Fotovoltaik endüstrisi hakkında ayrıntılı rapor: 2020, N-tipinin ilk yılı ve burada yeni bir teknolojik devrim turu başlıyor
Raporu almak için lütfen www.vzkoo.com adresini ziyaret edin.
1. P-tipinden N-tipine sıçramanın bir sonraki fotovoltaik teknoloji devrimini başlatması bekleniyor
1.1 puan yılı, parite ile tanış
Küresel fotovoltaik maliyet büyük ölçüde düşürüldü ve fotovoltaik enerji üretiminin rekabet gücü öne çıktı. Fotovoltaik modüllerin ve BOS maliyetlerinde önemli bir düşüş yaşadıktan sonra, fotovoltaik kilovat-saatlerin maliyeti dünyanın bazı bölgelerinde uygun hale geldi. Bileşenlerin fiyatının düşürülmesi, stokta kilitli elektrik fiyatları olan projelerin ekonomisini artıracak ve sahiplerin elektrik tesis etme istekliliğini artıracaktır. Lazard'ın kilovat saat başına maliyet analizine göre, 2019'da kilovat saat başına küresel PV maliyeti 40 ABD Doları / MWH'ye düştü.
Yurtiçi sübvansiyonlar kademeli olarak azaldı ve sektördeki büyüme kademeli olarak politika bağımlılığına veda etti. Ulusal Enerji İdaresi tarafından yayınlanan 2020 Yılında Rüzgar Enerjisi ve Fotovoltaik Enerji Üretimi Projeleri ile İlgili Konulara İlişkin Ulusal Enerji İdaresi Bildirisine (Görüş için Taslak) göre, 2020'de yeni fotovoltaik enerji üretim projeleri için toplam sübvansiyon bütçesi 2019'a göre% 50 düşüşle 1.5 milyar yuan'dır. Sübvansiyonlu ihale projeleri için toplam sübvansiyon miktarı (merkezi fotovoltaik enerji santralleri ve endüstriyel ve ticari dağıtılmış fotovoltaik projeler dahil) 1 milyar yuan'dır. 2021 yılında yerli fotovoltaik endüstrisinin sübvansiyonlara veda etmesi, fosil enerji devrimi döngüsünün ilk adımını tamamlaması ve parite çağına girmesi bekleniyor.
1.2 Teknolojik devrim, fotovoltaik maliyeti düşürür ve P-tipinden N-tipine sıçramanın bir sonraki fotovoltaik teknoloji devrimini başlatması bekleniyor.
Teknolojik yenilik, fotovoltaik endüstrisini maliyetleri düşürmeye ve verimliliği artırmaya yönlendirerek bir endüstri lideri yaratır. 2009'dan 2011'e kadar geliştirilmiş Siemens yönteminin devreye girmesiyle polisilikon malzemelerin üretim maliyeti büyük ölçüde azaldı ve GCL-Poly, kendi teknolojik avantajları ile sektör lideri oldu. LONGi, 2013'ten 2017'ye kadar, monokristal silikon plakalarda elmas tel kesme teknolojisinin kullanımında lider oldu.Monokristal silikon plakaların maliyeti büyük ölçüde azaldı ve pil tarafındaki sonraki monokristal silikon plakaların dönüşüm verimliliği avantajı kademeli olarak yansıtıldı. 2018'den bu yana, PERC hücre teknolojisinin piyasaya sürülmesiyle, monokristal silikon plaka dönüştürme verimliliğinin avantajları daha belirgin hale geldi.Hücre üreticileri aktif olarak monokristalli PERC üretim hatlarına geçtiler ve monokristalin, polikristalin değişimini kademeli olarak tamamladı.
