अगली पीढ़ी की फोटोवोल्टिक बैटरी के लिए सौर उद्योग की दौड़

परिचय:

चीन में सौर उद्योग ने प्रतिस्पर्धी तकनीकी दौड़ की एक श्रृंखला देखी है जिसने इसके विकास को आकार दिया है। सिलिकॉन सामग्री से लेकर सिलिकॉन वेफर्स तक, बैटन अब महत्वपूर्ण बैटरी सेगमेंट में चला गया है। सवाल यह है कि इस ताजा मुकाबले में कौन विजयी होगा?

परिवर्तनकारी नवाचार का एक दशक:

पिछले दो दशकों में, बेहतर उत्पादन प्रक्रियाओं और पैमाने की अर्थव्यवस्थाओं के कारण, सौर पैनलों के निर्माण की लागत में 90% से अधिक की गिरावट आई है। इसके साथ ही, मुख्यधारा फोटोवोल्टिक सेल दक्षता 12% से बढ़कर लगभग 23% हो गई है। इस दक्षता वृद्धि को जारी रखना अब तकनीकी नवाचार पर निर्भर है।

सौर प्रौद्योगिकी के लिए महत्वपूर्ण बिंदु:

सौर सेल प्रौद्योगिकी परिदृश्य एक महत्वपूर्ण मोड़ पर है, जिसमें अधिक कुशल सेल बड़े पैमाने पर उत्पादन में प्रवेश कर रहे हैं। सभी सौर कंपनियों को अधिक कुशल नए तकनीकी मार्गों को अपनाना और चुनना होगा; अन्यथा, वे अप्रचलन का जोखिम उठाते हैं।

पूंजी प्रवाह से नवप्रवर्तन में तेजी:

सौर प्रौद्योगिकी के तेजी से विकास के पीछे पूंजी का पर्याप्त प्रवाह एक प्रमुख प्रेरक शक्ति है। 2022 में, चीनी सौर कंपनियों ने आश्चर्यजनक रूप से 136.2 बिलियन येन का वित्तपोषण जुटाया, जो 2019 की तुलना में लगभग चार गुना अधिक है। इस उछाल ने विभिन्न उद्योग क्षेत्रों की क्षमता को 2019 की तुलना में तीन गुना से अधिक बढ़ा दिया है। ये नई उत्पादन क्षमताएं नए तकनीकी रास्ते अपनाती हैं, नई प्रौद्योगिकी उत्पादों का उत्पादन एक से दो वर्षों के भीतर वर्तमान मुख्यधारा की कोशिकाओं से आगे निकलने के लिए तैयार है। नतीजतन, पुरानी क्षमताओं का बड़े पैमाने पर प्रतिस्थापन आसन्न है।

PERC कोशिकाओं का प्रभुत्व:

वर्तमान में, PERC (पैसिवेटेड एमिटर रियर सेल) सेल सौर बाजार पर हावी हैं। हालाँकि, अत्यधिक कुशल फोटोवोल्टिक कोशिकाओं की एक नई पीढ़ी उभर रही है, जो मुख्य रूप से दो प्रकारों द्वारा दर्शायी जाती है: TOPCon और HJT (हेटरोजंक्शन)।

• टॉपकॉन सेल: कम लागत की पेशकश करते हुए 2022 में बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू किया गया।
• एचजेटी कोशिकाएं: उच्च दक्षता का दावा करते हुए 2023 में बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू करने की तैयारी है।

उद्योग के दृष्टिकोण से, TOPCon उत्पादन लाइनें पुरानी लाइनों के साथ कुछ अनुकूलता प्रदर्शित करती हैं, जो एक परिपक्व प्रक्रिया से लाभान्वित होती हैं। इसके विपरीत, HJT छोटी प्रक्रिया और उच्च तकनीकी बाधाओं वाली एक नवीन तकनीक है।

उभरती कंपनियाँ इस कार्यभार का नेतृत्व कर रही हैं:

इन नई तकनीकों की बदौलत कई उच्च-विकास वाले नवागंतुक उभरे हैं। यिदाओ न्यू एनर्जी और हुआसुन एनर्जी TOPCon और HJT श्रेणियों में अग्रणी खिलाड़ी हैं, जिनमें से प्रत्येक का मूल्यांकन लगभग 10 बिलियन येन है। इसके अतिरिक्त, नई प्रौद्योगिकियों से संबंधित कई सौर कंपनियां पहले ही सार्वजनिक हो चुकी हैं या आईपीओ की तैयारी कर रही हैं, जैसे लाप्लास, जो टॉपकॉन उत्पादन लाइनों के साथ शुरू हुई थी।

स्थापित दिग्गज हेजिंग दांव:

प्रमुख सौर उद्योग के नेताओं ने TOPCon और HJT दोनों प्रौद्योगिकियों में विविधता ला दी है। जिंको सोलर TOPCon पर दांव लगा रहा है, जबकि राइजेन एनर्जी HJT का पक्षधर है। अधिकांश अन्य शीर्ष स्तरीय कंपनियों ने अन्य प्रौद्योगिकियों के लिए अतिरिक्त लाइनों के साथ प्रयोग करते हुए एक प्रौद्योगिकी में विशेषज्ञता हासिल की है।

सौर वर्चस्व की लड़ाई:

क्या नवोन्वेषी प्रौद्योगिकियों के साथ नए प्रवेशकर्ता तकनीकी विकास के इस चक्र में स्थापित नेताओं को विस्थापित कर सकते हैं? सौर प्रौद्योगिकी नेतृत्व के लिए प्रतिस्पर्धा अब अपने चरम पर है।

