Tietämyksiä

Aurinkosähkökennojen yksityiskohtainen analyysi (keräämisen arvoinen osa) - Kolmas osa

III. Analyysi massatuotannon tilasta ja aurinkokennoteknologian tulevaisuuden suuntauksista

A. Erilaisten teknisten reittien massatuotannon tilan analyysi

1. PV-kennoteknologian massatuotannon logiikka

Aiempien analyysien perusteella N-tyypin akkujen tekniset parametrit ovat PERC-akkuja parempia, mutta niiden tuotantokustannukset ovat myös korkeammat. Aurinkosähköyhtiöiden päätös investoida uuteen teknologiaan riippuu pitkälti siitä, pystyvätkö tuotantoketjun loppupään voimalaitokset hyväksymään uuden teknologian korkeammalla hinnalla, mikä varmistaa yrityksen kannattavuuden ja mahdollisesti saavuttaa nykyistä teknologiaa paremman kannattavuuden. Jatkoketjun voimalaitosten halukkuus maksaa palkkiota uusista teknologioista johtuu ensisijaisesti näiden uusien tuotteiden paremmasta suorituskyvystä, mikä voi auttaa parantamaan investointien tuottoa (IRR). Yhteenvetona voidaan todeta, että N-tyypin akkuteknologian ylivertaiset tekniset parametrit heijastuvat korkeampina muunnostehoina ja bifacial-nopeuksina sekä alhaisempina hajoamisnopeuksina ja lämpötilakertoimina. Nämä indikaattorit voivat parantaa investointien tuottoa vähentämällä voimalaitosinvestointikustannuksia ja lisäämällä sähkön tuotantoa koko elinkaaren aikana.

Voimalaitosten investointikustannusten alentuminen viittaa ensisijaisesti uusien teknologioiden parantuneen muunnostehokkuuden, bifacial-nopeuksien ja alhaisempien lämpötilakertoimien tuomaan kokonaislähtötehoon. Tämä johtaa BOS (Balance of System) -kustannusten laimenemiseen, jotka liittyvät maa-alueisiin ja tukirakenteisiin, jotka liittyvät läheisesti pinta-alaan. Siksi voimalaitokset ovat valmiita maksamaan palkkiota uusista teknologioista, jos sisäiset tuottoprosentit eivät muutu. Asiaankuuluvien tutkimusten mukaan yksikkömoduulien tehon lisäys 30 W voi vähentää kotimaisia ​​BOS-kustannuksia noin 0.07-0.09 RMB/W. Koska ulkomaiset voimalaitosinvestoinnit aiheuttavat usein korkeampia BOS-kustannuksia, arviot viittaavat siihen, että 30 W:n lisäys yksikkömoduulien tehossa voisi laskea BOS-kustannuksia Yhdysvalloissa, Italiassa ja Australiassa vastaavasti noin 0.099, 0.045 ja 0.033 USD/W.

Sähkön kokonaistuotannon kasvu voimalaitoksen elinkaaren aikana johtuu ensisijaisesti kennojen hitaamasta hajoamisesta uudella tekniikalla, mikä lisää vuotuista sähköntuotantoa. Kun IRR pysyy vakiona, tämä mahdollistaa voimalaitoksen alkuperäisen asennetun kapasiteetin pienentämisen, mikä alentaa investointikustannuksia. Olettaen, että IRR on noin 6 %, 25 vuoden elinkaari ja vuotuinen käyttöaste 1200 tuntia sähkön hintojen ollessa 0.3-0.35 RMB/kWh, laskelmat osoittavat, että PERC-akusta päivittäminen, jonka ensimmäisen vuoden heikkeneminen on 2 %. ja 0.5 %:n lineaarinen hajoaminen N-tyypin akkuun, jonka ensimmäisen vuoden huononeminen on 1 % ja lineaarinen heikkeneminen 0.4 %, voisi johtaa noin 0.83-0.97 RMB/W kustannusten alenemiseen. Ottaen huomioon, että sähkön hinnat ovat ulkomailla korkeammat kuin Kiinassa, on teoriassa mahdollista ulkomaisten markkinoiden komponenttien saavuttaa korkeampi palkkio lisääntyneen tuotannon ansiosta.

