Podrobna analiza fotovoltaičnih celic (del, ki ga je vredno zbrati) - tretji del
III. Analiza stanja množične proizvodnje in prihodnjih trendov tehnologij fotovoltaičnih celic
A. Analiza stanja množične proizvodnje različnih tehnoloških poti
Logika množične proizvodnje tehnologije PV celic
Na podlagi prejšnjih analiz imajo baterije tipa N boljše tehnične parametre v primerjavi z baterijami PERC, vendar se soočajo tudi z višjimi proizvodnimi stroški. Pri fotonapetostnih podjetjih je odločitev za naložbo v novo tehnologijo v veliki meri odvisna od tega, ali bodo elektrarne na nižji stopnji lahko sprejele novo tehnologijo po višji ceni, s čimer bodo podjetju zagotovile točko preloma in potencialno dosegle večjo donosnost kot obstoječa tehnologija. Pripravljenost nadaljnjih elektrarn, da plačajo premijo za nove tehnologije, izhaja predvsem iz izboljšane učinkovitosti teh novih izdelkov, ki lahko pomagajo pri izboljšanju donosnosti naložb (IRR). Če povzamemo, se vrhunski tehnični parametri tehnologije baterij tipa N odražajo v višji učinkovitosti pretvorbe in dvostranskih stopnjah ter nižjih stopnjah razgradnje in temperaturnih koeficientih. Ti kazalniki lahko povečajo donosnost naložb z zmanjšanjem stroškov naložbe v elektrarno in povečanjem proizvodnje električne energije v celotnem življenjskem ciklu.
Zmanjšanje investicijskih stroškov za elektrarne se nanaša predvsem na višjo skupno izhodno moč, ki jo prinašajo izboljšana učinkovitost pretvorbe novih tehnologij, bifacialne stopnje in nižji temperaturni koeficienti. To vodi do zmanjšanja stroškov BOS (Balance of System), povezanih z zemljiščem in podpornimi strukturami, ki so tesno povezani z območjem. Zato so elektrarne ob nespremenjenih notranjih stopnjah donosa pripravljene plačati premijo za nove tehnologije. Glede na ustrezne študije bi lahko povečanje moči modula enote za 30 W zmanjšalo domače stroške BOS za približno 0.07–0.09 RMB/W. Glede na to, da naložbe v elektrarne v tujini pogosto povzročijo višje stroške BOS, ocene kažejo, da bi lahko povečanje moči modula enote za 30 W znižalo stroške BOS v ZDA, Italiji in Avstraliji za približno 0.099, 0.045 oziroma 0.033 USD/W.
Povečanje skupne proizvodnje električne energije v življenjskem ciklu elektrarne je predvsem posledica počasnejše razgradnje celic z novo tehnologijo, kar povečuje letno proizvodnjo električne energije. Ker IRR ostane nespremenjen, to omogoča zmanjšanje začetne instalirane moči elektrarne in s tem nižje investicijske stroške. Ob predpostavki IRR približno 6 %, 25-letni življenjski cikel in letno uporabo 1200 ur, s cenami električne energije med 0.3–0.35 RMB/kWh, izračuni kažejo, da nadgradnja z baterije PERC z 2-odstotno degradacijo v prvem letu in linearna degradacija 0.5 % na baterijo tipa N z degradacijo v prvem letu 1 % in linearno degradacijo 0.4 % bi lahko povzročila znižanje stroškov za približno 0.83–0.97 RMB/W. Glede na to, da so cene električne energije v tujini višje kot na Kitajskem, je teoretično mogoče, da komponente na čezmorskih trgih dosežejo višjo premijo zaradi povečane proizvodnje.
