Utrka solarne industrije za fotonaponskim baterijama sljedeće generacije

Uvod:

Solarna industrija u Kini svjedočila je nizu konkurentskih tehnoloških utrka koje su oblikovale njen razvoj. Od silicijskih materijala do silicijskih pločica, štafeta sada prelazi na ključni segment baterija. Pitanje je tko će pobijediti u ovom posljednjem natjecanju?

Desetljeće transformativnih inovacija:

Tijekom posljednja dva desetljeća, troškovi proizvodnje solarnih ploča pali su za više od 90%, zahvaljujući poboljšanim proizvodnim procesima i ekonomiji razmjera. Istovremeno, učinkovitost glavnih fotonaponskih ćelija porasla je s 12% na približno 23%. Nastavak ovog porasta učinkovitosti sada ovisi o tehnološkim inovacijama.

Prekretnica za solarnu tehnologiju:

Tehnologija solarnih ćelija nalazi se na kritičnoj raskrižju, a učinkovitije ćelije ulaze u masovnu proizvodnju. Sve solarne tvrtke moraju se prilagoditi i odabrati učinkovitije nove tehnološke putove; u suprotnom postoji opasnost od zastarjelosti.

Priljev kapitala koji ubrzava inovacije:

Značajan priljev kapitala ključna je pokretačka snaga brzog razvoja solarne tehnologije. U 2022. kineske solarne tvrtke prikupile su nevjerojatnih 136.2 milijarde ¥ u financiranju, gotovo četiri puta više od iznosa u 2019. Ovaj skok je povećao kapacitet različitih industrijskih segmenata više od tri puta u odnosu na 2019. Ovi novi proizvodni kapaciteti usvajaju nove tehnološke putove, s proizvodnjom novih tehnoloških proizvoda koji će nadmašiti trenutne mainstream ćelije u roku od jedne do dvije godine. Slijedom toga, predstoji masovna zamjena starih kapaciteta.

Dominacija PERC stanica:

Trenutačno, PERC (Pasivated Emitter Rear Cell) ćelije dominiraju solarnim tržištem. Međutim, pojavljuje se nova generacija visokoučinkovitih fotonaponskih ćelija, prvenstveno predstavljenih s dva tipa: TOPCon i HJT (Heterojunction).

• TOPCon ćelije: Počela je masovna proizvodnja 2022., nudeći niže troškove.
• HJT ćelije: Masovna proizvodnja trebala bi započeti 2023., uz veću učinkovitost.

Iz perspektive industrije, proizvodne linije TOPCon pokazuju određenu kompatibilnost sa starijim linijama, zahvaljujući zrelom procesu. Nasuprot tome, HJT je nova tehnologija s kraćim procesom i većim tehničkim preprekama.

Kompanije u nastajanju koje prednjače:

Nekoliko pridošlica visokog rasta pojavilo se zahvaljujući ovim novim tehnologijama. Yidao New Energy i Huasun Energy vodeći su igrači u kategorijama TOPCon i HJT, s procjenama od oko 10 milijardi ¥ svaki. Osim toga, brojne solarne tvrtke povezane s novim tehnologijama već su izašle na burzu ili se pripremaju za IPO, poput Laplacea, koji je započeo s proizvodnim linijama TOPCon.

Utvrđeni Giants Hedging Bets:

Glavni predvodnici solarne industrije proširili su se na tehnologije TOPCon i HJT. Jinko Solar se kladi na TOPCon, dok Risen Energy favorizira HJT. Većina drugih vrhunskih tvrtki specijalizirala se za jednu tehnologiju dok je eksperimentirala s dodatnim linijama za druge tehnologije.

Bitka za solarnu prevlast:

Mogu li novi sudionici s inovativnim tehnologijama zamijeniti etablirane lidere u ovom ciklusu tehnološke evolucije? Natjecanje za vodstvo u solarnoj tehnologiji sada je na vrhuncu.

