Cuộc đua của ngành công nghiệp năng lượng mặt trời về pin quang điện thế hệ tiếp theo

Giới thiệu:

Ngành công nghiệp năng lượng mặt trời ở Trung Quốc đã chứng kiến ​​một loạt cuộc đua công nghệ mang tính cạnh tranh đã định hình nên sự phát triển của ngành này. Từ vật liệu silicon đến tấm silicon, dùi cui giờ đây được chuyển sang phân khúc pin quan trọng. Câu hỏi đặt ra là ai sẽ là người chiến thắng trong cuộc thi mới nhất này?

Một thập kỷ đổi mới mang tính chuyển đổi:

Trong hai thập kỷ qua, chi phí sản xuất tấm pin mặt trời đã giảm hơn 90% nhờ quy trình sản xuất được cải thiện và tính kinh tế theo quy mô. Đồng thời, hiệu suất của tế bào quang điện chính thống đã tăng từ 12% lên khoảng 23%. Việc tiếp tục tăng cường hiệu quả hiện nay phụ thuộc vào sự đổi mới công nghệ.

Điểm bùng phát cho công nghệ năng lượng mặt trời:

Bối cảnh công nghệ pin mặt trời đang ở thời điểm quan trọng, với các loại pin hiệu quả hơn được đưa vào sản xuất hàng loạt. Tất cả các công ty năng lượng mặt trời phải thích ứng và lựa chọn các lộ trình công nghệ mới hiệu quả hơn; nếu không, chúng có nguy cơ lỗi thời.

Dòng vốn tăng tốc đổi mới:

Dòng vốn đáng kể là động lực chính thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của công nghệ năng lượng mặt trời. Vào năm 2022, các công ty năng lượng mặt trời của Trung Quốc đã huy động được nguồn tài chính đáng kinh ngạc 136.2 tỷ Yên, gần gấp 2019 lần số tiền trong năm 2019. Sự gia tăng đột biến này đã đẩy công suất của các phân khúc ngành khác nhau lên hơn ba lần so với năm XNUMX. Những năng lực sản xuất mới này áp dụng các lộ trình công nghệ mới, với sản lượng sản phẩm công nghệ mới sẽ vượt qua sản lượng của các tế bào phổ thông hiện nay trong vòng một đến hai năm. Do đó, một sự thay thế lớn các năng lực cũ sắp xảy ra.

Sự thống trị của các tế bào PERC:

Hiện tại, pin PERC (Tế bào phía sau bộ phát thụ động) đang thống trị thị trường năng lượng mặt trời. Tuy nhiên, một thế hệ tế bào quang điện hiệu suất cao mới đang xuất hiện, chủ yếu được đại diện bởi hai loại: TOPCon và HJT (Heterojunction).

• Tế bào TOPCon: Bắt đầu sản xuất hàng loạt vào năm 2022, mang lại chi phí thấp hơn.
• Tế bào HJT: Sản xuất hàng loạt sẽ bắt đầu vào năm 2023, mang lại hiệu quả cao hơn.

Từ góc độ ngành, dây chuyền sản xuất TOPCon thể hiện một số khả năng tương thích với các dây chuyền cũ hơn, được hưởng lợi từ quy trình hoàn thiện. Ngược lại, HJT là một công nghệ mới với quy trình ngắn hơn và rào cản kỹ thuật cao hơn.

Các công ty mới nổi dẫn đầu về phí:

Một số công ty mới có mức tăng trưởng cao đã xuất hiện nhờ những công nghệ mới này. Yidao New Energy và Huasun Energy là những công ty dẫn đầu trong hạng mục TOPCon và HJT, với mức định giá khoảng 10 tỷ Yên mỗi công ty. Ngoài ra, nhiều công ty năng lượng mặt trời liên quan đến công nghệ mới đã IPO hoặc đang chuẩn bị IPO, chẳng hạn như Laplace, bắt đầu với dây chuyền sản xuất TOPCon.

Các cược phòng ngừa rủi ro của những gã khổng lồ đã được thành lập:

Các nhà lãnh đạo lớn của ngành năng lượng mặt trời đã đa dạng hóa sang cả công nghệ TOPCon và HJT. Jinko Solar đang đặt cược vào TOPCon, trong khi Risen Energy nghiêng về HJT. Hầu hết các công ty hàng đầu khác đều chuyên về một công nghệ trong khi thử nghiệm các dây chuyền bổ sung cho các công nghệ khác.

Cuộc chiến giành ưu thế về mặt trời:

Liệu những người mới tham gia với công nghệ tiên tiến có thể thay thế những người dẫn đầu trong chu kỳ phát triển công nghệ này không? Cuộc cạnh tranh giành vị trí dẫn đầu về công nghệ năng lượng mặt trời hiện đang lên đến đỉnh điểm.