Če povzamemo, so trenutne meritve zmogljivosti različnih baterijskih tehnologij naslednje: baterije TOPCon dosegajo učinkovitost masovne proizvodnje približno 25.3 %, dvostransko stopnjo približno 85 %, temperaturni koeficient -0.3 %/°C, prvo leto degradacija 1 % in linearna degradacija 0.5 %; Baterije HJT dosegajo učinkovitost masovne proizvodnje približno 25.5 %, dvostransko stopnjo okoli 90 %, temperaturni koeficient -0.24 %/°C, razgradnjo v prvem letu 1 % in linearno razgradnjo 0.3 %; Baterije HPBC podjetja Longi Green Energy dosegajo učinkovitost masovne proizvodnje približno 25.3 %, temperaturni koeficient -0.29 %/°C, razgradnjo v prvem letu 1.5 % in linearno razgradnjo 0.4 %; Baterije ABC Aiko Solar dosegajo učinkovitost masovne proizvodnje približno 26.5 %, temperaturni koeficient -0.24 %/°C, razgradnjo v prvem letu 1 % in linearno razgradnjo 0.35 %. Na podlagi teh meritev trenutne ocene kažejo, da imajo baterije TOPCon, HJT, HPBC in ABC na Kitajskem tržne premije približno 0.2–0.24 RMB/W, 0.28–0.34 RMB/W, 0.14–0.17 RMB/W in 0.26–0.32 RMB/W. Glede na zgoraj omenjene proizvodne stroške baterij se pričakuje, da bodo baterije TOPCon in HJT dosegle presežne dobičke na Kitajskem do 0.16–0.2 RMB/W oziroma 0.19–0.25 RMB/W.
S čisto tehničnega vidika ostajajo trenutne dvostranske stopnje baterij BC razmeroma nizke in ne presegajo bistveno drugih načinov baterij. Vendar pa Longi in Aiko menita, da bi lahko s tehnološkim napredkom dvofazne stopnje baterij BC presegle 65-70 %. Poleg tega imajo BC baterije druge prednosti v primerjavi z različnimi baterijskimi potemi, predvsem estetsko privlačnost. Brez mrežnih črt, ki bi zakrivale sprednjo površino, so moduli BC bolj priljubljeni na čezmorskem distribuiranem trgu in lahko zahtevajo dodatne premije za izdelke. Če sta zadnja plošča in okvir prav tako izdelana iz črnih materialov, je mogoče doseči popolnoma črn modul vrhunske estetike. Po povratnih informacijah podjetja Longi Green Energy njihov izdelek HPBC zbere več kot 1 cent/W v primerjavi z izdelki TOPCon.
Kar zadeva sprejemanje na trgu, statistični podatki kažejo, da je od septembra 2021 prva vključitev komponent tipa N v razpise za komponente zemeljskih postaj domačih državnih podjetij pomenila pomemben dogodek, pri čemer naj bi skupni razpisni obseg do konca leta 4.55 dosegel 2022 GW. , kar predstavlja približno 4 %. Od aprila do julija letos je obseg mesečnih razpisov za projekte zemeljskih postaj s komponentami tipa N dosegel 4.7 GW, 4.5 GW, 4.4 GW oziroma 5.3 GW, pri čemer so komponente tipa N predstavljale približno 24 %, 26 %, 33 %. % in 39 % celotnega razmerja P/N. To kaže na jasno in stalno povečanje sprejemanja komponent tipa N s strani končnih uporabnikov. Na čezmorskih trgih so prednosti, ki jih prinašajo baterije tipa N, bolj izrazite, saj se njihov delež v nekaterih naročilih poveča na 60-80 %.
Na sprednji strani cen lahko po Infolinku glavne prodajne cene komponent TOPCon, HJT in XBC dosežejo premije nad komponentami PERC v višini približno 0.1 RMB/W, 0.2 RMB/W oziroma 0.15-0.4 RMB/W. Ker tehnologija tipa N še naprej napreduje, obstaja možnost, da bi se prodajne premije za komponente tipa N še povečale.
