Recientemente, TCL Zhonghuan anunció que suscribirá bonos convertibles de MAXN, una sociedad accionista, por 200 millones de dólares para respaldar la investigación y el desarrollo de sus productos de la serie Maxeon 7 basados en la tecnología de baterías IBC. El primer día de negociación después del anuncio, el precio de las acciones de TCL Central subió hasta el límite. Y las acciones de Aixu, que también utilizan la tecnología de baterías IBC, con la batería ABC a punto de ser producida en masa, el precio de las acciones ha aumentado más de 4 veces desde el 27 de abril.
A medida que la industria fotovoltaica ingresa gradualmente a la era del tipo N, la tecnología de baterías tipo N representada por TOPCon, HJT e IBC se ha convertido en el foco de las empresas que compiten por el diseño. Según los datos, TOPCon tiene una capacidad de producción existente de 54GW y una capacidad de producción planificada y en construcción de 146GW; La capacidad de producción actual de HJT es de 7 GW, y su capacidad de producción planificada y en construcción es de 180 GW.
Sin embargo, en comparación con TOPCon y HJT, no hay muchos grupos de IBC. Sólo hay unas pocas empresas en la zona, como TCL Central, Aixu y LONGi Green Energy. La escala total de la capacidad de producción existente, en construcción y planificada no supera los 30 GW. Debes saber que IBC, que tiene una trayectoria de casi 40 años, ya se comercializa, el proceso de producción ha madurado y tanto la eficiencia como el costo tienen ciertas ventajas. Entonces, ¿cuál es la razón por la que IBC no se ha convertido en la ruta tecnológica principal de la industria?
Tecnología de plataforma para una mayor eficiencia de conversión, apariencia atractiva y economía
Según los datos, IBC es una estructura de celda fotovoltaica con unión posterior y contacto posterior. Fue propuesto por primera vez por SunPower y tiene una historia de casi 40 años. La parte frontal adopta una película de pasivación antirreflectante de doble capa SiNx/SiOx sin líneas de rejilla metálica; y el emisor, el campo posterior y los electrodos metálicos positivos y negativos correspondientes están integrados en la parte posterior de la batería en una forma interdigitada. Dado que el lado frontal no está bloqueado por líneas de rejilla, la luz incidente se puede utilizar al máximo, se puede aumentar el área efectiva de emisión de luz, se puede reducir la pérdida óptica y se puede lograr el propósito de mejorar la eficiencia de conversión fotoeléctrica. logrado.
Los datos muestran que el límite teórico de eficiencia de conversión de IBC es del 29,1%, que es superior al 28,7% y al 28,5% de TOPCon y HJT. En la actualidad, la eficiencia promedio de conversión de producción en masa de la última tecnología de celdas IBC de MAXN ha alcanzado más del 25%, y se espera que el nuevo producto Maxeon 7 aumente a más del 26%; Se espera que la eficiencia de conversión promedio de la celda ABC de Aixu alcance el 25,5%, la eficiencia de conversión más alta en el laboratorio. La eficiencia llega al 26,1%. Por el contrario, la eficiencia promedio de conversión de producción en masa de TOPCon y HJT divulgada por las empresas generalmente está entre 24% y 25%.
Al beneficiarse de la estructura de un solo lado, el IBC también se puede superponer con TOPCon, HJT, perovskita y otras tecnologías de baterías para formar TBC, HBC y PSC IBC con mayor eficiencia de conversión, por lo que también se la conoce como “tecnología de plataforma”. En la actualidad, las eficiencias de conversión de laboratorio más altas de TBC y HBC han alcanzado el 26,1% y el 26,7%. Según los resultados de la simulación del rendimiento de la celda PSC IBC realizada por un equipo de investigación extranjero, la eficiencia de conversión de la estructura 3-T PSC IBC preparada en la celda inferior del IBC con un texturizado frontal con una eficiencia de conversión fotoeléctrica del 25% es tan alta como 35,2%.