Yhteenvetona voidaan todeta, että eri akkutekniikoiden nykyiset suorituskykymittarit ovat seuraavat: TOPCon-akut saavuttavat noin 25.3 %:n massatuotannon tehokkuuden, bifacial noin 85 %, lämpötilakertoimen -0.3 %/°C, ensimmäisen vuoden aikana. hajoaminen 1 % ja lineaarinen hajoaminen 0.5 %; HJT-akkujen massatuotannon hyötysuhde on noin 25.5 %, bifacial-nopeus on noin 90 %, lämpötilakerroin -0.24 %/°C, ensimmäisen vuoden hajoaminen 1 % ja lineaarinen hajoaminen 0.3 %; Longi Green Energyn HPBC-akkujen massatuotannon hyötysuhde on noin 25.3 %, lämpötilakerroin -0.29 %/°C, ensimmäisen vuoden hajoaminen 1.5 % ja lineaarinen hajoaminen 0.4 %; Aiko Solarin ABC-akkujen massatuotannon hyötysuhde on noin 26.5 %, lämpötilakerroin -0.24 %/°C, ensimmäisen vuoden hajoaminen 1 % ja lineaarinen hajoaminen 0.35 %. Näiden mittareiden perusteella tämänhetkiset arviot osoittavat, että TOPCon-, HJT-, HPBC- ja ABC-akkujen markkinahinnat Kiinassa ovat noin 0.2-0.24 RMB/W, 0.28-0.34 RMB/W, 0.14-0.17 RMB/W ja 0.26-0.32 RMB/W, vastaavasti. Ottaen huomioon edellä mainitut akkujen tuotantokustannukset, TOPCon- ja HJT-akkujen odotetaan saavuttavan Kiinassa jopa 0.16-0.2 RMB/W ja 0.19-0.25 RMB/W ylimääräisiä voittoja.

Puhtaasti teknisestä näkökulmasta BC-akkujen nykyiset bifacial-nopeudet ovat edelleen suhteellisen alhaiset, eivätkä ne ole merkittävästi muita akkureittejä parempi. Longi ja Aiko uskovat kuitenkin, että teknologisen kehityksen myötä BC-akkujen bifacial-arvot voivat ylittää 65-70%. Lisäksi BC-akuilla on muita etuja eri akkureitteihin verrattuna, erityisesti esteettinen vetovoima. Koska etupintaa peittäviä ruudukkoviivoja ei ole, BC-moduulit ovat suositumpia ulkomaisilla hajautetuilla markkinoilla ja voivat saada lisätuotepalkkioita. Jos takalevy ja runko on myös valmistettu mustista materiaaleista, voidaan saavuttaa täysin musta moduuli, jolla on ylivoimainen estetiikka. Longi Green Energyn palautteen mukaan heidän HPBC-tuotteensa saa yli 1 sentin/W palkkion TOPCon-tuotteisiin verrattuna.

Markkinahyväksynnän osalta tilastot osoittavat, että syyskuussa 2021 N-tyypin komponenttien ensimmäinen mukaan ottaminen kotimaisten valtionyritysten maa-asemakomponenttien tarjouskilpailuihin merkitsi merkittävää tapahtumaa, jonka kokonaistarjousskaalan odotetaan nousevan 4.55 GW:iin vuoden 2022 loppuun mennessä. , mikä on noin 4 prosenttia. Tämän vuoden huhtikuusta heinäkuuhun N-tyypin komponentteja sisältävien maa-asemaprojektien kuukausittaiset tarjouskilpailut olivat 4.7 GW, 4.5 GW, 4.4 GW ja 5.3 GW, ja N-tyypin komponenttien osuus oli noin 24 %, 26 %, 33. % ja 39 % kokonaistuotto-suhteesta. Tämä osoittaa, että loppukäyttäjät hyväksyvät N-tyypin komponentit selvästi ja jatkuvasti. Ulkomaisilla markkinoilla N-tyypin akkujen tuomat hyödyt ovat selvempiä, ja niiden osuus nousi joissakin tilauksissa 60-80 %:iin.

Hinnoittelurintamalla Infolinkin mukaan TOPCon-, HJT- ja XBC-komponenttien valtavirran myyntihinnat voivat ylittää PERC-komponenttien noin 0.1 RMB/W, 0.2 RMB/W ja 0.15-0.4 RMB/W. N-tyypin tekniikan edistyessä on mahdollista, että N-tyypin komponenttien myyntipalkkiot voivat kasvaa entisestään.