Yüksek dönüşüm verimliliğinin, elektrik maliyetini düşürmeye ve imalat endüstrisinin temel rekabet gücünü artırmaya devam etmesi bekleniyor. Fotovoltaik enerji üretiminin nihai hedefi, şebekede eşitlik sağlamaktır ve endüstri maliyetini düşürmenin tek yolu budur. Maliyet avantajının ana kaynakları şunları içerir:
1) Ekipman veya yardımcı malzemeler, enerji ve diğer ekipmanların fiyat avantajı : Temelde ekipmanın yerinin belirlenmesi sürecine, üreticilerin yer seçimine ve sanayileşme sürecindeki deneyim birikimine ve çökelmesine bağlıdır;
2) Ölçeklendirme aracının sağladığı maliyet avantajı : Esas olarak, üretim kapasitesinin düzenli bir şekilde genişletilmesi ve kapasite kullanım oranının istikrarı nedeniyle;
3) Fotoelektrik dönüşüm verimliliğini artırmak için teknolojik yeniliklerin getirdiği watt başına maliyetin azaltılması : Temelde yeni teknolojilerin ve sanayileşmiş üretimin araştırma ve geliştirilmesinden yararlanıldı, yardımcı malzeme miktarını azaltırken verimliliği artırdı.
onların arasında Dönüştürmek Verimliliğin iyileştirilmesi, üretim maliyetini düşürmenin ve aynı zamanda temel rekabet gücünün özüdür.
N-tipi silikon levhaların daha yüksek bir azınlık taşıyıcı ömrü ve daha düşük ışık bozunma oranı vardır ve bir sonraki teknoloji yönü olarak P-tipinin yerini alması beklenmektedir. P-tipi tek kristal silikon ile karşılaştırıldığında, N-tipi tek kristal silikon esas olarak tek kristal silikonda fosfor ile takviye edilir.N-tipi malzemelerdeki safsızlıkların azınlık taşıyıcı delikleri yakalama kabiliyeti, P-tipi malzemelerdeki safsızlıklardan daha düşüktür. Aynı dirence sahip bir N-tipi silikon gofretin azınlık taşıyıcı ömrü, bir P-tipi silikon gofretinkinden 1 ila 2 kat daha yüksektir ve milisaniye seviyesine ulaşır. N-tipi silikon gofretler fosfor katkılı olduğundan, fosfor ve silikonun uyumu zayıftır ve çubuk çekildiğinde fosfor dağılımı dengesizdir.N-tipi silikon gofretlerin üretim süreci P-tipi silikon gofretlere göre daha zordur. N-tipi monokristal silikon levhalar ile üretilen N-tipi güneş pili modülleri, güç üretimi dönüşüm verimliliği ve geç zayıflama açısından P-tipi güneş modüllerinden üstündür.
N-tipi silikon levhalara dayanarak, bir dizi N-tipi hücrenin gelişmesi ve fotovoltaik hücre hazırlama işleminin yarı iletkenlere yükseltilmesi beklenmektedir. . Teknik rotanın gelişimi açısından, P-tipi güneş pilinin dönüşüm verimliliğinin iyileştirilmesindeki darboğaz nedeniyle, P-tipi güneş pilini N-tipi güneş piline dönüştürmek zorunludur. Mevcut N tipi hücre teknolojisi temel olarak dört ana teknik yönü içerir: N-Pert, TopCon, heterojunction ve IBC. Fotovoltaik güç üretimi, fotovoltaik temeline dayanır ve mekanizması yarı iletkenlere benzer.Pil hazırlama teknolojisinin yükseltilmesiyle, fotovoltaik hücre teknolojisi kademeli olarak yarı iletken teknolojisine yükseltilir.
Polikristalinin tek kristal ile değiştirilmesi, fotovoltaik şebeke parite sürecinin tamamlanmasını teşvik etti ve P-tipinden N-tipine geçiş, bir sonraki fotovoltaik teknoloji devrimini başlattı. Tarihsel bir bakış açısına göre, monokristal silikon gofretlerin polikristal silikon gofretlerin yerini alan genel eğilimi sayesinde, monokristal silikon gofret üreticilerinin son birkaç yıldaki üretim kapasitesi ve satış büyümesi, sektördeki yeni kurulu kapasitenin büyümesinden çok daha yüksek olmuştur. Mevcut üretim kapasitesi düzeninden yola çıkarak, monokristalli ürünlerin penetrasyon hızı kısa sürede bir darboğaza ulaşabilir ve monokristal silikon levhaların penetrasyon oranındaki müteakip artışın getirdiği fazla gelir azalabilir. Bununla birlikte, N-tipi silikon gofret teknolojisi rotasının kademeli olarak onaylanmasıyla, N-tipi ürünlerin penetrasyon oranındaki artış, bir sonraki yeni fazla getiri turunu getirebilir. Aktif olarak N-tipi silikon gofretleri yerleştirin ve mevcut silikon gofret üreticilerinin en büyük önceliği olan N-tipi silikon gofretlerin maliyet düşürme ve verimlilik artışını gerçekleştirin.
