In 2022 zal de batterijtechnologie van het N-type het laboratorium verlaten en het eerste jaar van massaproductie beginnen, en de efficiëntie van zonnecellen zal aanzienlijk worden verbeterd. In november vorig jaar bereikte de conversie-efficiëntie van silicium heterojunctiecellen, onafhankelijk ontwikkeld door LONGi Green Energy, 26,81%, waarmee het huidige record werd gevestigd voor de hoogste efficiëntie van op silicium gebaseerde zonnecellen ter wereld. N-type batterijen zullen naar verwachting de leider worden van de volgende generatie fotovoltaïsche technologie en geleidelijk P-type batterijen vervangen.
Ontwikkelingsgeschiedenis van de batterij van het P-type
Batterijen van het P-type verwijzen voornamelijk naar BSF-batterijen en PERC-batterijen. Vóór 2014-2015 werd de fotovoltaïsche celtechnologie gedomineerd door BSF, en of het nu een monokristallijne of polykristallijne cel was, de achterkant was gepassiveerd met aluminium. Na 2015 zijn PERC-batterijen ontwikkeld. De achterkant van de PERC-cel is niet alleen aluminium backfield-passivering, maar maakt ook voornamelijk gebruik van de passiveringsmethode van aluminiumoxide en siliciumnitride, waardoor enkele eerdere technische defecten effectief worden vermeden. Met de voordelen van een enkel kristal in termen van conversie-efficiëntie en productiekosten, zijn PERC-cellen de meest effectieve technologie geworden om een snelle vermindering van systeem-KCOE te bereiken. In de volgende twee jaar wendde de hele markt zich geleidelijk tot PERC-technologie. Tegen 2022 zullen PERC-batterijproducten meer dan 90% van de wereldmarkt uitmaken.
Op dit moment zijn PERC-batterijen niet verouderd, maar naar schatting zal het over ongeveer drie jaar moeilijk zijn om te concurreren met efficiëntere N-type batterijen.
De opkomst van batterijen van het type N
In juli 2022 bereikte de hoogste efficiëntie van de G12 hoogrenderende PERC-cel, onafhankelijk ontwikkeld door Trina Solar, 24,5%, waarmee een nieuw wereldrecord werd gevestigd. En 24,5% is al de limiet van de batterij-efficiëntie van het P-type.
Vergeleken met siliciumwafels van het P-type is de levensduur van de siliciumwafels van het N-type minstens een orde van grootte hoger.Waarom? Omdat de N-type siliciumchip voornamelijk is gedoteerd met "fosforelement", zullen boor-zuurstofatoomparen (dat wil zeggen de belangrijkste reden voor de lichtgeïnduceerde verzwakking van de P-type batterij) niet in het materiaal worden gevormd, waardoor de initiële door licht veroorzaakte verzwakking van de N-type batterij en componenten bijna nul. Dit is het fundamentele verschil tussen N-type batterijen en P-type batterijen, en juist hierdoor zijn de nullastspanning en kortsluitstroom van N-type batterijen sterk verbeterd, wat resulteert in een hogere batterijconversie-efficiëntie.
Classificatie van batterijtechnologie van het N-type
N-type cellen hebben veel voordelen, waaronder een hoge conversie-efficiëntie, hoge bifacialiteit, lage temperatuurcoëfficiënt, geen lichtverval, goed zwak lichteffect en een langere levensduur van de drager.
N-type batterijtechnologie kan worden onderverdeeld in heterojunction (HJT), TOPCon, IBC en andere technologietypes. Momenteel kiezen fabrikanten van fotovoltaïsche cellen meestal voor TOPCon of HJT om massaproductie na te streven.
De theoretische efficiëntie van N-type TOPCon-cellen kan oplopen tot 28,7% en de theoretische efficiëntie van heterojunctiecellen kan oplopen tot 27,5%.
TOPCon batterijtechnologie
TOPCon is gebaseerd op het "N-type batterij"-proces en blijft de technologie "tunneling oxide layer passivering contact" ontwikkelen. TOPCon-technologie kan de conversie-efficiëntie van N-type cellen aanzienlijk verbeteren.
Voordeel 1 van TOPCon: hoog rendement
Volgens theoretische berekeningen is de huidige TOPCon-massaproductie-efficiëntie van reguliere batterijen ongeveer 23,7-23,8%, en sommige batterijfabrikanten hebben aangekondigd dat ze 24,0% + hebben bereikt.Veel bedrijven, waaronder Jolywood, hebben een laboratoriumefficiëntie van meer dan 25% bereikt. Brede vooruitzichten.
TOPCon voordeel twee: lage kosten
Zowel TOPCon als PERC zijn processen bij hoge temperaturen en kunnen het bestaande traditionele fabricageproces voor batterijapparatuur van het P-type zo goed mogelijk behouden en gebruiken.De batterijtechnologie en productielijnapparatuur van de twee zijn zeer compatibel. TOPCon kan worden geüpgraded van de PERC-productielijn zonder een nieuwe productielijn te bouwen. Als het oorspronkelijke PERC-proces alleen wordt geüpgraded en aangepast, is slechts een extra investering van 7 miljoen tot 14 miljoen euro/GW nodig en zijn de marginale investeringskosten beter dan bij andere N-type technologieroutes. De productielijn van PERC-technologie is de reguliere toepassing van P-type batterijen, dus onder de druk van grootschalige afschrijving van PERC-productielijnapparatuur, zal het blijven upgraden en transformeren van de apparatuur in een TOPCon-productielijn het risico van zinken helpen verminderen .