Trenutno je cena baterijskih celic TOPCon približno 5 centov/W višja od celic PERC, medtem ko imajo moduli TOPCon in moduli HJT približno 7 centov/W oziroma 26 centov/W nad moduli PERC. V primerjavi z našim izračunanim premijskim prostorom je trenutna premijska raven izdelkov TOPCon znatno nižja od naše ocene, HJT pa je skoraj enak naši izračunani spodnji meji. Verjamemo, da so nedavni padci cen izdelkov PERC privedli tudi do znižanja premijskih ravni za baterije in module tipa N, medtem ko se je konkurenca za izdelke TOPCon okrepila, zaradi česar so se nekateri proizvajalci odrekli nekaj dobička v zameno za višje pošiljke. Vendar pa na splošno trenutne ravni premij še vedno zadostujejo za pokritje povečanja stroškov vodilnih podjetij, kar kaže, da lahko podjetja s tehnološko prednostjo ustvarijo ugodnejše konkurenčno okolje zase in s tem zagotovijo večjo donosnost.
Glede na trenutno zmogljivost, ceno in stroškovno situacijo baterij tipa N verjamemo, da ne glede na to, ali gre za baterije TOPCon, HJT ali BC, premijske ravni, ki jih pridobijo na trgu, že zadostujejo za pokritje njihovih ustreznih povečanj stroškov ( z baterijami BC, ki se večinoma zanašajo na čezmorski porazdeljeni trg). Če za primer vzamemo TOPCon, je trenutna premija za baterijo okoli 9 centov, po upoštevanju stroškov amortizacije pa je čisti dobiček na vat približno 12 centov, kar omogoča povrnitev naložbe v proizvodno linijo v letu in pol, veliko hitreje kot v drugih proizvodnih sektorjih. Tako so proizvajalci baterij močno motivirani za širitev proizvodnje. V prihodnosti si bodo vse tehnološke poti še naprej prizadevale za zmanjšanje stroškov in izboljšanje učinkovitosti, pri čemer bodo podjetja, ki imajo vodilne meritve uspešnosti in stroškov, verjetno dosegla višje presežne dobičke.
Statistični podatki o razširitvi fotovoltaičnih celic
(1) TOPCon
Med različnimi tehnološkimi potemi baterij ima TOPCon najtesnejšo integracijo z baterijskimi procesi PERC, ki zahteva najmanj truda za premagovanje tehnoloških težav, zato je bil prvi, ki je dosegel stroškovno učinkovitost in začel množično proizvodnjo. Po statističnih podatkih Infolink in TrendForce je do leta 2022 svetovna proizvodna zmogljivost baterij TOPCon dosegla približno 81 GW, pri čemer sta glavna igralca Jinko Solar (24 GW) in Junda Co. (8 GW). Na podlagi napovedanih širitvenih načrtov za celotno industrijo se pričakuje, da bi lahko do leta 2023 in 2024 kumulativna zmogljivost TOPCona v industriji presegla 500 GW oziroma 900 GW.
Z vidika ponudbe je trenutno število podjetij, ki so sposobna stabilne množične proizvodnje, omejeno. Grobe ocene kažejo, da je konec maja proizvodna zmogljivost baterij TOPCon znašala približno 120 GW, s polno proizvodno zmogljivostjo približno 70 GW, kar je razmeroma malo v primerjavi s pričakovanim letnim povpraševanjem na trgu okoli 400 GW. Glede na to, da dobavna veriga kratkoročno ne more izpolniti vseh potreb industrije in da lahko visokokakovostne proizvodne zmogljivosti dajo prednost čezmorskim trgom z višjimi cenami, bodo izdelki TOPCon verjetno ohranili visoko raven dobičkonosnosti še dolgo časa. Na podlagi dejanske dobavne zmogljivosti 120 GW se ocenjuje, da se bo tržni prodor izdelkov TOPCon leta 30 približal 2023 %. Do leta 2024 naj bi TOPCon presegel PERC in postal nova glavna tehnologija v fotovoltaičnih celicah.