Tällä hetkellä TOPCon-akkukennojen hinta on noin 5 senttiä/W korkeampi kuin PERC-kennojen, kun taas TOPCon-moduulien ja HJT-moduulien palkkiot ovat noin 7 senttiä/W ja 26 senttiä/W PERC-moduuleista vastaavasti. Verrattuna laskettuun premium-pinta-alaamme TOPCon-tuotteiden nykyinen premium-taso on merkittävästi arvioimaamme alhaisempi ja HJT on lähes samassa tasossa lasketun alarajan kanssa. Uskomme, että PERC-tuotteiden viimeaikaiset hintojen laskut ovat johtaneet myös N-tyypin akkujen ja moduulien premium-tason laskuun, kun taas kilpailu TOPCon-tuotteista on kiristynyt, mikä on pakottanut jotkin valmistajat luopumaan voitoista vastineeksi korkeammista toimituksista. Nykyiset maksutasot ovat kuitenkin kokonaisuutena edelleen riittävät kattamaan johtavien yritysten kustannusten nousut, mikä viittaa siihen, että teknologisia etuja omaavat yritykset voivat luoda itselleen suotuisamman kilpailuympäristön ja siten varmistaa paremman kannattavuuden.

N-tyypin akkujen nykyisen suorituskyvyn, hinnoittelun ja kustannustilanteen valossa uskomme, että olipa kyseessä TOPCon-, HJT- tai BC-akut, niiden markkinoilta hankkimat premium-tasot ovat jo riittävät kattamaan vastaavat kustannusten nousut ( BC-akkujen kanssa, jotka ovat pääasiassa riippuvaisia ​​ulkomaisista jakelumarkkinoista). Esimerkkinä TOPConin akkupreemio on tällä hetkellä noin 9 senttiä, ja poistokulujen jälkeen nettovoitto wattia kohden on noin 12 senttiä, mikä mahdollistaa tuotantolinjainvestoinnin tuoton puolentoista vuoden sisällä, paljon nopeammin kuin muilla tuotantosektoreilla. Näin ollen akkuvalmistajilla on vahva motivaatio laajentaa tuotantoa. Tulevaisuudessa kaikki teknologiset reitit pyrkivät edelleen vähentämään kustannuksia ja lisäämään tehokkuutta, ja yritykset, joilla on johtavat suorituskyky- ja kustannusmittarit, voivat saavuttaa suurempia ylivoittoja.

1. Tilastot aurinkokennojen laajenemisesta

(1) TOPCon

Eri akkuteknologian reiteistä TOPConilla on läheisin integraatio PERC-akkuprosesseihin, mikä vaatii vähiten vaivaa teknisten vaikeuksien voittamiseksi, minkä vuoksi se saavutti ensimmäisenä kustannustehokkuuden ja aloitti massatuotannon. Infolinkin ja TrendForcen tilastojen mukaan vuoteen 2022 mennessä TOPCon-akkujen maailmanlaajuinen tuotantokapasiteetti oli noin 81 GW, ja suurimpia toimijoita ovat Jinko Solar (24GW) ja Junda Co. (8GW). Ilmoitettujen alan laajuisten laajennussuunnitelmien perusteella on odotettavissa, että vuoteen 2023 ja 2024 mennessä TOPConin kumulatiivinen kapasiteetti koko alalla voi ylittää 500 GW ja 900 GW.

Tarjonnan näkökulmasta vakaaseen massatuotantoon kykenevien yritysten määrä on tällä hetkellä rajallinen. Karkeiden arvioiden mukaan TOPCon-akkujen tuotantokapasiteetti oli toukokuun lopussa noin 120 GW ja täysi tuotantokapasiteetti noin 70 GW, mikä on suhteellisen tiukkaa verrattuna markkinoiden vuosittaiseen noin 400 GW:n kysyntäodotukseen. Ottaen huomioon, että toimitusketju ei pysty täyttämään kaikkia alan vaatimuksia lyhyellä aikavälillä ja että korkealaatuinen tuotantokapasiteetti voi olla etusijalla ulkomaisille markkinoille korkeammilla hinnoilla, TOPCon-tuotteet säilyttävät todennäköisesti korkean kannattavuustason vielä pitkään. Tehokkaan 120 GW:n syöttökapasiteetin perusteella TOPCon-tuotteiden markkinaosuuden arvioidaan lähestyvän 30 % vuonna 2023. Vuoteen 2024 mennessä TOPConin odotetaan ohittavan PERC:n ja siitä tulee uusi valtavirtateknologia aurinkokennoissa.

