با TOPCon در زمینه تامین تجهیزات و مواد خام با چالش‌هایی مواجه است که به سطح بالاتری از تخصص فنی در فناوری سلول‌های نیمه‌رسانا و لایه نازک نیاز دارد. بنابراین، HJT برای شرکت های جدید توانمند و رهبران صنعت با تجربه انباشته مناسب تر است.

طبق انجمن فتوولتائیک چین، سلول‌های TOPCon و HJT با هم تا سال 50 بیش از 2025 درصد از بازار را به خود اختصاص خواهند داد و HJT تا سال 2030 به برابری با TOPCon نزدیک می‌شود. رقابت برای رهبری در چشم‌انداز فناوری جدید صنعت خورشیدی به اوج خود رسیده است.