Glede na pozicioniranje vodilnih proizvajalcev baterij/modulov se pričakuje, da bosta Jinko in Junda kot vodilna na poti LPCVD do konca leta 60 dosegla nazivne zmogljivosti 30 GW oziroma več kot 2023 GW. Tongwei in Trina Solar po lansiranju svojo prvo proizvodno linijo na ravni GW v četrtem četrtletju 2022, so skoraj dosegli proizvodne cilje in pospešujejo nadaljnjo uvedbo zmogljivosti, s čimer si prizadevajo za več kot 20 GW nominalne zmogljivosti v letu. Čeprav sta JA Solar in Canadian Solar v drugem četrtletju leta 2023 z nekoliko zamudo pri svojih začetnih naložbah v proizvodne zmogljivosti, hitro dohitevata in sta na dobri poti, da letos dosežeta več kot 30 GW.
Trenutno je iskanje TOPCon postalo optimalna izbira za glavne proizvajalce fotovoltaičnih baterij in integriranih proizvajalcev. Ker pa podjetja pospešujejo realizacijo svojih zmogljivosti, so se nekatera srečala s težavami s stopnjami donosa, učinkovitostjo in stroški, zaradi česar dejanski operativni napredek znatno zaostaja za pričakovanji. Na splošno so vodilni proizvajalci, kot sta Jinko in Junda, dosegli hitrejši napredek pri naložbah v zmogljivosti, kot je bilo pričakovano, in vodijo v industriji za 6-9 mesecev. Zaradi njihove učinkovitosti in stroškovnih prednosti se njihovi neto dobički gibljejo med 0.06–0.07 RMB/W, kar presega dobičke proizvajalcev druge in tretje stopnje za približno 0.03–0.04 RMB/W.
Glede na to, da je tehnologija TOPCon še vedno v začetni fazi industrializacije, se pričakuje, da bo dosegla zrelost v 1-2 letih, v tem času bodo vodilna podjetja verjetno uživala prednost prvega koraka pri dobičku in pošiljkah. Z nenehnimi nadgradnjami učinkovitosti tehnologije TOPCon lahko ta vodilna prednost dolgoročno ostane.
(2) HJT
Kar zadeva HJT, je po podatkih Solarzooma kumulativna proizvodna zmogljivost baterij HJT do konca leta 11 presegla 2022 GW. Preboji pri zmanjševanju stroškov za HJT so v prvi vrsti odvisni od uvedbe tehnologije posrebrenega bakra 0BB+ v drugi polovici tega leta, zato so predhodno objavljeni širitveni načrti večinoma osredotočeni na nekaj vodilnih podjetij v panogi. Na podlagi napovedanih širitvenih načrtov je predvideno, da bi nazivna zmogljivost HJT v celotni industriji leta 60 lahko dosegla 2023 GW in leta 102 narasla na 2024 GW. Večina podjetij, ki se odločijo za pot HJT, je novih udeležencev, medtem ko je tradicionalna vodilna baterija/modul proizvajalci se osredotočajo predvsem na tehnološke raziskave in razvoj majhnega obsega.
Z vidika udeležencev na trgu je koncentracija proizvodne zmogljivosti baterij HJT relativno visoka, s CR5 nad 60 %. Med njimi imata Huasheng New Energy in East Solar cilj doseči ciljne proizvodne zmogljivosti okoli 20 GW v letih 2023–2024, medtem ko so druga podjetja zastavila svoje cilje na več ravneh GW. Huasheng New Energy se je pojavil kot temni konj na področju baterij HJT, saj je v kratkem času dokončal gradnjo 500 MW HJT masovne proizvodne zmogljivosti in izboljšal učinkovitost, vzpostavil vpliv v industriji, vodil tehnološko preobrazbo ter pospešil zmanjšanje stroškov in odpravljanje napak v procesih.
Trenutno je tehnološka pot TOPCon prevzela vodilno vlogo zaradi svoje stroškovne prednosti, kar je spodbudilo vodilne proizvajalce komponent kristalnega silicija, da se osredotočijo na razširitev proizvodne zmogljivosti TOPCon v obsegu deset GW. Kljub temu je več podjetij sinhroniziralo načrte za majhne pilotne proge HJT na ravni GW in skrbno spremljalo pot HJT. Menimo, da to vodita dva dejavnika: prvič, natančno sledenje proizvodnemu potencialu in obrobnim spremembam poti zmanjševanja stroškov, ki povečujejo učinkovitost, kot sta posrebreni baker 0BB+ in galvanizacija bakra; drugič, priprava na srednje- do dolgoročno kombinacijo HJT in perovskita za poganjanje fotovoltaične tehnologije na naslednjo platformo.