Bốn giai đoạn sản xuất quang điện: Vật liệu silicon, tấm silicon, tế bào và mô-đun:

• Vật liệu Silicon: GCL-Poly đã giành chiến thắng trong vòng cạnh tranh đầu tiên.
• Tấm silicon: Công nghệ năng lượng xanh Longi đảm bảo giai đoạn thứ hai.
• Tế bào: Vòng thứ ba hiện đang diễn ra.

Hầu hết các công ty đã xác định được các công nghệ chủ chốt của mình nhưng mới chỉ xây dựng một phần hoặc vận hành toàn bộ dây chuyền sản xuất của mình. Các công ty áp dụng cách tiếp cận chờ xem vẫn có cơ hội đưa ra những lựa chọn mới. Những người chiến thắng trong cuộc thi này sẽ xuất hiện từ những người tiên phong.

Sự chuyển đổi từ tế bào loại P sang loại N:

Quá trình chuyển đổi từ tấm bán dẫn silicon loại P sang tấm bán dẫn loại N đã bắt đầu. Các tế bào Back Surface Field (BSF) loại P là công nghệ thống trị trong hơn một thập kỷ. Hiện tại, các tế bào loại N đang phát triển, với TOPCon và HJT đại diện cho loại N.

Trò chơi hiệu quả:

Tính đến năm 2022, tế bào PERC có hiệu suất chuyển đổi quang điện trung bình là 23.2%. Các tế bào TOPCon đạt hiệu suất chuyển đổi trung bình là 24.5% và các tế bào HJT đạt 24.6%. Mỗi mức tăng hiệu suất tế bào 1% sẽ tạo ra thêm 12.5 kWh điện được tạo ra trên mỗi mét vuông tấm pin mặt trời hàng năm, dựa trên mức trung bình của ngành.

Con đường phía trước:

Sự đồng thuận trong ngành là nhờ nguồn vốn đáng kể, cả TOPCon và HJT sẽ trở thành xu hướng chủ đạo trong vòng hai đến ba năm. Tuy nhiên, cả hai đều là sản phẩm chuyển tiếp. Mục tiêu cuối cùng là phát triển pin mặt trời song song bằng cách xếp lớp tế bào TOPCon hoặc HJT lên trên pin mặt trời perovskite, đạt hiệu suất vượt quá 30%.

Thay thế công suất cũ:

Sự thay thế lớn các công suất cũ sẽ diễn ra trong hai năm tới. Tính đến năm 2022, Trung Quốc có tổng công suất sản xuất pin mặt trời là 505.5 GW, với sản lượng 330.6 GW. Pin PERC chiếm 88% thị trường, trong khi TOPCon chiếm 8.3% thị phần, tương đương 27.4 GW. Pin HJT chiếm 0.6% thị phần, tổng cộng 2 GW. Người ta dự đoán rằng lô hàng tế bào TOPCon vào năm 2023 sẽ vào khoảng 100 GW, gấp khoảng 2022 lần so với năm XNUMX.

Việc xây dựng nhà máy và đạt được năng lực sản xuất tối đa thường mất khoảng một năm. Do đó, năm 2024 sẽ chứng kiến ​​sự mở rộng đáng kể về năng lực sản xuất tế bào TOPCon. Theo CITIC Securities, công suất TOPCon sẽ đạt khoảng 372 GW vào năm 2023, tăng lên 635 GW vào cuối năm 2024, vượt qua công suất của các tế bào PERC.

Ngược lại, năng lực sản xuất tế bào HJT đang mở rộng với tốc độ tương đối chậm hơn TOPCon. Tính đến tháng 2023 năm 214.6, các công ty năng lượng mặt trời trong nước đã có công suất pin HJT hiện có và theo kế hoạch vượt quá XNUMX GW. HJT phải đối mặt với những thách thức về cung cấp thiết bị và nguyên liệu thô so với TOPCon, đòi hỏi trình độ chuyên môn kỹ thuật cao hơn về công nghệ tế bào bán dẫn và màng mỏng. Do đó, HJT phù hợp hơn với các công ty mới có năng lực và các công ty dẫn đầu ngành đã có uy tín với kinh nghiệm tích lũy được.

Theo Hiệp hội Quang điện Trung Quốc, các tế bào TOPCon và HJT cùng nhau sẽ chiếm hơn 50% thị trường vào năm 2025, trong đó HJT tiến gần ngang bằng với TOPCon vào năm 2030. Sự cạnh tranh để giành vị trí dẫn đầu trong bối cảnh công nghệ mới của ngành năng lượng mặt trời đã đạt đến đỉnh cao.