Si bien la eficiencia de conversión final es mayor, el IBC también tiene una economía sólida. Según las estimaciones de los expertos de la industria, el costo actual por W de TOPCon y HJT es 0,04-0,05 yuanes/W y 0,2 yuanes/W mayor que el de PERC, y las empresas que dominen completamente el proceso de producción de IBC pueden lograr el mismo costo. como PERC. Al igual que HJT, la inversión en equipos de IBC es relativamente alta, alcanzando alrededor de 300 millones de yuanes/GW. Sin embargo, al beneficiarse de las características de bajo consumo de plata, el coste por W de IBC es menor. Cabe mencionar que ABC de Aixu ha logrado una tecnología sin plata.
Además, el IBC tiene una apariencia hermosa porque no está bloqueado por líneas de rejilla en el frente y es más adecuado para escenarios domésticos y mercados distribuidos como BIPV. Especialmente en el mercado de consumo menos sensible al precio, los consumidores están más que dispuestos a pagar más por una apariencia estéticamente agradable. Por ejemplo, los módulos negros, que son muy populares en el mercado doméstico de algunos países europeos, tienen un nivel premium más alto que los módulos PERC convencionales porque son más bonitos para combinar con tejados oscuros. Sin embargo, debido al problema del proceso de preparación, la eficiencia de conversión de los módulos negros es menor que la de los módulos PERC, mientras que el IBC "naturalmente hermoso" no tiene ese problema. Tiene una apariencia hermosa y una mayor eficiencia de conversión, por lo que el escenario de aplicación tiene una gama más amplia y una capacidad premium de producto más sólida.
El proceso de producción está maduro, pero la dificultad técnica es alta.
Dado que IBC tiene una mayor eficiencia de conversión y ventajas económicas, ¿por qué hay tan pocas empresas implementando IBC? Como se mencionó anteriormente, solo las empresas que dominan completamente el proceso de producción de IBC pueden tener un costo básicamente igual al de PERC. Por lo tanto, el complejo proceso de producción, especialmente la existencia de muchos tipos de procesos de semiconductores, es la razón principal de su menor “agrupación”.
En el sentido tradicional, IBC tiene principalmente tres rutas de proceso: una es el proceso IBC clásico representado por SunPower, la otra es el proceso POLO-IBC representado por ISFH (TBC es del mismo origen que él), y la tercera está representada por el proceso Kaneka HBC. La ruta tecnológica ABC de Aixu puede considerarse como la cuarta ruta tecnológica.
Desde la perspectiva de la madurez del proceso de producción, el IBC clásico ya ha alcanzado la producción en masa. Los datos muestran que SunPower ha enviado un total de 3.500 millones de piezas; ABC alcanzará una escala de producción en masa de 6,5GW en el tercer trimestre de este año. Componentes de la serie de tecnología “Black Hole”. En términos relativos, la tecnología de TBC y HBC no está lo suficientemente madura y llevará tiempo comercializarla.
Específicamente en el proceso de producción, el principal cambio de IBC en comparación con PERC, TOPCon y HJT radica en la configuración del electrodo posterior, es decir, la formación de la región p+ y la región n+ interdigitadas, que también es la clave para afectar el rendimiento de la batería. . En el proceso de producción del IBC clásico, la configuración del electrodo posterior incluye principalmente tres métodos: serigrafía, grabado láser e implantación de iones, lo que da como resultado tres subrutas diferentes, y cada subruta corresponde a hasta 14 procesos. pasos, 12 pasos y 9 pasos.
Los datos muestran que, aunque la serigrafía con tecnología madura parece simple en la superficie, tiene importantes ventajas de costos. Sin embargo, debido a que es fácil causar defectos en la superficie de la batería, el efecto dopante es difícil de controlar y se requieren múltiples procesos de serigrafía y alineación precisa, lo que aumenta la dificultad del proceso y el costo de producción. El grabado con láser tiene las ventajas de una baja composición y tipos de dopaje controlables, pero el proceso es complejo y difícil. La implantación de iones tiene las características de alta precisión de control y buena uniformidad de difusión, pero su equipo es costoso y es fácil causar daños a la red.
En referencia al proceso de producción ABC de Aixu, éste adopta principalmente el método de grabado láser y el proceso de producción tiene hasta 14 pasos. Según los datos revelados por la empresa en la reunión de intercambio de desempeño, la tasa de rendimiento de la producción en masa de ABC es solo del 95%, que es significativamente menor que el 98% de PERC y HJT. Debe saber que Aixu es un fabricante de células profesional con una profunda acumulación técnica y su volumen de envío ocupa el segundo lugar en el mundo durante todo el año. Esto también confirma directamente que la dificultad del proceso de producción de IBC es alta.
