Güneş Enerjisi Endüstrisinin Yeni Nesil Fotovoltaik Pil Yarışı

Giriş:

Çin'deki güneş enerjisi endüstrisi, evrimini şekillendiren bir dizi rekabetçi teknolojik yarışa tanık oldu. Silikon malzemelerden silikon plakalara kadar, bayrak artık kritik pil segmentine geçiyor. Soru şu: Bu son yarışmada kim galip çıkacak?

On Yıllık Dönüştürücü İnovasyon:

Son yirmi yılda, iyileşen üretim süreçleri ve ölçek ekonomileri sayesinde güneş paneli üretim maliyeti %90'ın üzerinde düştü. Eş zamanlı olarak ana akım fotovoltaik hücre verimliliği %12'den yaklaşık %23'e yükseldi. Bu verimlilik artışının devam etmesi artık teknolojik yeniliğe bağlı.

Güneş Teknolojisinde Devrilme Noktası:

Güneş pili teknolojisi ortamı, daha verimli hücrelerin seri üretime girmesiyle kritik bir noktadadır. Tüm güneş enerjisi şirketleri daha verimli yeni teknolojik yolları benimsemeli ve seçmelidir; aksi takdirde eskime riskiyle karşı karşıya kalırlar.

Sermaye Akışını Hızlandıran İnovasyon:

Önemli bir sermaye akışı, güneş enerjisi teknolojisinin hızlı gelişiminin arkasındaki temel itici güçtür. 2022 yılında, Çinli güneş enerjisi şirketleri 136.2 milyar Yen tutarında şaşırtıcı bir finansman elde etti; bu rakam, 2019'un neredeyse dört katıdır. Bu artış, çeşitli endüstri segmentlerinin kapasitesini 2019'un üç katından fazlasına itti. Bu yeni üretim kapasiteleri, yeni teknolojik yolları benimsiyor, Yeni teknoloji ürünlerinin üretimi, bir ila iki yıl içinde mevcut ana akım hücrelerin üretimini aşacak şekilde ayarlandı. Sonuç olarak, eski kapasitelerin büyük oranda değiştirilmesi yakındır.

PERC Hücrelerinin Hakimiyeti:

Şu anda PERC (Pasifleştirilmiş Verici Arka Hücre) hücreleri güneş enerjisi pazarına hakimdir. Bununla birlikte, öncelikle iki türle temsil edilen yeni nesil yüksek verimli fotovoltaik hücreler ortaya çıkıyor: TOPCon ve HJT (Heterojunction).

• TOPCon Hücreleri: 2022 yılında daha düşük maliyetlerle seri üretime başlandı.
• HJT Hücreleri: Daha yüksek verimliliğe sahip seri üretim 2023'te başlayacak.

Endüstri açısından bakıldığında, TOPCon üretim hatları olgun bir süreçten faydalanarak eski hatlarla bazı uyumluluklar sergiliyor. Buna karşılık HJT, daha kısa bir süreç ve daha yüksek teknik engellere sahip yeni bir teknolojidir.

Yükselen Şirketler Liderlik Ediyor:

Bu yeni teknolojiler sayesinde hızlı büyüyen birçok yeni şirket ortaya çıktı. Yidao New Energy ve Huasun Energy, her biri yaklaşık 10 milyar Yen değerlemeyle TOPCon ve HJT kategorilerinde lider oyunculardır. Ek olarak, TOPCon üretim hatlarıyla başlayan Laplace gibi yeni teknolojilerle ilgili çok sayıda güneş enerjisi şirketi halka açıldı veya halka arzlara hazırlanıyor.

Yerleşik Devler Riskten Korunma Bahisleri:

Büyük güneş enerjisi endüstrisi liderleri hem TOPCon hem de HJT teknolojilerini çeşitlendirdiler. Jinko Solar, TOPCon'a bahis yaparken Risen Energy, HJT'yi tercih ediyor. Diğer üst düzey şirketlerin çoğu, bir teknolojide uzmanlaşırken diğer teknolojiler için ek hatlar denemeye başladı.

Güneş Üstünlüğü Savaşı:

Yenilikçi teknolojilere sahip yeni katılımcılar, bu teknolojik evrim döngüsünde yerleşik liderlerin yerini alabilir mi? Güneş enerjisi teknolojisi liderliği için rekabet artık zirvede.

