Giới thiệu

Vào năm 2023, nhiều nhà sản xuất pin mặt trời phải đối mặt với cùng một câu hỏi trong phòng họp: nếu ngành công nghiệp phải chuyển từ PERC loại P sang công nghệ loại N, thì khoản đầu tư tiếp theo nên dành cho TOPCon hay HJT?

Trên lý thuyết, HJT trông rất thanh lịch. Nó có khả năng thụ động hóa mạnh, xử lý ở nhiệt độ thấp, hiệu suất hai mặt tuyệt vời và tiềm năng lý thuyết đầy hứa hẹn. Nhưng trong các nhà máy thực tế, quyết định thường được đưa ra bởi một con số: chi phí chuyển đổi.

Đối với một công ty đã vận hành dây chuyền PERC, việc nâng cấp lên TOPCon có thể tốn khoảng 50-80 triệu RMB mỗi GW. Xây dựng một dây chuyền HJT mới thường yêu cầu 200-350 triệu RMB mỗi GW, ngay cả khi giá thiết bị đã giảm. Sự khác biệt đó quá lớn để có thể bỏ qua.

Vì vậy, TOPCon không thắng chỉ vì nó là công nghệ tiên tiến nhất. Nó thắng vì con đường từ PERC tự nhiên dẫn đến TOPCon.

Ý tưởng cốt lõi

Ngành công nghiệp pin mặt trời không chọn TOPCon trong chân không. Nó chọn TOPCon dưới sức nặng của mười năm thiết bị PERC, kỹ sư PERC, nhà cung cấp PERC, dữ liệu chất lượng PERC và thói quen sản xuất PERC. Đây là một trường hợp kinh điển của sự phụ thuộc vào đường đi.

Thông số kỹ thuật

So sánh thị trường và công nghệ

Tại sao chênh lệch chi phí lại quan trọng

Ưu điểm kỹ thuật

Phụ thuộc vào lộ trình: động lực ẩn sau chiến thắng của TOPCon

Phụ thuộc vào lộ trình có nghĩa là quyết định hôm nay bị ảnh hưởng nặng nề bởi đầu tư của ngày hôm qua. Một khi ngành công nghiệp đã xây dựng thiết bị, đào tạo nhân lực, viết tiêu chuẩn, tích lũy dữ liệu thất bại và tối ưu hóa chuỗi cung ứng theo một hướng, việc chuyển sang hướng khác trở nên tốn kém và rủi ro.

TOPCon nhận được cả ba lớp phụ thuộc vào lộ trình từ PERC.

• Chi phí chuyển đổi thấp hơn: TOPCon chỉ yêu cầu một số mô-đun quy trình mới chính trên các dây chuyền PERC hiện có, chẳng hạn như khuếch tán boron và các bước tiếp xúc thụ động LPCVD hoặc PECVD.

• Vòng phản hồi tích cực: Càng nhiều dây chuyền TOPCon khuyến khích các nhà sản xuất thiết bị, nhà cung cấp paste, kỹ sư quy trình và đội ngũ chất lượng cải thiện TOPCon nhanh hơn.

• Hiệu ứng khóa chặt: Một khi TOPCon trở thành ngôn ngữ chính của sản xuất, nhân tài, tiêu chuẩn, khắc phục sự cố và phát triển nhà cung cấp đều bắt đầu chảy theo cùng một hướng.

TOPCon trở nên mạnh hơn vì nhiều nhà máy chọn nó. Nhiều nhà máy chọn nó vì nó trở nên mạnh hơn. Vòng lặp đó mang tính quyết định.

Tại sao HJT thua cuộc đua công nghiệp, không phải cuộc đua công nghệ

HJT không thua vì nó là công nghệ kém. Ở nhiều khía cạnh, nó hấp dẫn về mặt kỹ thuật.

• Cấu trúc đối xứng hỗ trợ hiệu suất hai mặt mạnh mẽ.

• Silicon vô định hình nội tại cung cấp khả năng thụ động tuyệt vời.