(3) razširitev XBC
Z družbama Longi Green Energy in Aiko Solar, ki nenehno povečujeta proizvodno zmogljivost BC, in čedalje več izkušnjami v obsežni množični proizvodnji, se pričakuje, da bo do konca leta 2023 skupna zmogljivost industrije za baterije XBC dosegla skoraj 60 GW, kar je znatno povečanje od 11 GW ob koncu leta 2022. Zmogljivost HPBC podjetja Longi in zmogljivost Aiko ABC bosta predstavljali približno polovico tega.
Trenutno imajo podjetja, kot so Jinko, JA Solar, Tongwei in First Solar, ki se osredotočajo predvsem na tehnologijo TOPCon, v rezervi tudi pilotne linije BC. Druga podjetja, vključena v XBC, so Trina, Junda (Jietai), Jinshi, Rituo Photovoltaic, Hengdian Dongci, Zhonglai in Zhengtaixin Energy, ki so vsa vložila različne stopnje. Od postavitve različnih proizvajalcev se pričakuje, da bo BC kot združljiva tehnologija pritegnila stalne naložbe v vire v celotni industriji.
B. Pogled na tehnološke trende fotovoltaičnih celic
Poti nadgradnje za tehnologijo baterij tipa N
V primeru baterij TOPCon je trenutna učinkovitost množične proizvodnje okoli 25.3 %, kar je še vedno nekoliko oddaljeno od potencialne meje učinkovitosti. Prihodnje izboljšave učinkovitosti za baterije TOPCon lahko sledijo trem glavnim potem: (1) Povečanje strukture SE na sprednji strani: struktura SE se že pogosto uporablja v baterijah PERC, nova domača proizvodna zmogljivost TOPCon, uvedena v drugi polovici leta 2023, pa je naj bi vključeval strukturo SE. Do konca leta lahko vključitev te strukture poveča učinkovitost baterije na več kot 25.7 %; (2) Uporaba laserskega sintranja za optimizacijo mrežne strukture akumulatorja: V fazi metalizacije lahko obdelava kovinske paste na sprednji strani silicijeve rezine s postopkom laserskega sintranja izboljša ohmični stik med pasto in silicijevo rezino, kar izboljša stik odpornost in potencialno doseganje povečanja učinkovitosti baterije za približno 0.2 %. Trenutno različni proizvajalci laserjev (kot so Dier Laser, Haimuxing, Dazhong Laser, Delong Laser itd.) sodelujejo s proizvajalci paste in proizvajalci baterij (kot so Jinko Solar, Jietai Technology, Zhonglai itd.) za povezane postavitve proizvodnih linij; (3) Dvostranske pasivizirane kontaktne strukture: V primerjavi s trenutnimi enostransko pasiviziranimi kontaktnimi baterijskimi strukturami z mejo učinkovitosti le 27.1 % lahko teoretična učinkovitost dvostranskega polikristalnega TOPCon doseže 28.7 %, pri čemer naj bi učinkovitost množične proizvodnje presegla 26 %. Proizvajalci aktivno izvajajo raziskave in razvoj, kar je pomembna usmeritev za prihodnje izboljšanje učinkovitosti TOPCon in zmanjšanje stroškov. Pričakuje se, da bodo proizvodne linije za bifacialne pasivirane kontakte vodilnih proizvajalcev začele izvajati leta 2024, po letu 2025 pa bodo postopoma vstopale v proizvodnjo večjega obsega.