Johtavien akku-/moduulivalmistajien sijainnin perusteella Jinkon ja Jundan, LPCVD-reitin johtajina, odotetaan saavuttavan 60 GW:n ja yli 30 GW:n nimelliskapasiteetin vuoden 2023 loppuun mennessä. Tongwei ja Trina Solar lanseerauksen jälkeen Heidän ensimmäinen GW-tason tuotantolinjansa vuoden 2022 viimeisellä neljänneksellä, ovat lähes saavuttaneet tuotantotavoitteensa ja kiihdyttävät myöhempää kapasiteetin käyttöönottoa tavoitteenaan yli 20 GW nimelliskapasiteetissa vuoden sisällä. JA Solar ja Canadian Solar ovat hieman viivästyneet alkuperäisissä tuotantokapasiteettiinvestoinneissaan vuoden 2023 toisella neljänneksellä, mutta ovat nopeasti kuromassa kiinni ja saavuttavat yli 30 GW:n tänä vuonna.

Tällä hetkellä TOPConin harjoittamisesta on tullut optimaalinen valinta valtavirran aurinkosähköakkujen ja integroitujen valmistajien kannalta. Yritysten nopeuttaessa kapasiteetin toteutumista, jotkut ovat kuitenkin kohdanneet ongelmia tuottoprosentissa, tehokkuudessa ja kustannuksissa, mikä on johtanut todelliseen toiminnan edistymiseen huomattavasti odotuksista jäljessä. Yleisesti ottaen johtavat valmistajat, kuten Jinko ja Junda, ovat edenneet kapasiteettiinvestoinneissa ennakoitua nopeammin ja johtavat toimialaa 6-9 kuukaudella. Tehokkuuden ja kustannusetujensa ansiosta niiden nettovoitot vaihtelevat välillä 0.06-0.07 RMB/W, mikä ylittää toisen ja kolmannen tason valmistajien voitot noin 0.03-0.04 RMB/W.

Ottaen huomioon, että TOPCon-teknologia on vielä teollistumisen alkuvaiheessa, sen odotetaan saavuttavan kypsyyden 1-2 vuodessa, jolloin johtavat yritykset todennäköisesti nauttivat ensimmäisestä voitosta ja toimituksista. TOPCon-teknologian jatkuvalla tehokkuuden parannuksella tämä johtava etu voi säilyä pitkällä aikavälillä.

(2) HJT

HJT:n osalta Solarzoomin mukaan HJT-akkujen kumulatiivinen tuotantokapasiteetti ylitti 11 GW:n vuoden 2022 loppuun mennessä. HJT:n kustannussäästöjen läpimurto riippuu ensisijaisesti 0BB+ hopeoidun kupariteknologian käyttöönotosta tämän vuoden jälkipuoliskolla. ja näin ollen aiemmin julkistetut laajentumissuunnitelmat keskittyvät pääosin muutamien alan johtavien yritysten joukkoon. Ilmoitettujen laajennussuunnitelmien perusteella HJT:n nimelliskapasiteetin ennustetaan koko toimialalla nousevan 60 GW:iin vuonna 2023 ja kasvavan 102 GW:iin vuonna 2024. Suurin osa HJT-reitin valinneista yrityksistä on uusia tulokkaita, kun taas perinteinen johtava akku/moduuli valmistajat keskittyvät ensisijaisesti pienimuotoiseen teknologiseen T&K-työhön.

Markkinatoimijoiden näkökulmasta HJT:n akkujen tuotantokapasiteetin keskittyminen on suhteellisen korkea, CR5 yli 60 %. Niistä Huasheng New Energy ja East Solar tavoittelevat noin 20 GW:n tavoitetuotantokapasiteettia vuosina 2023-2024, kun taas muut yritykset ovat asettaneet tavoitteensa useille GW-tasoille. Huasheng New Energy on noussut pimeänä hevosena HJT-akkukentällä, ja se on saattanut päätökseen 500 MW HJT:n massatuotantokapasiteetin rakentamisen ja tehokkuuden parannukset lyhyessä ajassa, vakiinnuttanut vaikutusvaltansa teollisuudessa, johtanut teknologista muutosta ja nopeuttanut kustannusten vähentämistä ja prosessien virheenkorjausta.