• Xử lý ở nhiệt độ thấp có thể giảm ứng suất nhiệt.

• Hệ số nhiệt độ thấp hơn giúp hiệu suất tốt hơn ở khí hậu nóng.

• HJT có khả năng tương thích tốt với các tế bào perovskite song song trong tương lai.

Nhưng HJT có một vấn đề công nghiệp nghiêm trọng: nó không kế thừa cơ sở sản xuất PERC.

Một nhà máy chọn HJT phải cân nhắc việc thay thế phần lớn tài sản hiện có, đào tạo lại kỹ sư, xây dựng hệ thống nhà cung cấp mới, chấp nhận chu kỳ tăng hiệu suất mới và chịu rủi ro đầu tư lớn hơn. Trong thời kỳ biên lợi nhuận sản xuất năng lượng mặt trời bị áp lực, đây không chỉ là quyết định công nghệ. Đó là quyết định sinh tồn.

BC: con đường thứ ba, nhưng không phải lối tắt dễ dàng

Công nghệ BC thường được mô tả là một ứng cử viên tiềm năng khác, nhưng con đường của nó khác biệt so với cả TOPCon và HJT.

BC không thể kế thừa hoàn toàn cấu trúc PERC truyền thống vì kiến trúc tiếp xúc mặt sau thay đổi thiết kế tế bào một cách cơ bản. Nó yêu cầu tạo mẫu, mở laser, che chắn và hình thành tiếp xúc mặt sau chính xác. Điều này làm nó phức tạp hơn nhiều so với TOPCon.

Tuy nhiên, BC có thể gắn kết với các công nghệ nền khác nhau:

• TBC: TOPCon kết hợp tiếp xúc mặt sau, chia sẻ một số quy trình và logic thiết bị TOPCon.

• HBC: HJT kết hợp tiếp xúc mặt sau, kết hợp thụ động hóa HJT với cấu trúc tiếp xúc mặt sau.

BC không chỉ đơn giản là một ngã tư. Nó giống như một đường cao tốc mới có thể chở nhiều loại phương tiện khác nhau. Nhưng bản thân đường cao tốc vẫn phải được xây dựng, và điều đó rất tốn kém.

Vấn đề chính là hiệu suất. Mỗi bước quy trình thêm vào có thể trở thành kẻ hủy diệt hiệu suất. Cho đến khi BC có thể đưa hiệu suất, chi phí và năng suất gần với mức của TOPCon, nó sẽ vẫn mạnh ở các thị trường cao cấp nhưng khó thay thế TOPCon ở quy mô lớn.

Ứng dụng sản phẩm

Điều này có ý nghĩa gì đối với các nhà sản xuất năng lượng mặt trời

Đối với các nhà sản xuất đang lên kế hoạch cho năng lực tế bào hoặc mô-đun mới, cuộc tranh luận TOPCon-HJT-BC không chỉ về hiệu suất tế bào. Nó liên quan đến kinh tế nhà máy.

• Các nhà sản xuất dựa trên PERC hiện tại tự nhiên chuyển hướng sang TOPCon vì lộ trình nâng cấp rõ ràng hơn.

• Những người mới tham gia với đủ vốn có thể xem xét HJT hoặc BC, nhưng phải chấp nhận rủi ro quy trình cao hơn.

• Các nhà sản xuất mô-đun cao cấp có thể sử dụng BC để nhắm vào phân khúc phân tán, thẩm mỹ mái nhà và các phân khúc hiệu suất cao.

• Các nhà đầu tư công nghệ dài hạn đang theo dõi chặt chẽ các lộ trình song song HJT-perovskite và TOPCon-perovskite.

Điều này có ý nghĩa gì đối với kỹ sư sản xuất

Đối với các kỹ sư tuyến đầu, ba năm tới có khả năng vẫn tập trung vào TOPCon. Các kỹ năng thực tế có giá trị nhất vẫn sẽ liên quan đến kiểm soát toàn bộ quy trình TOPCon.