Ključni prihodnji dogodki za baterije HJT vključujejo uvedbo posrebrenega bakra 0BB+, industrializacijo materialov z nižjo vsebnostjo indija in tehnologijo galvanizacije bakra. S postopno uvedbo sheme posrebrenega bakra 0BB+ v masovno proizvodnjo pozneje v tem letu je galvanizacija z bakrom postala naslednja pomembna pot za izboljšanje učinkovitosti, ki jo raziskuje industrija. Glede na to, da fotonapetostno srebro predstavlja približno 30 % industrijskega srebra, ko povpraševanje v industriji napreduje proti ravni TW, lahko nihanja cen srebra povzročijo večji vpliv na nesilicijeve stroške fotonapetostnih baterij. Galvanizacija bakra se ujema s trendom zmanjšanja uporabe srebra v industriji in zagotavlja rešitve za naraščajoče stroške srebra v dobi TW. Na podlagi trenutnega napredka in naročil proizvajalcev se pričakuje, da bodo v drugi polovici leta 3 vzpostavljene 4-2023 pilotne linije za galvanizacijo bakra, ki se bodo osredotočale na proizvodnjo in odpravljanje napak v podjetjih, kot so State Power Investment, Tongwei in Haiyuan Composite.
Pri baterijah BC je jedro tehnološkega razvoja v tem, kako obvladovati znatno povečanje kompleksnosti procesa in zahtev glede natančnosti, pri čemer stopnje donosa in optimizacija stroškov neposredno vplivajo na ritem skaliranja in dobičkonosnost tehnološke poti XBC. Trenutno imajo metode, kot sta sitotisk in lasersko jedkanje, svoje prednosti in slabosti v zvezi z natančnostjo, učinkovitostjo proizvodnje in poškodbami silicijevih rezin, zaradi česar podjetja iščejo ravnotežje s sprejetjem različnih procesnih poti. Poleg Longi Green Energy in Aiko Solar, ki sta že dosegli množično proizvodnjo, se pričakuje, da bo pot BC v prihodnosti postala smer nadgradnje za baterijske tehnologije TOPCon in HJT.
Obeti za tehnologijo tandemskih celic Perovskit-Silicij
Zmanjšanje stroškov in izboljšanje učinkovitosti sta bili vedno stalni smeri nadgradnje tehnologije sončnih celic. Tehnologija sončnih celic iz kristalnega silicija prve generacije ohranja rekord učinkovitosti množične proizvodnje v industriji in je trenutno glavna tehnologija, vendar se prostor za izboljšanje učinkovitosti in znižanje stroškov postopoma zmanjšuje. Tehnologija anorganskih tankoslojnih sončnih celic druge generacije se ponaša s pomembnimi teoretičnimi prednostmi (glede učinkovitosti in stroškov), operativno pa se sooča z izzivi, kot sta nizka toleranca za napake in omejena razpoložljivost materiala, kar omejuje njeno zmogljivost množične proizvodnje. Tehnologija sončnih celic perovskite tretje generacije nima samo višje teoretične učinkovitosti in stroškovnih prednosti, ampak je tudi bolj izvedljiva za praktično uporabo. Pričakuje se, da bo postal izvedljiva alternativa, ko celice kristalnega silicija dosežejo svoje meje zmogljivosti. Kombinacija tehnologije perovskitnih baterij s kristalnim silicijem za oblikovanje tandemskih celic perovskit-silicij obeta nadaljnje prebijanje meja učinkovitosti baterij z enim stikom, kar pritegne veliko pozornost industrije.
Perovskitni materiali se nanašajo na spojine z zelo simetrično kubično strukturo in jih je mogoče predstaviti s kemijsko formulo ABX3. Perovskitni materiali ABX3, ki se uporabljajo v fotovoltaiki, so v celoti sestavljeni iz elementov, ki jih običajno najdemo v naravi, zaradi česar njihova obsežna proizvodnja ni omejena z razpoložljivostjo surovin. Perovskitni materiali imajo edinstvene polprevodniške lastnosti, ki omogočajo večjo teoretično učinkovitost pretvorbe (z mejo do 33 %) in nižje teoretične proizvodne stroške (visoka toleranca na napake zmanjša stroške čiščenja materiala, odlični koeficienti absorpcije svetlobe pa zmanjšajo porabo materiala). Med letoma 2009 in 2019 je tehnologija perovskita dosegla preboj v laboratorijski učinkovitosti pretvorbe, ki presega 25 % v samo desetih letih, podvig, za katerega so sončne celice iz kristalnega silicija potrebovale več kot šestdeset let; trenutno je najvišja učinkovitost pretvorbe z enim spojem dosegla 25.7 %, učinkovitost perovskit-silicijevih tandemskih celic pa je presegla 31.3 %.