In de toekomst, met de verlaging van de niet-siliciumkosten en de verdere verbetering van het rendement en de efficiëntie, zal TOPCon snel de kostenkloof met PERC verkleinen en een nieuwe generatie reguliere producten worden.
Vooruitgang in de industrialisatie van TOPCon
Vanwege de relatief grote bestaande productiecapaciteit van PERC-batterijen, reserveert de nieuw toegevoegde PERC-productiecapaciteit in 2019 in feite de TOPCon-interface voor latere transformatie en upgrade. En op dit moment heeft de PERC-productiecapaciteit van veel eersteklas fabrikanten de productie geleidelijk stopgezet.
Op dit moment zijn de belangrijkste bedrijven die betrokken zijn bij TOPCON-technologie: Longji, Jolywood, JinkoSolar, Trina Solar, Risen Energy, enz., waarvan de meeste verticaal geïntegreerde bedrijven zijn. Onder hen is Jolywood een van de eerste bedrijven die TOPCon inzetten.De gemiddelde conversie-efficiëntie van de massaproductiebatches van TOPCon-batterijen van het bedrijf is 24,2% en sommige producten bereiken 24,5%.
Volgens statistieken van PVInfoLink en TrendForce zal de TOPCon-productiecapaciteit tegen het einde van 2022 naar verwachting de 40 GW overschrijden en tegen het einde van 2023 ongeveer 80 GW.
HJT-batterijtechnologie
Het proces van HJT is heel anders dan de hierboven genoemde TOPCon. TOPCon is opgewaardeerd van de "P-type batterij" productielijn. Daarom zullen veel fabrikanten ervoor kiezen om TOPCON te blijven upgraden en transformeren om kosten te besparen. Dus, wat zijn de voordelen van HJT?
HJT voordeel één: korte procesflow
Het HJT-batterijproces omvat voornamelijk 4 links, texturering, afzetting van amorf silicium, afzetting van TCO en zeefdruk. De processtroom is veel lager dan die van PERC's 10 en TOPCON's 12-13. Dit maakt de nieuwe fabrikanten die het spel willen betreden nu meer geneigd tot HJT-technologie. Op deze manier hebben nieuwe fabrikanten de mogelijkheid om te concurreren met gevestigde fabrikanten.
HJT voordeel twee: meer ontwikkelpotentieel
In het laboratorium is de conversie-efficiëntie van TOPCon ongeveer 24%, terwijl de massaproductie-efficiëntie van N-type cellen over het algemeen hoger is dan 24%. Met verdere ontwikkeling zullen de voordelen van HJT-batterijtechnologie, die geschikter is om andere technologieën te overlappen, naar voren komen. HJT-cellen kunnen respectievelijk gedoteerd nanokristallijn silicium en gedoteerd microkristallijn silicium op de voor- en achteroppervlakken gebruiken.In de toekomst kan de conversie-efficiëntie toenemen tot meer dan 30% door IBC en perovskiet op elkaar te leggen.
HJT voordeel drie: lage demping
Volgens relevante gegevens gaan HJT-batterijen in het eerste jaar met 1-2% achteruit en vervolgens met 0,25% per jaar, wat veel lager is dan dat van PERC-cellen (2% in het eerste jaar en daarna 0,45% per jaar). De stroomopwekking per watt per cyclus is ongeveer 1,9%-2,9% hoger dan die van dubbelzijdige PERC-cellen.
De voortgang van de industrialisatie van HJT
De HJT- en PERC-procesroutes zijn totaal verschillend en kunnen niet worden uitgebreid, en alleen nieuwe productielijnen kunnen in gebruik worden genomen; en HJT is niet compatibel met reguliere PERC-productieapparatuur, dus de transformatie naar HJT na gebruik van het PERC-proces zal hoge overstapkosten voor bedrijven. Daarom is HJT-technologie vriendelijker voor ondernemingen onder de tweede en derde laag of nieuwe technologie-industrieën, zonder de historische last van productiecapaciteit.
Volgens onvolledige statistieken laten de productiecapaciteit en uitbreidingsplannen van 24 bedrijven, waaronder China Resources Power, China National Building Materials Group, Runyang, Huasheng New Energy en Aikang Technology, zien dat de toekomstige planning van de productiecapaciteit van HJT 112GW heeft bereikt.
Met de vertraging in de efficiëntieverbetering van PERC-cellen, de reguliere cel in de markt, en de geleidelijke volwassenheid van de industrialisatie van heterojunctiecellen op basis van N-type siliciumwafels, verandert de focus van de ontwikkeling van de fotovoltaïsche celindustrie stilletjes. Experts uit de branche zijn van mening dat HJT-batterijtechnologie in vergelijking met andere technische routes een betere conversieratio en kostenbesparingsruimte heeft, en ook geschikter is om te combineren met IBC, perovskiet en andere technologieën.Deze technologie wordt in de industrie de volgende generatie commerciële fotovoltaïsche energie genoemd Belangrijke kandidaat-technologieën voor productie.
Als fabrikant van fotovoltaïsche modules met 14 jaar professionele ervaring, onderzoekt en ontwikkelt Maysun Solar fotovoltaïsche modules van het type N en staat altijd klaar om met u samen te werken om de energietransitie te helpen. Neem contact met ons op en open de deur naar groene energie.