फोटोवोल्टिक विनिर्माण के चार चरण: सिलिकॉन सामग्री, सिलिकॉन वेफर्स, सेल और मॉड्यूल:

• सिलिकॉन सामग्री: जीसीएल-पॉली पहले प्रतिस्पर्धी दौर में विजयी हुई।
• सिलिकॉन वेफर्स: लॉन्गी ग्रीन एनर्जी टेक्नोलॉजी ने दूसरा चरण हासिल किया।
• कोशिकाएँ: तीसरा दौर अभी सामने आ रहा है।

अधिकांश कंपनियों ने अपनी प्रमुख प्रौद्योगिकियों की पहचान कर ली है, लेकिन उन्होंने अपनी उत्पादन लाइनें केवल आंशिक रूप से निर्मित या पूरी तरह से चालू की हैं। प्रतीक्षा करो और देखो का रुख अपनाने वाली कंपनियों के पास अभी भी नए विकल्प चुनने का अवसर है। इस प्रतियोगिता के विजेता अग्रदूतों में से निकलेंगे।

पी-प्रकार से एन-प्रकार की कोशिकाओं में संक्रमण:

पी-टाइप सिलिकॉन वेफर्स से एन-टाइप वेफर्स में संक्रमण पहले ही शुरू हो चुका है। पी-टाइप बैक सरफेस फील्ड (बीएसएफ) कोशिकाएं एक दशक से अधिक समय से प्रमुख तकनीक थीं। वर्तमान में, एन-प्रकार की कोशिकाएं प्रगति कर रही हैं, जिसमें TOPCon और HJT एन-प्रकार श्रेणी का प्रतिनिधित्व करते हैं।

दक्षता खेल:

2022 तक, PERC कोशिकाओं की औसत फोटोवोल्टिक रूपांतरण दक्षता 23.2% थी। TOPCon कोशिकाओं ने 24.5% की औसत रूपांतरण दक्षता हासिल की, और HJT कोशिकाएं 24.6% तक पहुंच गईं। उद्योग के औसत के आधार पर, सेल दक्षता में प्रत्येक 1% वृद्धि से सालाना प्रति वर्ग मीटर सौर पैनल पर 12.5 kWh अतिरिक्त बिजली उत्पन्न होती है।

रास्ते में आगे:

उद्योग की आम सहमति यह है कि महत्वपूर्ण पूंजी निवेश के कारण, TOPCon और HJT दोनों सेल दो से तीन वर्षों के भीतर मुख्यधारा बन जाएंगे। हालाँकि, दोनों संक्रमणकालीन उत्पाद हैं। अंतिम लक्ष्य पेरोव्स्काइट सौर कोशिकाओं पर TOPCon या HJT कोशिकाओं की परत बनाकर अग्रानुक्रम सौर कोशिकाओं को विकसित करना है, जिससे 30% से अधिक क्षमता प्राप्त हो सके।

पुरानी क्षमता को बदलना:

पुरानी क्षमताओं का बड़े पैमाने पर प्रतिस्थापन अगले दो वर्षों में सामने आएगा। 2022 तक, चीन की कुल सौर सेल उत्पादन क्षमता 505.5 गीगावॉट थी, जिसका उत्पादन 330.6 गीगावॉट था। PERC सेल का बाजार में 88% हिस्सा था, जबकि TOPCon के पास 8.3% हिस्सेदारी थी, जो 27.4 GW के बराबर थी। HJT सेल की बाजार हिस्सेदारी 0.6% थी, जो कुल 2 गीगावॉट थी। अनुमान है कि 2023 में TOPCon सेल शिपमेंट लगभग 100 GW होगा, जो 2022 की तुलना में लगभग चार गुना है।

फ़ैक्टरी निर्माण और पूर्ण उत्पादन क्षमता तक पहुँचने में आम तौर पर लगभग एक वर्ष का समय लगता है। परिणामस्वरूप, 2024 में TOPCon सेल उत्पादन क्षमता का महत्वपूर्ण विस्तार देखा जाएगा। CITIC सिक्योरिटीज के अनुसार, TOPCon की क्षमता 372 तक लगभग 2023 GW तक पहुंच जाएगी, जो 635 के अंत तक बढ़कर 2024 GW हो जाएगी, जो PERC कोशिकाओं की क्षमता को पार कर जाएगी।

इसके विपरीत, HJT सेल उत्पादन क्षमता TOPCon की तुलना में अपेक्षाकृत धीमी गति से बढ़ रही है। जुलाई 2023 तक, घरेलू सौर कंपनियों की मौजूदा और नियोजित HJT सेल क्षमता 214.6 GW से अधिक थी। HJT को TOPCon की तुलना में उपकरण और कच्चे माल की आपूर्ति में चुनौतियों का सामना करना पड़ता है, जिसके लिए सेमीकंडक्टर और थिन-फिल्म सेल प्रौद्योगिकी में उच्च स्तर की तकनीकी विशेषज्ञता की आवश्यकता होती है। इसलिए, HJT सक्षम नई कंपनियों और संचित अनुभव वाले स्थापित उद्योग नेताओं के लिए बेहतर अनुकूल है।

चीन फोटोवोल्टिक एसोसिएशन के अनुसार, TOPCon और HJT सेल मिलकर 50 तक बाजार का 2025% से अधिक हिस्सा ले लेंगे, HJT 2030 तक TOPCon के बराबर आ जाएगा। सौर उद्योग के नए तकनीकी परिदृश्य में नेतृत्व के लिए प्रतिस्पर्धा अपने चरम पर पहुंच गई है।