Perovskit-silicijeve tandemske celice združujejo perovskitne in kristalne silicijeve polprevodniške materiale, razporejene po širini pasovne vrzeli od majhnih do velikih in po spektralnih pasovih od dolgih do kratkih, kar omogoča uporabo najkrajših valovnih dolžin s strani najbolj zunanjega širokopasovnega materiala in prehod daljših valovnih dolžin. skozi, da jih uporabi material z ožjo pasovno vrzeljo. Ta konfiguracija zmanjšuje izgube energije zaradi toplotne sprostitve nosilca v baterijah z enim spojem in širi izkoristek sončnega spektra, s ciljem teoretične meje učinkovitosti pretvorbe, ki presega 46 %.
Teoretične omejitve učinkovitosti in nizkocenovni potencial tehnologije perovskita so bili splošno priznani v industriji. Vendar pa ob postopnem vstopu v masovno proizvodnjo ostajata dva glavna izziva: prvič, izkoriščenost zmogljivosti in izkoristek izdelka v obsežni proizvodnji; drugič, stabilnost delovanja perovskitnih komponent. S kratkoročnega vidika je malo verjetno, da bo perovskitna tehnologija izpodrinila obstoječe celice kristalnega silicija. Vendar pa bi dejavno sprejemanje industrije zrelega kristalnega silicija in razvoj tandemskih celic perovskit-silicij lahko povečalo učinkovitost celic kristalnega silicija, kar bi lahko postalo izvedljiva pot za industrializacijo tehnologije perovskita.
Trenutno je v praktičnih aplikacijah tandemskih celic najbolj implementiran tandem perovskit-HJT, predvsem zaradi kratkih postopkov priprave HJT, preprostih modifikacij in njegovih tehnik nanašanja tankega filma, ki se lahko ujemajo s perovskitnimi celicami. Poleg tega imajo celice HJT zgornjo mejo visoke učinkovitosti. Glavni izziv, s katerim se soočajo tandemske celice perovskit-silicij, je v tem, kako nanesti filme na teksturirane piramidne strukture heterojunkcijskih površin (običajno na ravno prevodno steklo). Metode mokrega nanašanja še niso dosegle visoko učinkovitega nanašanja, zaradi česar je vakuumsko nanašanje prednostna izbira na tem področju.
Pospeševanje industrializacije nove tehnologije pogosto zahteva sodelovanje podjetij v različnih segmentih industrije, industrije opreme in končnih uporabnikov. Predvsem sodelovanje udeležencev s poti tehnologije kristalnega silicija pri naložbah v perovskite dodatno poudarja potencial novih tehnologij. Pred kratkim so integrirani proizvajalci kristalnega silicija začeli pospeševati pilotne linije na ravni MW za tandemske celice perovskit-silicij, s čimer so obljubili pospešitev procesa industrializacije tehnologije perovskita.
IV. Tržna pokrajina
A. Industrijski vpliv tehnološke ponovitve
Glede na vpliv cikla zamenjave baterij PERC na industrijo se je predvsem pokazal v dveh vidikih: prvič, podjetja, ki se osredotočajo na industrializacijo PERC, so dosegla znatne presežne donose; drugič, stroškovno ugodnejša podjetja so bila bolje motivirana za pospešitev širitve sredi celotne tehnološke preobrazbe industrije, kar je vplivalo na razvoj dinamike industrije. Če vzamemo za primer Tongwei Co., je podjetje od leta 2016 naprej začelo delati preboje v tehnologiji baterij PERC in nato hitro razširilo zmogljivost v skladu s trendi v industriji. Do konca leta 2018 sta bili zaporedno zagnani druga in tretja faza projekta Chengdu ter druga faza projekta Hefei, kar je utrdilo vodilni položaj podjetja v segmentu baterij.
