N-tipi güneş pili teknolojisinin gelişiminin analizi

2022 yılında N-tipi hücre teknolojisi laboratuvardan çıktı ve güneş pili verimliliğinde daha büyük bir artışla seri üretimin ilk yılını açtı. Geçen yıl Kasım ayında, LONGi Green Energy'nin bağımsız olarak geliştirdiği silikon heterojonksiyon hücre dönüşüm verimliliği %26,81'e ulaşarak silikon bazlı güneş pili verimliliği için dünyanın en yüksek rekorunu kırdı. n-tipi hücrelerin yeni nesil PV teknolojisi lideri olması ve kademeli olarak p-tipi hücrelerin yerini alması bekleniyor.

P-tipi hücreler esas olarak BSF hücreleri ve PERC hücrelerini ifade eder. 2014-2015'ten önce, PV hücre teknolojisine, arka tarafında alüminyum arka alan pasivasyonu olan monokristal veya polikristal hücreler olan BSF hakimdi. 2015'ten sonra PERC hücreleri gelişti. PERC hücrelerinin arka tarafı sadece alüminyum arka alan pasivasyonu değil, aynı zamanda esas olarak alüminyum oksit artı silikon nitrür pasivasyonudur ve önceki bazı sorunlardan etkili bir şekilde kaçınır. Bazı teknik kusurlar. Dönüşüm verimliliği ve üretim maliyetleri açısından monokristalin avantajları ile PERC hücreleri, sistem güç maliyetlerinde hızlı düşüşler elde etmek için en etkili teknoloji haline geldi. Takip eden iki yıl içinde tüm pazar yavaş yavaş PERC teknolojisine kaydı. 2022 yılına kadar PERC hücre ürünlerinin küresel pazardaki oranı %90'ı aşacaktır.
Şu anda PERC hücreleri çok geride değil, ancak en fazla üç yıl içinde daha verimli N-tipi hücrelerle rekabet etmenin zor olacağı tahmin ediliyor.

Temmuz 2022'de Trina Solar'ın kendi geliştirdiği G12 yüksek verimli PERC hücresi %24,5 maksimum verimliliğe ulaşarak yeni bir dünya rekoru kırdı. Ve %24,5 zaten P-tipi hücre verimliliğinin sınırıdır.
P-tipi silikon gofretlerle karşılaştırıldığında, N-tipi silikon gofretler en az bir kat daha yüksek taşıyıcı ömrüne sahiptir, neden? N-tipi gofretler esas olarak "fosfor" ile katkılandığından, malzemede bor-oksijen çiftleri (P-tipi hücrelerde fotojenik zayıflamanın ana nedeni) oluşmaz, bu da N-tipi hücrelerin ve modüllerin ilk ışık kaynaklı zayıflamasını neredeyse sıfır yapar. Bu, N-hücreleri ile P-hücreleri arasındaki temel farktır ve bu nedenle N-hücrelerinin açık devre voltajı ve kısa devre akımı büyük ölçüde artar, bu da daha yüksek hücre dönüşüm verimliliği ile sonuçlanır.

N-tipi hücreler, yüksek dönüşüm verimliliği, yüksek çift yüzey oranı, düşük sıcaklık katsayısı, ışık bozulması olmaması, iyi zayıf ışık etkisi ve daha uzun taşıyıcı ömrü gibi birçok avantaja sahiptir.
N-hücre teknolojisi heterojonksiyon (HJT), TOPCon, IBC ve diğer teknoloji türleri olarak alt bölümlere ayrılabilir. Şu anda, PV hücre üreticileri seri üretim yapmak için çoğunlukla TOPCon veya HJT'yi seçmektedir.
N-tipi TOPCon hücrelerin teorik verimliliği %28,7'ye ulaşabilirken, heterojonksiyon hücrelerin teorik verimliliği %27,5'e ulaşabilmektedir.

TOPCon, "teması pasifleştirmek için oksit tabakası boyunca tünelleme" elde etmek için geliştirilen "N-hücresi" sürecine dayanan bir teknolojidir.

TOPCon avantajı bir: yüksek verimlilik
Teorik hesaplamalara göre, mevcut TOPCon ana akım pil seri üretim verimliliği yaklaşık %23,7-23,8'dir ve bazı pil üreticileri %24,0+ değerine ulaştıklarını açıklamışlardır ve Zhonglai ve diğerleri de dahil olmak üzere birçok şirket parlak bir gelecekle %25 veya daha fazla laboratuvar verimliliği elde etmiştir.

TOPCon avantajı iki: düşük maliyet
TOPCon ve PERC'in her ikisi de yüksek sıcaklık prosesleridir ve hem hücre teknolojileri hem de üretim hattı ekipmanlarıyla son derece uyumlu olan mevcut geleneksel P-hücre ekipmanı proseslerinin korunmasını ve kullanımını en üst düzeye çıkarabilir. Sadece orijinal PERC prosesi yükseltilirse, sadece 7 milyon € - 14 milyon € / GW ek yatırım gerekir, bu da diğer N-tipi teknoloji rotalarından daha iyi bir marjinal yatırım maliyetidir. batma riskini azaltmak için elverişlidir.
Gelecekte, silikon olmayan malzemelerin maliyeti azaldıkça ve verim ve verimlilik daha da arttıkça, TOPCon PERC ile arasındaki maliyet farkını hızla kapatacak ve yeni nesil ana akım ürünler haline gelecektir.