2. TopCon: Teknoloji nispeten olgunlaşmıştır ve stok kapasitesinin ömrünü uzatmak için mevcut üretim hattında yükseltilebilir
TopCon pil: N-tipi silikon substrata dayalı olarak, ön yüzey lamine bir film pasifleştirme sürecini benimser ve arka yüzey, her iki tarafta da elektrik üretebilen ultra ince silikon oksit ve katkılı polisilikon bazlı bir tünel oksit pasivasyon temas yapısı kullanır. Ultra ince silikon oksit ve katkılı polisilikon tünel oksit tabakası pasivasyon temas yapısının uygulanması sayesinde, ikisi, N-tipi hücrelerin VOC ve dönüşüm verimliliğini büyük ölçüde artırabilen bir temas pasivasyon yapısı oluşturur.
Ayrıca "TopCon Teknolojisine Giriş ve N-tipi Monokristal Çift Taraflı TopCon'un Endüstriyel Gelişimi" ne göre TopCon güneş pilleri aşağıdaki teknik özelliklere sahiptir:
1) İyon implantasyonu katkılı polisilikon pasivasyon teknolojisi
İyon implantasyonu yoluyla doping, doping atomlarının dozunu ve amorf silikondaki dağılımı kontrol edebilir, geleneksel difüzyon ve katkılamanın uzun süreli yüksek sıcaklık işlemiyle tünel oksit tabakasına zarar gelmesini ve silikon gofretin ömrünü önler;
2) Düşük voltajlı bor genleşmeli seçici doping teknolojisi
Bor kaynağı, fırın borusunda ve silikon gofret yüzeyinde daha eşit bir şekilde dağıtılır ve difüzyon sonrası direnç daha iyidir. Ek olarak, biriktirme süresi kısadır, bu da işlem süresini 90 dakikanın altına indirebilir ve yüksek sıcaklığın neden olduğu silikon gofretlerin ömrüne verdiği zararı önemli ölçüde azaltabilir;
3) Kimyasal aşındırma geri temizleme teknolojisi
Tamponlu kimyasal aşındırma sistemi benimsenir ve reaksiyon hızı hassas bir şekilde kontrol edilebilir Aynı zamanda, kimyasal aşındırma çözeltisi, yoğun şekilde katkılı ve hafif katkılı bölgelerdeki kare direnç gradyanını etkin bir şekilde koruyabilen diferansiyel bir dağlama fonksiyonuna sahiptir;
4) Heterojen film pasifleştirme ve yansıma önleyici teknoloji
Pilin ön yüzeyindeki yansıma önleyici film, çok katmanlı bir dielektrik filmden oluşan heterojen bir film kullanır Heterojen film, geleneksel SiO2 / SiNx lamine filmden daha iyi yansıma önleyici performans ve pasivasyon performansına sahiptir. Heterojen film, pilin ön yüzeyinin yansıtıcılığını ~% 1'e düşürebilir ve SiO2 / SiNx laminat filmin yansıtıcılığı ~% 3'tür.Heterojen film teknolojisi, pilin mevcut kaybını azaltabilir; ayrıca pasifleştirme için heterojen film teknolojisinin kullanılması N-tipi silikon gofretin etkili azınlık taşıyıcı ömrü ~ 7 ms'ye ulaşabilirken, SiO2 / SiNx laminat film tarafından pasifleştirilen aynı dirençli n-tipi silikon gofretin etkin azınlık taşıyıcı ömrü ~ 0,7 ms'dir.Heterojen film teknolojisi, pili önemli ölçüde azaltabilir Yüzeyde bileşik kaybı.