Tällä hetkellä TOPCon-teknologiapolku on ottanut johtoaseman kustannusetunsa ansiosta, mikä on saanut johtavat kiteisen piin komponenttien valmistajat keskittymään TOPCon-tuotantokapasiteetin laajentamiseen kymmenien GW:iden alueella. Siitä huolimatta useilla yrityksillä on synkronoitu suunnitelmia pienille GW-tason HJT-pilottilinjoille ja seurataan tarkasti HJT-reittiä. Uskomme, että tämä johtuu kahdesta tekijästä: ensinnäkin tuotantopotentiaalin ja marginaalien muutosten tarkka seuranta tehokkuutta lisäävillä kustannussäästöreiteillä, kuten 0BB+ hopeoitu kupari ja kuparigalvanointi; Toiseksi valmistaudutaan HJT:n ja perovskiitin keskipitkän ja pitkän aikavälin yhdistelmään aurinkosähkötekniikan siirtämiseksi seuraavalle alustalle.

(3) XBC

Kun Longi Green Energy ja Aiko Solar lisäävät jatkuvasti BC-tuotantokapasiteettia ja kasvavat kokemukset laajamittaisesta massatuotannosta, on odotettavissa, että vuoden 2023 loppuun mennessä teollisuuden kokonaiskapasiteetti XBC-akkuille voi nousta lähes 60 GW:iin. 11GW vuoden 2022 lopussa. Longin HPBC-kapasiteetti ja Aikon ABC-kapasiteetti muodostavat kumpikin noin puolet tästä.

Tällä hetkellä pääasiassa TOPCon-teknologiaan keskittyvillä yrityksillä, kuten Jinko, JA Solar, Tongwei ja First Solar, on myös BC-pilottilinjoja varassa. Muita XBC-reitillä mukana olevia yrityksiä ovat Trina, Junda (Jietai), Jinshi, Rituo Photovoltaic, Hengdian Dongci, Zhonglai ja Zhengtaixin Energy, jotka kaikki ovat tehneet vaihtelevia investointeja. Eri valmistajien asettelun perusteella BC:n yhteensopivana teknologiana odotetaan houkuttelevan jatkuvia resurssisijoituksia koko toimialalle.

B. Näkymät aurinkokennoteknologian suuntauksiin

1. N-tyypin akkuteknologian päivitysreitit

TOPCon-akkujen tapauksessa massatuotannon hyötysuhde on tällä hetkellä noin 25.3 %, mikä on vielä jonkin verran etäisyyttä potentiaalisen hyötysuhteen rajasta. Tulevaisuudessa TOPCon-akkujen tehokkuusparannukset voivat seurata kolmea pääpolkua: (1) SE-rakenteen lisääminen etupuolella: SE-rakennetta hyödynnetään jo laajasti PERC-akuissa, ja vuoden 2023 toisella puoliskolla käyttöön otettu uusi kotimainen TOPCon-tuotantokapasiteetti on odotetaan sisältävän SE-rakenteen. Vuoden loppuun mennessä tämän rakenteen sisällyttäminen voi parantaa akun tehokkuutta yli 25.7 prosenttiin; (2) Lasersintrauksen käyttäminen akun verkkorakenteen optimoimiseksi: Metallisointivaiheessa piikiekon etupuolella olevan metallipastan käsittely lasersintrausprosessin avulla voi parantaa tahnan ja piikiekon välistä ohmista kontaktia, mikä parantaa kosketusta. vastus ja mahdollisesti saavuttaa akun tehokkuuden lisäys noin 0.2 %. Tällä hetkellä useat laservalmistajat (kuten Dier Laser, Haimuxing, Dazhong Laser, Delong Laser jne.) ovat tehneet yhteistyötä tahnavalmistajien ja akkuvalmistajien kanssa (kuten Jinko Solar, Jietai Technology, Zhonglai jne.) asiaan liittyvien tuotantolinjojen asetteluissa; (3) Bifacial passivoidut kontaktirakenteet: Verrattuna nykyisiin yksipuolisiin passivoittuihin kosketinakkurakenteisiin, joiden tehokkuusraja on vain 27.1 %, bifacial-monikiteisen TOPConin teoreettinen hyötysuhde voi olla 28.7 % ja massatuotannon tehokkuuden odotetaan ylittävän 26 %. TOPConin tulevaisuuden tehokkuuden parantamisen ja kustannusten vähentämisen tärkeänä suunnana valmistajat tekevät aktiivisesti tutkimus- ja kehitystyötä. Johtavien valmistajien bifacial passivoidun kontaktin tuotantolinjojen odotetaan käynnistyvän vuonna 2024 ja siirtyvän vähitellen laajempaan tuotantoon vuoden 2025 jälkeen.