Medtem ko širi zmogljivosti, je podjetje nenehno optimiziralo procese in natančno prilagajalo upravljanje, da bi zmanjšalo proizvodne stroške in poželo presežne dobičke med zgodnjim prodorom baterij PERC. V letu 2019 je bruto marža podjetja na področju baterij dosegla 20.33 %, kar je vodilno v industriji.
V primerjavi s prejšnjim ciklom iteracije baterij PERC ima ta krog tehnoloških ciklov nekaj razlik: prvič, fotovoltaična industrija je še bolj dozorela, pri čemer glavna širitev zmogljivosti v segmentu baterij ne vključuje le specializiranih proizvajalcev baterij, ampak tudi integrirana podjetja komponent, kot številna medpanožna podjetja, ki poskušajo izkoristiti tehnologijo baterij tipa N za vstop v fotovoltaično industrijo; drugič, tehnološka pot tipa N je raznolika. Medtem ko je zamenjava tipa P s tipom N gotovost, prihodnji razvoj različnih tehnoloških poti tipa N in končna tržna struktura ostajata nedoločena.
B. Tržna struktura
Po statističnih podatkih CPIA so bile pred letom 2022 nove proizvodne linije baterij pretežno linije PERC. Od druge polovice leta 2022 se je začelo sproščati nekaj zmogljivosti baterije tipa N. Kar zadeva pošiljke, je skupna proizvodnja baterij iz kristalnega silicija na Kitajskem leta 318 dosegla približno 2022 GW, kar je medletno povečanje za 60.7 %, pri čemer je prvih pet podjetij predstavljalo približno 56.3 % proizvodnje. Med 17 podjetji s proizvodnjo, ki presega 5 GW, so specializirani proizvajalci baterij, kot so Tongwei, Aiko in Junda (Jietai), ter proizvajalci integriranih komponent, kot so Longi Green Energy, Jinko Solar, JA Solar in Trina Solar.
S tehnološkega vidika je bil tržni delež baterij PERC leta 2022 okoli 88 %, medtem ko je skupni tržni delež baterij tipa N dosegel približno 9.1 %. Med njimi so baterije TOPCon predstavljale približno 8.3 %, baterije HJT približno 0.6 % in baterije BC okoli 0.2 %. Zaradi povpraševanja po stroškovno učinkovitih izdelkih BSF na nekaterih čezmorskih trgih (kot sta Indija in Brazilija) in omejenih domačih tržnih niš (kot so sončne ulične luči) je bil tržni delež baterij BSF leta 2.5 približno 2022 %.
Glede na dobavo in uvedbo zmogljivosti baterij tipa N leta 2023 ocenjujemo, da bi lahko skupna dobava baterij tipa N dosegla približno 140 GW. Na podlagi ocen svetovne pošiljke baterij 477 GW bi lahko tržni delež baterij tipa N dosegel približno 30 %. Do leta 2024 naj bi tržni delež baterij tipa N presegel 50 %.
V zvezi s postavitvijo zmogljivosti podjetja in statusom množične proizvodnje je treba opozoriti, da so vodilni proizvajalci baterij in proizvajalci integriranih komponent v bistvu vključeni v pot TOPCon, medtem ko poti HJT in BC ostajata razmeroma nišni. Zmogljivost za pot HJT prispevata predvsem fotovoltaični temni konj Huasheng New Energy in proizvajalec integriranih komponent East Solar, medtem ko zmogljivosti poti BC še vedno prevladujeta vodilni proizvajalec baterij Aiko in vodilni proizvajalec komponent Longi Green Energy. Pričakuje se, da bodo vodilna podjetja od leta 2023 do 2024, ko bo tehnologija baterij tipa N postopoma postala običajna, ohranila svoje prednosti v meritvah uspešnosti in stroškovni uspešnosti, kar bo imelo za posledico trajno koncentracijo industrije.