Četiri faze fotonaponske proizvodnje: silikonski materijali, silikonske ploče, ćelije i moduli:

• Silikonski materijali: GCL-Poly je izašao kao pobjednik u prvom krugu natjecanja.
• Silicon Wafers: Longi Green Energy Technology osigurala je drugu fazu.
• Ćelije: Treći krug se trenutno odvija.

Većina tvrtki identificirala je svoje ključne tehnologije, ali je samo djelomično izgradila ili u potpunosti pustila u pogon svoje proizvodne linije. Tvrtke koje imaju pristup čekanja i vidjeti još uvijek imaju priliku donijeti nove odluke. Pobjednici ovog natjecanja izaći će iz pionira.

Prijelaz s ćelija P-tipa na N-tip:

Prijelaz sa silicijskih pločica P-tipa na pločice N-tipa već je započeo. P-tip stanica stražnjeg površinskog polja (BSF) bile su dominantna tehnologija više od desetljeća. Trenutno ćelije N-tipa napreduju, a TOPCon i HJT predstavljaju kategoriju N-tipa.

Igra učinkovitosti:

Od 2022. PERC ćelije imale su prosječnu učinkovitost fotonaponske pretvorbe od 23.2%. Ćelije TOPCon postigle su prosječnu učinkovitost pretvorbe od 24.5%, a HJT ćelije 24.6%. Svakih 1% povećanja učinkovitosti ćelije prevodi se u dodatnih 12.5 kWh električne energije proizvedene po kvadratnom metru solarne ploče godišnje, na temelju industrijskih prosjeka.

Put ispred:

Industrijski konsenzus je da će zbog značajne kapitalne infuzije i TOPCon i HJT ćelije postati mainstream unutar dvije do tri godine. Međutim, oba su prijelazni proizvodi. Krajnji cilj je razviti tandemske solarne ćelije slojevitim TOPCon ili HJT ćelijama preko perovskitnih solarnih ćelija, postižući učinkovitost veću od 30%.

Zamjena starog kapaciteta:

Sljedeće dvije godine odvijat će se masovna zamjena starih kapaciteta. Od 2022. Kina je imala ukupni proizvodni kapacitet solarnih ćelija od 505.5 GW, s izlaznom snagom od 330.6 GW. PERC ćelije činile su 88% tržišta, dok je TOPCon držao 8.3% udjela, što odgovara 27.4 GW. HJT ćelije su imale 0.6% tržišnog udjela, ukupno 2 GW. Predviđa se da će isporuke TOPCon ćelija 2023. biti oko 100 GW, otprilike četiri puta više nego 2022.

Izgradnja tvornice i postizanje punog proizvodnog kapaciteta obično traje oko godinu dana. Kao rezultat toga, 2024. bit će svjedok značajnog proširenja kapaciteta proizvodnje TOPCon ćelija. Prema CITIC Securitiesu, kapacitet TOPCon-a dosegnut će oko 372 GW do 2023., povećavajući se na 635 GW do kraja 2024., nadmašujući kapacitet PERC ćelija.

Nasuprot tome, proizvodni kapacitet HJT ćelija širi se relativno sporije od TOPCona. Od srpnja 2023. domaće solarne tvrtke imale su postojeće i planirane kapacitete HJT ćelija veće od 214.6 GW. HJT se suočava s izazovima u opskrbi opremom i sirovinama u usporedbi s TOPConom, zahtijevajući višu razinu tehničke stručnosti u tehnologiji poluvodiča i ćelija tankog filma. Stoga je HJT prikladniji za sposobne nove tvrtke i etablirane industrijske lidere s akumuliranim iskustvom.

Prema Kineskom fotonaponskom udruženju, TOPCon i HJT ćelije zajedno će činiti više od 50% tržišta do 2025., s HJT-om koji će se približiti paritetu s TOPCon-om do 2030. Natjecanje za vodstvo u novom tehnološkom krajoliku solarne industrije doseglo je svoj zenit.