HJT-akkujen kannalta keskeisiä tulevaisuuden tapahtumia ovat 0BB+ hopeoidun kuparin käyttöönotto, alempien indiummateriaalien teollistuminen ja kuparin galvanointitekniikka. 0BB+ hopeoidun kuparijärjestelmän asteittainen ottaminen massatuotantoon myöhemmin tänä vuonna, kuparisähköpinnoituksesta on tullut alan seuraava merkittävä tehokkuuden parantamisreitti. Koska aurinkosähköhopea muodostaa noin 30 % teollisuuden hopeasta, teollisuuden kysynnän edetessä kohti TW-tasoa hopean hintojen vaihtelut voivat vaikuttaa enemmän aurinkosähköakkujen muihin kuin piikustannuksiin. Kuparigalvanointi on linjassa alan trendin kanssa vähentää hopean käyttöä ja tarjoaa ratkaisuja hopean nouseviin kustannuksiin TW-aikakaudella. Tämänhetkisen edistymisen ja valmistajien tilausten perusteella on odotettavissa, että vuoden 3 jälkipuoliskolla perustetaan 4-2023 kuparigalvanoinnin pilottilinjaa, jotka keskittyvät State Power Investmentin, Tongwein ja Haiyuan Compositen kaltaisten yritysten tuotanto- ja virheenkorjaustilanteisiin.

BC-akkujen teknologisen kehityksen ydin on prosessin monimutkaisuuden ja tarkkuusvaatimusten merkittävän kasvun hallitseminen, jolloin tuottoasteet ja kustannusten optimointi vaikuttavat suoraan XBC-teknologian reitin skaalausrytmiin ja kannattavuuteen. Tällä hetkellä menetelmillä, kuten silkkipainatuksella ja laseretsauksella, on omat etunsa ja haittansa koskien tarkkuutta, tuotannon tehokkuutta ja piikiekkojen vaurioita, mikä saa yritykset etsimään tasapainoa ottamalla käyttöön erilaisia ​​prosessireittejä. Jo massatuotannon saavuttaneiden Longi Green Energyn ja Aiko Solarin lisäksi BC-reitistä odotetaan muodostuvan jatkossa päivityssuunta sekä TOPCon- että HJT-akkuteknologioille.

1. Perovskite-Silicon Tandem Cell -teknologian näkymät

Kustannusten vähentäminen ja tehokkuuden lisääminen ovat aina olleet aurinkokennoteknologian toistuva päivityssuunta. Ensimmäisen sukupolven kiteinen piiaurinkokennoteknologia ylläpitää alan massatuotannon tehokkuusennätystä ja on tällä hetkellä valtavirran teknologia, mutta tehokkuuden parantamisen ja kustannusten alentamisen mahdollisuudet vähenevät vähitellen. Toisen sukupolven epäorgaaninen ohutkalvo aurinkokennoteknologia tarjoaa merkittäviä teoreettisia etuja (tehokkuuden ja kustannusten suhteen), mutta toiminnallisesti se kohtaa haasteita, kuten alhainen vikojen sietokyky ja rajoitettu materiaalin saatavuus, mikä rajoittaa sen massatuotannon suorituskykyä. Kolmannen sukupolven perovskite-aurinkokennoteknologialla ei ole vain korkeampaa teoreettista tehokkuutta ja kustannusetuja, vaan se on myös toteuttamiskelpoisempi käytännön toteutuksessa. Siitä odotetaan tulevan elinkelpoinen vaihtoehto, kun kiteiset piikennot saavuttavat suorituskykyrajansa. Perovskiittiakkuteknologian ja kiteisen piin yhdistelmä perovskiitti-pii-tandem-kennojen muodostamiseksi pitää sisällään lupauksen ylittää edelleen yksiliitosakkujen tehokkuusrajoja, mikä herättää huomattavaa huomiota teollisuudessa.

Perovskiittimateriaalit viittaavat yhdisteisiin, joilla on erittäin symmetrinen kuutiorakenne, ja niitä voidaan esittää kemiallisella kaavalla ABX3. Aurinkosähkössä käytettävät ABX3-perovskiittimateriaalit koostuvat kokonaan luonnossa yleisesti esiintyvistä elementeistä, joten niiden laajamittaista valmistusta ei rajoita raaka-aineiden saatavuus. Perovskiittisilla materiaaleilla on ainutlaatuiset puolijohdeominaisuudet, jotka mahdollistavat korkeamman teoreettisen muunnostehokkuuden (jopa 33 %) ja pienemmät teoreettiset tuotantokustannukset (korkea vikasietokyky vähentää materiaalin puhdistuskustannuksia ja erinomaiset valon absorptiokertoimet alentaa materiaalin käyttöä). Vuosina 2009–2019 perovskiittiteknologia saavutti laboratorion muunnostehokkuuden yli 25 prosentin läpimurron kymmenessä vuodessa, mikä saavutti kiteisen piin aurinkokennojen yli kuusikymmentä vuotta. tällä hetkellä korkein yksiliitosmuunnostehokkuus on saavuttanut 25.7 % ja perovskiitti-pii-tandemkennojen tehokkuus on ylittänyt 31.3 %.

