تستمر تقنيات البطاريات مثل TOPCon و HJT في الانتقال من المختبر إلى السلسلة الصناعية
May 23, 2022
1. خلفية الحدث
وأشار اجتماع أخير إلى أنه على أساس الدعم السابق ، سيتم تخصيص 50 مليار يوان من دعم الطاقة المتجددة لشركات توليد الطاقة المركزية. يعد إصدار هذا الدعم إشارة إيجابية لتطوير الطاقة المتجددة في بلدي ، مما سيزيد من حماس منشآت الطاقة المحلية الجديدة ، ومن المتوقع أن تستفيد سلسلة صناعة الطاقة الكهروضوئية لطاقة الرياح. دعونا نتحدث عن الوضع المحدد لصناعة الخلايا الكهروضوئية بالتفصيل.
ثانيًا ، فهم الخلايا الكهروضوئية
الخلية الكهروضوئية عبارة عن لوح من أشباه الموصلات الكهروضوئية يستخدم ضوء الشمس لتوليد الكهرباء مباشرة. طالما أنه مضاء بالضوء الذي يلبي ظروف إضاءة معينة ، يمكنه على الفور إخراج الجهد وتوليد التيار عند وجود حلقة.
وفقًا لمواد أشباه الموصلات المختلفة ، يمكن تقسيم الخلايا الشمسية إلى خلايا شمسية من السيليكون البلوري وخلايا شمسية رقيقة. يمكن تقسيم خلايا السيليكون البلورية إلى خلايا سيليكون أحادية البلورية وخلايا سيليكون متعددة الكريستالات ، والتي يتم تقسيم خلايا السيليكون أحادية البلورية منها أيضًا إلى خلايا من النوع P وخلايا من النوع N. في الوقت الحاضر ، فإن خلايا PERC أحادية البلورية الأكثر استخدامًا هي خلايا السيليكون أحادي البلورية من النوع P ، بينما تشير تقنيات الخلايا الشمسية الجديدة مثل TOPCon ، غير المتجانسة ، و IBC بشكل أساسي إلى خلايا السيليكون أحادية البلورية من النوع N.
ثالثًا ، قم بتقسيم المسار
1.TOPCon البطارية
تقنية بطارية TOPCon ، وهي تقنية الاتصال بتخميل طبقة أكسيد النفق ، وهيكل البطارية عبارة عن بطارية ركيزة من السيليكون من النوع N ، ويتم تحضير طبقة من أكسيد السيليكون الرقيق جدًا على الجزء الخلفي من البطارية ، ثم طبقة رقيقة من السيليكون المخدر تم إيداعه. يتم تشكيل هيكل اتصال التخميل ، مما يقلل بشكل فعال من إعادة تركيب السطح وإعادة تركيب التلامس المعدني ، ويحسن جهد الدائرة المفتوحة وتيار الدائرة القصيرة للبطارية ، ويحسن من كفاءة البطارية.
1) LPCVD هي العملية الرئيسية التي تنتجها TOPCon حاليًا
في الوقت الحاضر ، تحتوي خلايا TOPCon على 4 عمليات صناعية مختلفة ، وهي: LPCVD لتحضير فيلم البولي سيليكون جنبًا إلى جنب مع عملية الانتشار الكاملة التقليدية ؛ LPCVD لتحضير غشاء بولي سيليكون مقترن بتمدد البورون وعملية فوسفور غرس الأيونات ؛ PECVD لإعداد فيلم البولي سيليكون وعملية المنشطات في الموقع ؛ يقوم PVD بإعداد فيلم البولي سيليكون وعملية المنشطات في الموقع. من بينها ، تقنية LPCVD ناضجة وحققت إنتاجًا ضخمًا ، وتوطين المعدات مثالي ، لكن الطلاء المتعرج وسرعة تشكيل الفيلم البطيئة لا يزالان يمثلان المشاكل الرئيسية للعملية الحالية.
الاسم الكامل لطريق تقنية LPCVD هو طريقة ترسيب البخار الكيميائي بالضغط المنخفض. مزايا هذه التكنولوجيا هي التكنولوجيا الناضجة ، والتكامل العالي ، وجودة تشكيل الفيلم الجيدة ، وسعة المعدات الكبيرة ، والتحكم البسيط والسهل ؛ ولكن من الصعب الحصول على سرعة طلاء بطيئة ، ومعدل تكوين غشاء منخفض ، وتنشيط ثانوي ، وتغليف ، وترسيب خطير لأجزاء الكوارتز ، وما إلى ذلك. تقنية LPCVD هي التقنية الأكثر قبولًا على نطاق واسع وهي التقنية الوحيدة التي تم تسويقها على نطاق واسع.