5) Düşük hasarlı metalizasyon temas teknolojisi
Optimize edilmiş metal macun sistemi, metalin polisilikon tabakaya verdiği zararı azaltır ve polisilikon pasivasyon yapısının avantajlarını en üst düzeye çıkarır; metal macun ile polisilikon arayüz arasındaki akım iletim mekanizmasını iyileştirir ve temas direncini azaltır; optimize edilmiş sinterleme eğrisi, dolgu faktörünü (FF ) Pilin açık devre voltajını (Voc) en üst düzeye çıkarırken; çift katmanlı bir metal elektrot yapısı kullanarak, alt katman, metal-yarı iletken kompoziti etkili bir şekilde azaltırken temas direncini sağlamak için bir nokta temaslı yanma macunu kullanır ve üst macun, doğrusal olmayan Yanma macunu mükemmel hat direnci sağlar.
2.1 Nihai dönüşüm verimliliği% 28,7'ye ulaştı ve seri üretim dönüşüm verimliliği% 23'ü aştı
TopCon bataryasının teorik limit verimliliği, heterojonksiyon ve PERC'den daha yüksek olan% 28,7'dir. ISFH'nin araştırma sonuçları, güneş pillerinin teorik verimliliğinin taşıyıcı seçiciliği kavramına göre analiz edildiğini ve TopCon gibi pasif kontak hücre yapısının benimsendiğini göstermektedir.Bu tür bir hücrenin nihai verimliliği, heterojonksiyondan daha yüksek olan% 28,2 ~% 28,7'dir. (% 27.5) ve perc (% 24.5), kristal silikon güneş pillerinin sınır verimine çok yakın,% 29.43.
İmalat endüstrisi aktif olarak yayılıyor ve seri üretimin dönüşüm verimliliği% 23'ü aşıyor. Denizaşırı bir bakış açısıyla, hem LG hem de REC, TopCon teknolojisinde seri üretim kapasitesine sahiptir. Yurtiçinde, Zhonglai, maksimum% 23.4'lük bir seri üretim verimliliği ile 2.4GW pil üretim kapasitesine ulaştı. 2019 ortalarında, Trina Solar'ın N-tipi i-TopCon güneş pili laboratuarı dönüşüm verimliliği% 24,58'e ulaştı ve seri üretim ortalama dönüşüm verimliliği% 23 oldu. Trina Solar, seri üretimi gerçekleştiren N-tipi i-TOPCon çift taraflı çift cam yüksek verimli modülü 2019'da piyasaya sürdü.
2.2 Üretim hattı, yüzdelik üretim hattında yükseltilebilir ve ekipman yatırımı hızla azalıyor
Bazı üretim ekipmanları mevcut perc + se üretim hattı ile uyumludur ve mevcut üretim hattı TopCon üretim kapasitesine yükseltilebilir. TopCon üretim süreci, silikon gofret tekstüre temizleme, difüzyon bağlama, ıslak aşındırma, tünel bağlantı hazırlığı, iyon implantasyonu, tavlama ve ıslak kimyasal temizleme, alüminyum oksit ALD biriktirme, silikon nitrür filmin PECVD biriktirilmesi, olmak üzere 9 aşamaya ayrılmıştır. Serigrafi ve diğer işlemler. Ekipmanın çoğu perc + se üretim hattı ile paylaşılabilir, yalnızca bor difüzyonu, LPCVD biriktirme (tünel bağlantı hazırlama bağlantısı), iyon implantasyonu (veya difüzyon ekipmanı) ve sargı çözme kaplama temizleme bağlantı ekipmanı yükseltilebilir. . Şu anda, önde gelen üreticilerin perc üretim hatları, üretim hatlarının dönüştürülmesi ve yükseltilmesi için yararlı olan belirli miktarda ekipman alanı bırakmıştır.
Ekipmanların yerelleştirilmesi hızlandı ve üretim kapasitesine yapılan yatırım miktarı hızla düştü. Son yıllarda TopCon ekipmanlarının yerelleştirilmesinin hızlanmasıyla, yerli üreticiler art arda LPCVD gibi temel ekipmanların yerelleştirilmesini tamamladı. 1GW'lık TopCon üretim kapasitesinin yatırım maliyeti, orijinal 500-600 milyon yuan'dan şu anda yaklaşık 200-250 milyon yuan / GW'ye düştü. Mevcut yüzde üretim hattı ekipmanı yatırım maliyeti (180-200 milyon yuan / GW) ile karşılaştırıldığında, maliyet farkı büyük ölçüde azaldı . Ekipman yatırımındaki keskin düşüşün, TopCon teknolojisinin hızlı gelişimini desteklemesi bekleniyor.