Perovskiitti-pii-tandem-kennot yhdistävät perovskiitti- ja kiteisiä piipuolijohdemateriaaleja, jotka on kerrostettu kaistanleveyden mukaan pienistä suuriin ja spektrikaistojen mukaan pitkistä lyhyisiin, jolloin uloin laajakaistainen materiaali voi hyödyntää lyhimpiä aallonpituuksia ja pidempiä aallonpituuksia. kapeamman bandrap-materiaalin hyödyntämiseksi. Tämä konfiguraatio minimoi energiahäviöt, jotka johtuvat kantoaallon lämpörelaksaatiosta yksiliitosakuissa ja laajentaa auringon spektrin käyttöä tavoitteenaan yli 46 %:n teoreettinen muunnostehokkuusraja.

Perovskiittiteknologian teoreettiset tehokkuusrajat ja edullinen potentiaali on tunnustettu laajasti teollisuudessa. Sen vähitellen siirtyessä massatuotantoon on kuitenkin jäljellä kaksi suurta haastetta: ensinnäkin kapasiteetin käyttöaste ja tuotetuotto suurtuotannossa; toiseksi perovskiittikomponenttien toiminnan stabiilisuus. Lyhyen aikavälin näkökulmasta perovskiittiteknologia ei todennäköisesti syrjäyttäisi olemassa olevia kiteisiä piikennoja. Kypsän kiteisen piiteollisuuden aktiivinen omaksuminen ja perovskiitti-pii-tandem-kennojen kehittäminen voisi kuitenkin parantaa kiteisten piikennojen tehokkuutta, mikä saattaa olla toteuttamiskelpoinen reitti perovskiittiteknologian teollistumiseen.

Tällä hetkellä tandemsolujen käytännön sovelluksissa perovskite-HJT-tandem on nähnyt eniten toteutusta, mikä johtuu ensisijaisesti HJT:n lyhyistä valmistusprosesseista, yksinkertaisista modifikaatioista ja sen ohutkalvopinnoitustekniikoista, jotka vastaavat perovskiittisoluja. Lisäksi HJT-kennoissa on korkea hyötysuhdekatto. Perovskiitti-pii-tandemsolujen suurin haaste on kalvojen kerrostaminen heteroliitospintojen teksturoitujen pyramidirakenteiden päälle (tyypillisesti tasaiselle johtavalle lasille). Märkäpäällystysmenetelmillä ei ole vielä saavutettu tehokasta pinnoitusta, joten tyhjiöpinnoitus on suositeltava valinta tällä alalla.

Uuden teknologian teollistumisen kiihtyminen vaatii usein yritysten yhteistä osallistumista valmistus-, laite- ja loppukäyttäjäteollisuuden eri sektoreilta. Erityisesti kiteisen piiteknologian reitin osallistujien sitoutuminen perovskiittisijoituksiin korostaa entisestään uusien teknologioiden potentiaalia. Äskettäin integroidut kiteisen piin valmistajat ovat alkaneet kehittää MW-tason pilottilinjoja perovskiitti-pii-tandemkennoille, mikä lupaa nopeuttaa perovskiittiteknologian teollistamisprosessia.

IV. Markkinamaisema

A. Teknologisen iteroinnin teollinen vaikutus

PERC-akun vaihtosyklin vaikutusta teollisuuteen heijastaen se on ilmennyt ensisijaisesti kahdessa suhteessa: ensinnäkin PERC-teollistumiseen keskittyneet yritykset saavuttivat merkittäviä ylituottoja; toiseksi kustannusedussa olevat yritykset olivat paremmin motivoituneita nopeuttamaan laajentumista alan yleisen teknologisen muutoksen keskellä, mikä vaikutti teollisuuden dynamiikan kehitykseen. Tongwei Co:n esimerkkinä yritys alkoi tehdä läpimurtoja PERC-akkuteknologiassa vuodesta 2016 lähtien ja laajensi sen jälkeen kapasiteettia nopeasti alan trendien mukaisesti. Vuoden 2018 loppuun mennessä Chengdu-projektin toinen ja kolmas vaihe sekä Hefei-projektin toinen vaihe otettiin peräkkäin käyttöön, mikä vahvisti yhtiön johtavaa asemaa akkusegmentissä.