2) يقوم المصنعون بتسريع تخطيط القدرة الإنتاجية لـ TOPCon ودفع عملية التصنيع. في العامين الماضيين ، خصصت الشركات المحلية مساحة لتحويل TOPCon لخطوط إنتاج PERC الجديدة للترقيات اللاحقة. توقفت الطاقة الإنتاجية لـ PERC للعديد من الشركات المصنعة من الدرجة الأولى تدريجياً ، كما تحولت خطط التوسع الحالية إلى إنشاء خطوط إنتاج التكنولوجيا من النوع N. مع دخول الربع الثاني ، بدأ إطلاق الطاقة الإنتاجية TOPCon للعديد من الشركات المصنعة بما في ذلك Jinko ، ومن المتوقع أن تتمتع بعلاوة التكنولوجيا.
2. بطارية HJT
تتكون خلايا HJT من السيليكون البلوري (c Si) والأغشية الرقيقة من السيليكون غير المتبلور (Si) ، وتجمع بين المزايا المزدوجة للخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون البلوري وتكنولوجيا الأغشية الرقيقة ، لأن الفيلم الرقيق يتميز بخصائص امتصاص الضوء القوي وأداء التخميل الممتاز. تم تطوير HJT لمدة 47 عامًا. مع تكرار التكنولوجيا وتحسين كفاءة التحويل ، دخلت بطارية HJT مرحلة التسويق المحلي.
تتمثل مزايا خلايا HJT في أن تدفق العملية قصير وكفاءة التحويل عالية. تتضمن عملية بطارية HJT بشكل أساسي 4 روابط ، وهي أقل بكثير من PERC (10) و TOPCON (12-13) ؛ بالإضافة إلى ذلك ، يمكن زيادة كفاءة التحويل لـ HJT المتراكب IBC و perovskite إلى أكثر من 30 بالمائة في المستقبل.
مسار خفض تكلفة HJT واضح ، ومن المتوقع أن تكون تكلفة HJT في 22 عامًا أقل من PERC. تكلفة بطارية HJT هي 0. 18 يوانًا لكل واط أعلى من تكلفة PERC ، و 94 بالمائة من زيادة التكلفة في تكلفة غير السيليكون. في المستقبل ، يعتمد خفض تكلفة HJT بشكل أساسي على تقليل استهلاك السيليكون ، وخفض تكلفة عجينة الفضة ، والتوطين المستهدف ، وخفض تكلفة المعدات.
3. بطارية IBC
يشير IBC إلى تقنية بطارية التلامس الخلفية المتداخلة ، ويتم تصنيع أقطاب التلامس لتقاطع P / N والركيزة والباعث على الجزء الخلفي من البطارية في شكل متداخل. تتمتع خلايا IBC بكفاءة تحويل عالية وهي أكثر جمالًا في المظهر ، ومناسبة بشكل خاص لتكامل المباني الكهروضوئية ، ولديها آفاق تسويق جيدة. على الرغم من أن مزايا خلايا IBC رائعة ، إلا أن عملية خلايا IBC معقدة ، ويتم استخدام تقنيات أشباه الموصلات مثل الأقنعة والطباعة الحجرية الضوئية عدة مرات ، وتبلغ التكلفة ضعف تكلفة الخلايا التقليدية تقريبًا.
نظرًا للتوافق الجيد لهيكل بطارية IBC ، تم تشكيل ثلاثة مسارات عملية رئيسية تدريجيًا: 1) عملية بطارية IBC الكلاسيكية التي تمثلها SunPower ؛ 2) عملية بطارية POLO-IBC (TBC) التي يمثلها ISFH ؛ 3) عملية بطارية Kaneka - عملية خلية HBC التمثيلية (IBC-SHJ). وفقًا لنتائج تجربة Kaneka في عام 2017 ، يمكن أن تصل كفاءة التحويل الحالية لخلايا IBC-SHJ (HJT) إلى 26.7 بالمائة ، وهي نسبة أعلى من الكفاءة التجريبية لخلايا TOPCon و HJT.
تنتمي IBC إلى مسار التكنولوجيا الاحتياطية ، وقد تم إطلاق تخطيط الإنتاج التجريبي للبحث والتطوير. في الوقت الحالي ، تعتبر عملية تصنيع بطاريات IBC / HBC معقدة ، والعتبة التقنية مرتفعة ، وتكلفة التصنيع مرتفعة ، والتي تنتمي إلى المسار التقني في احتياطي البحث والتطوير. أكثر شركات الإنتاج الضخم نضجًا لتقنية IBC في العالم هي SunPower و LG.