PERC hücrelerinin mevcut büyük kapasitesi nedeniyle, 2019'daki yeni PERC kapasitesi temel olarak sonraki dönüşüm ve yükseltme için TOPCon arayüzüne ayrılmıştır. Ve birinci kademe büyük fabrikaların mevcut PERC üretim kapasitesinin çoğu, üretim kapasitesini kademeli olarak durdurdu.

Şu anda, TOPCON teknolojisine dahil olan ana şirketler şunlardır: Longi, Zhonglai, JinkoSolar, Trina Solar, Orient Sunrise, vb. çoğunlukla dikey olarak entegre şirketlerdir. Bunlar arasında Zhonglai, TOPCon'u ortaya koyan en eski şirketlerden biridir ve şirketin TOPCon hücre seri üretim partilerinin ortalama dönüşüm verimliliği %24,2'dir ve bazı ürünler %24,5'e ulaşmaktadır.
PVInfoLink ve Tiburon New Energy'ye göre, sektör genelindeki TOPCon üretim kapasitesinin 2022 yılı sonunda 40 GW'ı aşması ve 2023 yılı sonunda yaklaşık 80 GW'a ulaşması bekleniyor.

HJT süreci, "P-cell" üretim hattından bir yükseltme olan yukarıda bahsedilen TOPCon'dan çok farklıdır. Bu nedenle, birçok üretici maliyetten tasarruf etmek için TOPCON'u yükseltmeye ve değiştirmeye devam etmeyi tercih etmektedir. Peki, HJT'nin avantajları nelerdir?

HJT'nin birinci avantajı: kısa proses akışı

HJT hücre süreci, temel olarak sadece 4 aşamadan oluşur: yapağı yapımı, amorf silikon biriktirme, TCO biriktirme ve serigrafi. Süreç akışı PERC için 10 ve TOPCON için 12-13 değerlerinden çok daha düşüktür. Bu da bugün pazara girmek isteyen yeni üreticileri HJT teknolojisine daha yatkın hale getiriyor. Bu da yeni üreticilere yerleşik üreticilerle rekabet etme imkanı vermektedir.

HJT'nin ikinci avantajı: daha fazla gelişme potansiyeli
Laboratuvarda TOPCon'un dönüşüm verimliliği %24 civarındayken, N-tipi hücrelerin seri üretim verimliliği genellikle %24'ün üzerindedir. HJT hücreleri ön ve arka yüzeylerinde sırasıyla katkılı nanokristalin silikon ve katkılı mikrokristalin silikon kullanabilir ve gelecekte IBC'ler ve kalkogenidler istiflenerek dönüşüm verimliliği %30'un üzerine çıkarılabilir.

HJT'nin üçüncü avantajı: düşük zayıflama
İlgili verilere göre, HJT hücreleri ilk yılda %1-2 ve sonrasında her yıl %0,25 oranında bozunmaktadır; bu oran PERC hücrelerinin bozunmasından (ilk yılda %2 ve sonrasında her yıl %0,45) çok daha düşüktür ve bu nedenle HJT hücreleri yaşam döngüleri boyunca çift taraflı PERC hücrelerine kıyasla watt başına yaklaşık %1,9-%2,9 daha fazla güç üretmektedir.

HJT ve PERC süreç rotaları tamamen farklıdır ve genişletilemez, yalnızca yeni üretim hatları devreye alınabilir; ve HJT ana akım PERC üretim ekipmanıyla uyumlu değildir, bu nedenle halihazırda PERC sürecini kullanıp ardından HJT'ye geçmek şirketler için daha yüksek dönüşüm maliyetlerine neden olacaktır. Bu nedenle, HJT teknolojisi, kapasitenin tarihsel yükü olmaksızın, ikinci veya üçüncü hattın altındaki şirketler veya yeni teknoloji endüstrileri için daha uygundur.

Eksik istatistiklere göre, China Resources Power, CNBM, Runyang, Huasheng New Energy ve Akcome Technology gibi 24 şirket tarafından açıklanan kapasite ve genişleme planları, gelecekteki HJT kapasite planlamasının 112 GW'a ulaştığını göstermektedir.

Piyasadaki ana akım hücre-PERC hücre verimliliğindeki iyileşmenin yavaşlamaya başlaması ve N-tipi gofret tabanlı heterojonksiyon hücrelerinin sanayileşmesinin giderek olgunlaşmasıyla birlikte, PV hücre endüstrisi gelişiminin odak noktası sessizce değişiyor. Sektör uzmanları, diğer teknoloji rotalarıyla karşılaştırıldığında HJT hücre teknolojisinin daha iyi dönüşüm oranlarına ve maliyet azaltma alanına sahip olduğuna ve ayrıca sektörde yeni nesil ticari PV üretimi için önemli bir aday olarak bilinen IBC ve kalsiyum titanyum cevheri gibi teknolojilerle birleştirmek için daha uygun olduğuna inanmaktadır.

Maysun Solar, 14 yıllık uzmanlığa sahip bir PV modül üreticisi olarak N-tipi PV modülleri araştırmakta ve geliştirmektedir ve enerji geçişine yardımcı olmak için sizinle birlikte çalışmaya hazırdır. Yeşil enerjiye açılan kapıyı aralamak için bizimle iletişime geçin.