Una de las rutas tecnológicas de próxima generación de TOPCon y HJT
Aunque el proceso de producción de IBC es relativamente difícil, sus características técnicas de tipo plataforma superponen un límite de eficiencia de conversión más alto, lo que puede extender efectivamente el ciclo de vida de la tecnología, mientras mantiene la competitividad de mercado de las empresas, también puede reducir la operación causada por la iteración tecnológica. . riesgo. En particular, el apilamiento con TOPCon, HJT y perovskita para formar una batería en tándem con mayor eficiencia de conversión es considerado unánimemente por la industria como una de las principales rutas tecnológicas en el futuro. Por lo tanto, es probable que IBC se convierta en una de las rutas tecnológicas de próxima generación de los actuales campos de TOPCon y HJT. En la actualidad, varias empresas han revelado que están realizando investigaciones técnicas relevantes.
En concreto, el TBC formado por la superposición de TOPCon e IBC utiliza tecnología POLO para el IBC sin blindaje en el frente, lo que mejora el efecto de pasivación y el voltaje de circuito abierto sin perder corriente, mejorando así la eficiencia de conversión fotoeléctrica. TBC tiene las ventajas de una buena estabilidad, un excelente contacto de pasivación selectiva y una alta compatibilidad con la tecnología IBC. Las dificultades técnicas de su proceso de producción radican en el aislamiento del electrodo posterior, la uniformidad de la calidad de pasivación del polisilicio y la integración con la ruta del proceso IBC.
El HBC formado por la superposición de HJT e IBC no tiene blindaje de electrodos en la superficie frontal y utiliza una capa antirreflectante en lugar de TCO, que tiene menos pérdida óptica y menor costo en el rango de longitud de onda corta. Debido a su mejor efecto de pasivación y menor coeficiente de temperatura, HBC tiene ventajas obvias en la eficiencia de conversión en el extremo de la batería y, al mismo tiempo, la generación de energía en el extremo del módulo también es mayor. Sin embargo, los problemas del proceso de producción, como el estricto aislamiento de los electrodos, el proceso complejo y la estrecha ventana de proceso del IBC, siguen siendo dificultades que obstaculizan su industrialización.
El PSC IBC formado por la superposición de perovskita e IBC puede realizar el espectro de absorción complementario y luego mejorar la eficiencia de la conversión fotoeléctrica mejorando la tasa de utilización del espectro solar. Aunque la eficiencia de conversión final del PSC IBC es teóricamente mayor, el impacto en la estabilidad de los productos de células de silicio cristalino después del apilamiento y la compatibilidad del proceso de producción con la línea de producción existente son uno de los factores importantes que restringen su desarrollo.
Liderando la “Economía de la Belleza” de la Industria Fotovoltaica
Desde el nivel de aplicación, con el surgimiento de mercados distribuidos en todo el mundo, los productos de módulos IBC con mayor eficiencia de conversión y mejor apariencia tienen amplias perspectivas de desarrollo. En particular, sus características de alto valor pueden satisfacer la búsqueda de “belleza” de los consumidores y se espera que obtenga una determinada prima del producto. En referencia a la industria de los electrodomésticos, la "economía de la apariencia" se ha convertido en la principal fuerza impulsora del crecimiento del mercado antes de la epidemia, mientras que las empresas que sólo se centran en la calidad del producto han sido abandonadas gradualmente por los consumidores. Además, IBC también es muy adecuado para BIPV, que será un punto de crecimiento potencial a medio y largo plazo.
En lo que respecta a la estructura del mercado, actualmente sólo hay unos pocos actores en el campo IBC, como TCL Zhonghuan (MAXN), LONGi Green Energy y Aixu, mientras que la cuota de mercado distribuida ha representado más de la mitad del total de la energía fotovoltaica. mercado. Especialmente con el estallido a gran escala del mercado europeo de almacenamiento óptico doméstico, que es menos sensible a los precios, es probable que los productos de módulos IBC de alta eficiencia y alto valor sean populares entre los consumidores.
Hora de publicación: 02-sep-2022