Samalla kun yhtiö on laajentanut kapasiteettia, se on jatkuvasti optimoinut prosesseja ja hienosäätänyt hallintaa vähentääkseen tuotantokustannuksia ja kerännyt ylimääräisiä voittoja PERC-akkujen varhaisen leviämisen aikana. Vuonna 2019 yhtiön akkuliiketoiminnan myyntikate oli 20.33 %, alan johtavana.

Edelliseen PERC-akkujen iterointisykliin verrattuna tällä teknologiasyklillä on joitain eroja: Ensinnäkin aurinkosähköteollisuus on kypsynyt entisestään, ja akkusegmentin kapasiteetin laajennus ei koske vain erikoistuneita akkuvalmistajia, vaan myös integroituja komponenttiyrityksiä. lukuisat eri alojen yritykset yrittävät hyödyntää N-tyypin akkuteknologiaa päästäkseen aurinkosähköteollisuuteen; toiseksi N-tyypin teknologian reitti on monipuolinen. Vaikka P-tyypin korvaaminen N-tyypin kanssa on varmaa, erilaisten N-tyypin teknologiareittien tuleva kehitys ja lopullinen markkinarakenne jäävät määrittelemättä.

B. Markkinarakenne

CPIA-tilastojen mukaan ennen vuotta 2022 uudet akkujen tuotantolinjat olivat pääosin PERC-linjoja. Vuoden 2022 toisesta puoliskosta alkaen jonkin verran N-tyypin akkukapasiteettia alkoi vapautua. Toimituksilla mitattuna kiteisten piiakkujen kokonaistuotanto Kiinassa saavutti noin 318 GW:n vuonna 2022, mikä on 60.7 % enemmän kuin vuotta aiemmin, ja viiden suurimman yrityksen osuus tuotannosta on noin 56.3 %. 17 yrityksen joukossa, joiden teho on yli 5 GW, on erikoistuneita akkuvalmistajia, kuten Tongwei, Aiko ja Junda (Jietai), sekä integroitujen komponenttien valmistajia, kuten Longi Green Energy, Jinko Solar, JA Solar ja Trina Solar.

Teknologisesta näkökulmasta PERC-akkujen markkinaosuus vuonna 2022 oli noin 88 %, kun taas N-tyypin akkujen yhdistetty markkinaosuus oli noin 9.1 %. Niistä TOPCon-akkujen osuus oli noin 8.3 %, HJT-akkujen noin 0.6 % ja BC-akkujen noin 0.2 %. Kustannustehokkaiden BSF-tuotteiden kysynnän vuoksi joillakin ulkomaisilla markkinoilla (kuten Intiassa ja Brasiliassa) ja rajoitetuilla kotimaisilla kapeilla markkinoilla (kuten aurinkokatuvalot), BSF-akkujen markkinaosuus oli noin 2.5 % vuonna 2022.

Kun otetaan huomioon N-tyypin akkujen tarjonta ja kapasiteetti vuonna 2023, arvioimme, että N-tyypin akkujen kokonaistarjonta voi nousta noin 140 GW:iin. Globaalien 477 GW:n akkutoimitusarvioiden perusteella N-tyypin akkujen markkinaosuus voi nousta noin 30 prosenttiin. Vuoteen 2024 mennessä N-tyypin akkujen markkinaosuuden odotetaan ylittävän 50 %.

Yritysten kapasiteetin ja massatuotannon tilan osalta todetaan, että johtavat akkuvalmistajat ja integroitujen komponenttien valmistajat ovat periaatteessa mukana TOPCon-reitillä, kun taas HJT- ja BC-reitit ovat edelleen suhteellisen markkinarakoja. HJT-reitin kapasiteettia lisäävät pääasiassa aurinkosähköinen pimeä hevonen Huasheng New Energy ja integroitujen komponenttien valmistaja East Solar, kun taas BC-reitin kapasiteettia hallitsevat edelleen akkujohtaja Aiko ja komponenttijohtaja Longi Green Energy. On odotettavissa, että vuosina 2023–2024, kun N-tyypin akkuteknologiasta tulee vähitellen valtavirtaa, johtavat yritykset säilyttävät etunsa suorituskykymittareissa ja kustannustehokkuudessa, mikä johtaa jatkuvaan teollisuuden keskittymiseen.