Aurinkoenergiateollisuuden kilpailu seuraavan sukupolven aurinkosähköakun puolesta

Esittely:

Kiinan aurinkoenergiateollisuus on nähnyt sarjan kilpailevia teknologisia kilpailuja, jotka ovat muokanneet sen kehitystä. Piimateriaaleista piikiekoihin viestikapula siirtyy nyt tärkeälle akkusegmentille. Kysymys kuuluu, kuka voittaa tämän viimeisimmän kilpailun?

Muuttuvan innovaation vuosikymmen:

Kahden viime vuosikymmenen aikana aurinkopaneelien valmistuskustannukset ovat pudonneet yli 90 % parantuneiden tuotantoprosessien ja mittakaavaetujen ansiosta. Samaan aikaan valtavirran aurinkokennojen tehokkuus on noussut 12 prosentista noin 23 prosenttiin. Tämän tehokkuuden nousun jatkaminen riippuu nyt teknologisista innovaatioista.

Aurinkoteknologian käännekohta:

Aurinkokennoteknologian maisema on kriittisessä vaiheessa, ja tehokkaammat kennot tulevat massatuotantoon. Kaikkien aurinkoyhtiöiden on mukauduttava ja valittava tehokkaampia uusia teknologisia polkuja; muuten ne ovat vaarassa vanhentua.

Innovaatioita kiihdyttävä pääomavirta:

Huomattava pääomavirta on aurinkoteknologian nopean kehityksen keskeinen liikkeellepaneva voima. Vuonna 2022 kiinalaiset aurinkoenergiayritykset keräsivät 136.2 miljardin ¥ rahoituksen huikeat, lähes neljä kertaa enemmän kuin vuonna 2019. Tämä nousu on nostanut eri toimialojen kapasiteetin yli kolminkertaiseksi vuoteen 2019 verrattuna. Nämä uudet tuotantokapasiteetit omaksuvat uusia teknologisia polkuja, uuden teknologian tuotteiden tuotannon odotetaan ylittävän nykyisten valtavirran solujen tuotannon yhdestä kahteen vuoteen. Näin ollen vanhojen kapasiteetin massiivinen uusiminen on välitön.

PERC-solujen dominanssi:

Tällä hetkellä PERC (Passiveed Emitter Rear Cell) -kennot hallitsevat aurinkoenergiamarkkinoita. Uusi erittäin tehokkaiden aurinkokennojen sukupolvi on kuitenkin syntymässä, ja sitä edustavat ensisijaisesti kaksi tyyppiä: TOPCon ja HJT (Heterojunction).

• TOPCon-solut: Aloitti massatuotannon vuonna 2022 tarjoten alhaisemmat kustannukset.
• HJT-solut: Massatuotannon on määrä alkaa vuonna 2023, ja sen tehokkuus on korkeampi.

Teollisuuden näkökulmasta TOPCon-tuotantolinjoilla on jonkin verran yhteensopivuutta vanhempien linjojen kanssa, mikä hyötyy kypsästä prosessista. Sitä vastoin HJT on uusi teknologia, jolla on lyhyempi prosessi ja korkeammat tekniset esteet.

Nousevat yritykset kärjessä:

Näiden uusien teknologioiden ansiosta on ilmaantunut useita nopeasti kasvavia tulokkaita. Yidao New Energy ja Huasun Energy ovat johtavia toimijoita TOPCon- ja HJT-kategorioissa, kummankin arvoltaan noin 10 miljardia puntaa. Lisäksi lukuisat uusiin teknologioihin liittyvät aurinkoenergiayritykset ovat jo tulleet pörssiin tai valmistautuvat listautumisiin, kuten Laplace, joka aloitti TOPConin tuotantolinjoilla.

Vakiintuneet Giants-suojausvedot:

Tärkeimmät aurinkoenergiateollisuuden johtajat ovat monipuolistuneet sekä TOPCon- että HJT-teknologioihin. Jinko Solar lyö vetoa TOPConista, kun taas Risen Energy suosii HJT:tä. Useimmat muut huippuluokan yritykset ovat erikoistuneet yhteen teknologiaan samalla kun ovat kokeilleet lisälinjoja muita teknologioita varten.

Taistelu auringon ylivoimasta:

Voivatko uudet tulokkaat, joilla on innovatiivisia teknologioita, syrjäyttää vakiintuneet johtajat tässä teknologian kehityksen syklissä? Kilpailu aurinkoteknologian johtajuudesta on nyt huipussaan.

