Сонячна індустрія змагається за фотоелектричні батареї наступного покоління

Вступ:

Сонячна промисловість у Китаї стала свідком серії конкурентних технологічних змагань, які сформували її еволюцію. Від кремнієвих матеріалів до кремнієвих пластин, естафета тепер переходить до вирішального сегменту акумуляторів. Питання в тому, хто вийде переможцем у цьому останньому змаганні?

Десятиліття трансформаційних інновацій:

За останні два десятиліття витрати на виробництво сонячних панелей впали більш ніж на 90% завдяки вдосконаленню виробничих процесів і економії на масштабі. Водночас ефективність основних фотоелектричних елементів зросла з 12% до приблизно 23%. Продовження цього зростання ефективності зараз залежить від технологічних інновацій.

Переломний момент для сонячних технологій:

Ландшафт технологій сонячних батарей перебуває на критичному етапі, коли в серійне виробництво входять більш ефективні елементи. Усі сонячні компанії повинні адаптуватися та вибрати більш ефективні нові технологічні шляхи; інакше вони ризикують застаріти.

Приплив капіталу, що прискорює інновації:

Значний приплив капіталу є ключовою рушійною силою швидкого розвитку сонячних технологій. У 2022 році китайські сонячні компанії залучили приголомшливі 136.2 мільярда ієн фінансування, що майже вчетверо перевищує суму 2019 року. Цей сплеск підштовхнув потужність різних сегментів промисловості більш ніж у три рази до рівня 2019 року. Ці нові виробничі потужності використовують нові технологічні шляхи, з випуском нових технологічних продуктів, які перевищать поточні основні клітини протягом одного-двох років. Отже, неминуча масова заміна старих потужностей.

Домінування клітин PERC:

В даний час на сонячному ринку домінують елементи PERC (Passivated Emitter Rear Cell). Проте з’являється нове покоління високоефективних фотоелементів, які в основному представлені двома типами: TOPCon і HJT (Heterojunction).

• Клітини TOPCon: Масове виробництво почалося в 2022 році, пропонуючи нижчу вартість.
• Клітини HJT: Масове виробництво планується розпочати в 2023 році, і він може похвалитися високою ефективністю.

З точки зору галузі, виробничі лінії TOPCon демонструють деяку сумісність зі старими лініями, виграючи від зрілого процесу. Навпаки, HJT — це нова технологія з коротшим процесом і вищими технічними бар’єрами.

Компанії, що розвиваються, лідирують:

Завдяки цим новим технологіям з’явилося кілька швидкозростаючих новачків. Yidao New Energy і Huasun Energy є провідними гравцями в категоріях TOPCon і HJT з оцінкою близько 10 мільярдів єн кожна. Крім того, численні сонячні компанії, пов’язані з новими технологіями, вже вийшли на біржу або готуються до IPO, наприклад Laplace, яка розпочала роботу з виробничих ліній TOPCon.

Встановлені ставки на хеджування Giants:

Основні лідери сонячної промисловості диверсифікували технології TOPCon і HJT. Jinko Solar робить ставку на TOPCon, а Risen Energy віддає перевагу HJT. Більшість інших компаній вищого рівня спеціалізуються на одній технології, експериментуючи з додатковими лініями для інших технологій.

Битва за сонячне панування:

Чи можуть нові учасники з інноваційними технологіями витіснити усталених лідерів у цьому циклі технологічної еволюції? Конкуренція за лідерство в сонячних технологіях зараз на піку.

Чотири етапи фотоелектричного виробництва: кремнієві матеріали, кремнієві пластини, комірки та модулі:

• Кремнієві матеріали: GCL-Poly переміг у першому конкурсному раунді.
• Silicon Wafers: Longi Green Energy Technology забезпечила другий етап.
• Клітини: зараз розгортається третій раунд.

Більшість компаній визначили свої ключові технології, але лише частково побудували або повністю ввели в експлуатацію свої виробничі лінії. Компанії, які дотримуються вичікувальної позиції, все ще мають можливість зробити новий вибір. Переможці цього змагання вийдуть з піонерів.

Перехід від клітин P-типу до N-типу:

Перехід від кремнієвих пластин P-типу до пластин N-типу вже почався. Комірки P-типу Back Surface Field (BSF) були домінуючою технологією протягом більше десяти років. В даний час клітини N-типу досягають успіху, а TOPCon і HJT представляють категорію N-типу.

Гра «Ефективність»:

Станом на 2022 рік елементи PERC мали середню ефективність фотоелектричного перетворення 23.2%. Осередки TOPCon досягли середньої ефективності перетворення 24.5%, а осередки HJT досягли 24.6%. Кожне збільшення ефективності елемента на 1% перетворюється на додаткові 12.5 кВт-год електроенергії, що виробляється на квадратний метр сонячної панелі щорічно, виходячи з середніх показників по галузі.

Попереду дорога:

Індустріальний консенсус полягає в тому, що завдяки значним капіталовкладенням клітини TOPCon і HJT стануть основними протягом двох-трьох років. Однак обидва є перехідними продуктами. Кінцевою метою є розробка тандемних сонячних елементів шляхом накладання елементів TOPCon або HJT на перовскітні сонячні елементи з досягненням ефективності понад 30%.

Заміна старої ємності:

Протягом наступних двох років розгорнеться масова заміна старих потужностей. Станом на 2022 рік загальна потужність виробництва сонячних батарей у Китаї становила 505.5 ГВт, а вихід – 330.6 ГВт. Осередки PERC становили 88% ринку, а TOPCon займав 8.3% частки, що еквівалентно 27.4 ГВт. Осередки HJT займали 0.6% ринку із загальною потужністю 2 ГВт. Очікується, що поставки клітин TOPCon у 2023 році становитимуть близько 100 ГВт, що приблизно в чотири рази більше, ніж у 2022 році.

Будівництво заводу та вихід на повну виробничу потужність зазвичай займає близько року. У результаті 2024 рік стане свідком значного розширення потужностей виробництва клітин TOPCon. За даними CITIC Securities, потужність TOPCon досягне приблизно 372 ГВт до 2023 року, збільшившись до 635 ГВт до кінця 2024 року, перевищуючи потужність осередків PERC.

Навпаки, виробничі потужності клітин HJT розширюються відносно повільніше, ніж TOPCon. Станом на липень 2023 року вітчизняні сонячні компанії мали наявні та заплановані потужності осередків HJT, що перевищували 214.6 ГВт. HJT стикається з проблемами в постачаннях обладнання та сировини порівняно з TOPCon, що вимагає більш високого рівня технічної експертизи в напівпровідникових і тонкоплівкових технологіях. Таким чином, HJT краще підходить для ефективних нових компаній і визнаних лідерів галузі з накопиченим досвідом.

За даними Китайської фотоелектричної асоціації, до 50 року TOPCon і елементи HJT разом становитимуть понад 2025% ринку, а до 2030 року HJT наблизиться до паритету з TOPCon. Конкуренція за лідерство в новому технологічному ландшафті сонячної промисловості досягла свого зеніту.