3. Heterojunction: Teknoloji yavaş yavaş olgunlaşır ve lider etkin bir şekilde
Heterojunction (intrinsik ince film heterojunction, aynı zamanda HJT / SHJ olarak da bilinir), Substrat olarak genellikle n-tipi kristalin silikon kullanılır ve çift taraflı simetrik bir yapıya sahip yayıcı olarak geniş bant aralıklı amorf silikon kullanılır. Pilin ön yüzeyinde delikler, bir delik taşıma katmanı oluşturmak için yüksek katkılı p-tipi amorf silikondan geçer; pilin arkasındaki elektronlar, bir elektron taşıma katmanı oluşturmak için yüksek oranda katkılı n-tipi amorf silikondan geçer. Işıkla üretilen taşıyıcılar, emici malzemede üretilir ve ikisinin ayrılmasını sağlamak için yalnızca pilin bir yüzeyinden dışarı akabilir.
Heterojonksiyon pilin benzersiz katkısız (içsel) hidrojene amorf silikon ince katmanlı heterojonksiyon yapısı, Silikon gofret yüzeyindeki pasivasyon etkisini iyileştirin, yüzey rekombinasyon kaybını azaltın, Geliştirilmiş pil verimliliği.
PERC ile karşılaştırıldığında, heterojonksiyon pil teknolojisinin bariz avantajları vardır. PERC ile karşılaştırıldığında, heterojonksiyon hücre modülleri esas olarak N-tipi silikon waferlar kullanır ve ince silikon wafer kullanımına izin verir.Aynı zamanda, zeminden yansıyan ışık pilin arkasında elektrik üretmek için kullanılabilir, bu da güç üretimini artırır. N-tipi heterojonksiyon hücrelerin ışığın neden olduğu zayıflama etkisi ilk yılda% 1.5'tir ve her on yılda bir% 5 azalır, bu da perk hücrelerden daha iyidir. Ek olarak, heterojonksiyon pilin sıcaklık kararlılığı iyidir ve sıcaklık katsayısı yalnızca% -0.25 / ° C'dir.Dış mekanda yüksek sıcaklık koşullarında çalışırken bile, yine de iyi çıkış özellikleri gösterebilir; çift taraflı oran açısından, heterojonksiyon pil Hücrenin çift taraflı oranı% 90'dan fazla olabilir, bu da PERC hücresinden daha iyidir.
1. Yüksek dönüşüm verimliliği
NREL tarafından 6 Kasım 2019'da yayınlanan en iyi laboratuvar pil verimliliği tablosuna göre Japonya Kaneka, heterojonksiyon hücrelerin fotoelektrik dönüşüm oranını% 26,7'ye (laboratuvar) yükseltti. Mevcut kristalin silikon teknolojisi rotaları arasında dönüşüm verimliliğinde lider teknolojidir. Yüksek laboratuvar dönüştürme verimliliği, heterojonksiyon pillerin geleceğinde iyileştirme için daha fazla alan sağlar.
2. Basit üretim süreci
Perc ile karşılaştırıldığında, heterojonksiyon hücrelerin üretim süreci difüzyon, dağlama ve sinterlemenin 3 adımını azaltır Çekirdek işlem, amorf silikon filmin biriktirilmesidir.PECVD'de amorf silikonun büyümesi, substratın yüzeyinde silikon içeren grupların difüzyonu ve adsorpsiyonu olarak kabul edilebilir, yüksek oluşturmak için içsel amorf silikonun birikmesi ve pasivasyonu dahil Kaliteli heterojonksiyon pasivasyon katmanı, emitör ve arka yüzey alanı oluşturmak için katkılı amorf silikon biriktirme (N-tipi), yüksek iletkenlik yük taşıma kanalları sağlamak için TCO biriktirme. Heterojonksiyonun tüm üretim süreci temel olarak dört adımı içerir: tekstüre etme, amorf silikon film biriktirme, serigrafi ve sınıflandırma.
3. Büyük maliyet azaltma alanı
P-n bağlantılarını elde etmek için geleneksel yüksek sıcaklıklı (> 900 ° C) difüzyon işlemlerinin kullanımından kaçınmak için düşük sıcaklıklı bir işlem (