Aurinkosähkön valmistuksen neljä vaihetta: piimateriaalit, piikiekot, kennot ja moduulit:

• Silicon Materials: GCL-Poly voitti ensimmäisellä kilpailukierroksella.
• Silicon Wafers: Longi Green Energy Technology varmisti toisen vaiheen.
• Solut: Kolmas kierros on parhaillaan käynnissä.

Useimmat yritykset ovat tunnistaneet avainteknologiansa, mutta ovat vain osittain rakentaneet tai ottaneet käyttöön tuotantolinjansa. Odottavana olevilla yrityksillä on edelleen mahdollisuus tehdä uusia valintoja. Tämän kilpailun voittajat selviävät edelläkävijöiden joukosta.

Siirtyminen P-tyypin soluista N-tyypin soluihin:

Siirtyminen P-tyypin piikiekoista N-tyypin piikiekoihin on jo alkanut. P-tyypin Back Surface Field (BSF) -solut olivat hallitseva teknologia yli vuosikymmenen ajan. Tällä hetkellä N-tyypin solut etenevät, ja TOPCon ja HJT edustavat N-tyypin luokkaa.

Tehokkuuspeli:

Vuodesta 2022 lähtien PERC-kennojen keskimääräinen aurinkosähkömuunnostehokkuus oli 23.2 %. TOPCon-solujen keskimääräinen muunnostehokkuus oli 24.5 % ja HJT-solut 24.6 %. Jokainen 1 %:n lisäys kennojen tehokkuudessa merkitsee 12.5 kWh lisäsähköä aurinkopaneelin neliömetriä kohden vuodessa alan keskiarvojen perusteella.

Tie edessä:

Teollisuuden yksimielisyys on, että merkittävän pääomainfuusion ansiosta sekä TOPCon- että HJT-soluista tulee valtavirtaa kahdessa tai kolmessa vuodessa. Molemmat ovat kuitenkin siirtymäkauden tuotteita. Lopullisena tavoitteena on kehittää tandem-aurinkokennoja kerrostamalla joko TOPCon- tai HJT-kennoja perovskite-aurinkokennojen päälle, jolloin saavutetaan yli 30 %:n hyötysuhde.

Vanhan kapasiteetin vaihto:

Vanhojen kapasiteetin massiivinen uusiminen toteutuu seuraavan kahden vuoden aikana. Vuodesta 2022 lähtien Kiinan aurinkokennojen kokonaistuotantokapasiteetti oli 505.5 GW ja teho 330.6 GW. PERC-kennojen osuus markkinoista oli 88 % ja TOPConin 8.3 %, mikä vastaa 27.4 GW:ta. HJT-kennojen markkinaosuus oli 0.6 %, yhteensä 2 GW. TOPCon-kennotoimitusten odotetaan vuonna 2023 olevan noin 100 GW, mikä on noin neljä kertaa enemmän kuin vuonna 2022.

Tehdasrakentaminen ja täyden tuotantokapasiteetin saavuttaminen vievät tyypillisesti noin vuoden. Tämän seurauksena vuonna 2024 TOPCon-kennojen tuotantokapasiteetti laajenee merkittävästi. CITIC Securitiesin mukaan TOPConin kapasiteetti nousee noin 372 GW:iin vuoteen 2023 mennessä ja nousee 635 GW:iin vuoden 2024 loppuun mennessä, mikä ylittää PERC-kennojen kapasiteetin.

Sitä vastoin HJT-kennojen tuotantokapasiteetti kasvaa suhteellisen hitaammin kuin TOPCon. Heinäkuussa 2023 kotimaisten aurinkoenergiayhtiöiden olemassa oleva ja suunniteltu HJT-kennokapasiteetti ylitti 214.6 GW. HJT:llä on TOPConiin verrattuna haasteita laite- ja raaka-ainetoimituksissa, mikä edellyttää korkeampaa teknistä osaamista puolijohde- ja ohutkalvokennoteknologiassa. Siksi HJT sopii paremmin uusille osaaville yrityksille ja vakiintuneille alan johtajille, joilla on kertynyt kokemusta.

China Photovoltaic Associationin mukaan TOPCon- ja HJT-kennot muodostavat yhdessä yli 50 % markkinoista vuoteen 2025 mennessä, ja HJT lähestyy tasa-arvoa TOPConin kanssa vuoteen 2030 mennessä. Kilpailu johtajuudesta aurinkoenergiateollisuuden uudessa teknologiaympäristössä on saavuttanut huippunsa.