Fotovoltaik Üretimin Dört Aşaması: Silikon Malzemeler, Silikon Plakalar, Hücreler ve Modüller:

• Silikon Malzemeler: GCL-Poly, ilk rekabet turundan zaferle çıktı.
• Silikon Gofretler: Longi Green Energy Technology ikinci aşamayı garantiledi.
• Hücreler: Üçüncü tur şu anda gelişiyor.

Çoğu şirket temel teknolojilerini belirledi ancak üretim hatlarını yalnızca kısmen inşa etti veya tamamen devreye aldı. Bekle-gör yaklaşımını benimseyen şirketlerin hâlâ yeni seçimler yapma fırsatı var. Bu yarışmanın kazananları öncüler arasından çıkacak.

P-Tipi Hücrelerden N-Tipi Hücrelere Geçiş:

P tipi silikon plakalardan N tipi silikon plakalara geçiş halihazırda başlamıştır. P tipi Arka Yüzey Alanı (BSF) hücreleri, on yılı aşkın süredir baskın teknolojiydi. Şu anda, N tipi hücreler ilerleme kaydediyor; TOPCon ve HJT, N tipi kategoriyi temsil ediyor.

Verimlilik Oyunu:

2022 itibarıyla PERC hücrelerinin ortalama fotovoltaik dönüşüm verimliliği %23.2'ydi. TOPCon hücreleri %24.5'lik bir ortalama dönüşüm verimliliğine ulaştı ve HJT hücreleri %24.6'ya ulaştı. Hücre verimliliğindeki her %1'lik artış, sektör ortalamalarına göre, güneş panelinin metrekaresi başına yıllık 12.5 kWh ek elektrik üretimi anlamına geliyor.

Öndeki yol:

Sektördeki fikir birliği, önemli sermaye aktarımı nedeniyle hem TOPCon hem de HJT hücrelerinin iki ila üç yıl içinde ana akım haline geleceği yönünde. Ancak her ikisi de geçiş ürünüdür. Nihai hedef, TOPCon veya HJT hücrelerini perovskit güneş pilleri üzerine katmanlayarak %30'u aşan verimlilik elde ederek tandem güneş pilleri geliştirmektir.

Eski Kapasitenin Değiştirilmesi:

Eski kapasitelerin büyük çapta değiştirilmesi önümüzdeki iki yıl içinde gerçekleşecek. 2022 yılı itibarıyla Çin'in toplam güneş pili üretim kapasitesi 505.5 GW olup, üretim kapasitesi 330.6 GW'tır. PERC hücreleri pazarın %88'ini oluştururken TOPCon, 8.3 GW'a eşdeğer %27.4'lük bir paya sahipti. HJT hücreleri toplamda 0.6 GW'a ulaşan %2 pazar payına sahipti. TOPCon hücre sevkiyatlarının 2023'te 100 GW civarında olacağı tahmin ediliyor; bu da 2022'dekinin kabaca dört katı.

Fabrikanın inşaatı ve tam üretim kapasitesine ulaşması genellikle yaklaşık bir yıl sürer. Sonuç olarak 2024, TOPCon hücre üretim kapasitesinde önemli bir artışa tanık olacak. CITIC Securities'e göre TOPCon kapasitesi 372 yılına kadar yaklaşık 2023 GW'a ulaşacak ve 635 yılı sonunda 2024 GW'a çıkarak PERC hücrelerinin kapasitesini aşacak.

Buna karşılık, HJT hücre üretim kapasitesi TOPCon'a göre nispeten daha yavaş bir hızda artıyor. Temmuz 2023 itibarıyla yerli güneş enerjisi şirketlerinin mevcut ve planlanan HJT hücre kapasiteleri 214.6 GW'ı aşıyordu. HJT, TOPCon'a kıyasla ekipman ve hammadde tedarikinde zorluklarla karşı karşıyadır ve yarı iletken ve ince film hücre teknolojisinde daha yüksek düzeyde teknik uzmanlık gerektirir. Bu nedenle HJT, yetenekli yeni şirketler ve birikmiş deneyime sahip köklü endüstri liderleri için daha uygundur.

Çin Fotovoltaik Derneği'ne göre, TOPCon ve HJT hücreleri birlikte 50 yılına kadar pazarın %2025'sinden fazlasını oluşturacak ve HJT, 2030 yılına kadar TOPCon ile aynı seviyeye yaklaşacak. Güneş enerjisi endüstrisinin yeni teknolojik ortamında liderlik rekabeti doruğa ulaştı.