Các lĩnh vực quan trọng bao gồm:

• Làm sạch sơ bộ và chuẩn bị bề mặt

• Kiểm soát khuếch tán boron

• Loại bỏ BSG

• Hình thành tiếp xúc thụ động bằng LPCVD hoặc PECVD

• Cửa sổ quy trình ủ

• Lắng đọng màng Al₂O₃ và SiNₓ

• Kim loại hóa và kết hợp paste

• Phân tích lỗi và cải thiện năng suất

Đồng thời, các kỹ sư không nên bỏ qua tiến trình của perovskite tandem. Các chỉ số chính cần theo dõi không chỉ là hiệu suất trong phòng thí nghiệm, mà còn là độ ổn định, hiệu suất trên diện tích lớn và khả năng lặp lại quy trình.

Bước ngoặt của perovskite tandem

Sự phụ thuộc vào đường đi là mạnh mẽ, nhưng không phải là vĩnh viễn. Nó có thể bị phá vỡ khi lợi ích về hiệu suất của một hướng đi mới đủ lớn để biện minh cho chi phí chuyển đổi.

Đây là lý do tại sao perovskite tandem lại quan trọng. Nếu công nghệ tandem đạt được sản xuất công nghiệp ổn định, cuộc tranh luận cũ giữa TOPCon đơn tiếp xúc và HJT đơn tiếp xúc có thể trở nên ít quan trọng hơn. Ngành công nghiệp có thể chuyển từ tối ưu hóa silicon tinh thể đơn thuần sang xây dựng lại toàn bộ trần hiệu suất.

Những người ủng hộ HJT đang đặt cược lớn vào điều này. Quy trình nhiệt độ thấp và cấu trúc đối xứng của HJT khiến nó phù hợp tự nhiên cho tích hợp perovskite tandem. Nhưng các công ty TOPCon cũng đang phát triển các giải pháp tandem, vì vậy HJT không phải là người chiến thắng duy nhất.

Liên hệ và Mua hàng

Ba nhận định rõ ràng

Thứ nhất, TOPCon sẽ vẫn là hướng đi chủ đạo trong ba năm tới. Từ năm 2026 đến 2029, TOPCon có khả năng duy trì hơn 70% thị phần. Lợi thế của nó không chỉ là hiệu suất. Đó là sự sẵn có của thiết bị, kỹ sư được đào tạo, sự trưởng thành của nhà cung cấp, cơ sở dữ liệu chất lượng và rủi ro nâng cấp thấp hơn.

Thứ hai, HJT cần perovskite tandem để tạo ra sự trở lại thực sự. Nếu HJT chỉ là công nghệ đơn tiếp xúc, nó sẽ gặp khó khăn trong việc đảo ngược quy mô công nghiệp của TOPCon. Nếu perovskite-HJT tandem đạt được sản xuất hàng loạt ổn định, câu chuyện có thể thay đổi.

Thứ ba, BC là mối đe dọa cấu trúc mạnh nhất đối với TOPCon nếu nó giải quyết được vấn đề năng suất và chi phí. BC có lợi thế rõ ràng về ngoại hình và giảm tổn thất quang học, đặc biệt cho các ứng dụng mái nhà cao cấp và phân tán. Nhưng trừ khi quy trình trở nên ổn định và giá cả phải chăng, nó sẽ vẫn là một hướng đi cao cấp hơn là một sự thay thế phổ quát.

Suy nghĩ cuối cùng

Công nghệ tốt nhất không phải lúc nào cũng chiến thắng đầu tiên. Công nghệ phù hợp với cơ sở hạ tầng hiện có thường chiến thắng nhanh hơn.

TOPCon đánh bại HJT không phải vì HJT thiếu tiềm năng, mà vì sự tích lũy công nghiệp kéo dài một thập kỷ của PERC đã chỉ thẳng đến TOPCon. Thiết bị, kỹ sư, nhà cung cấp, quy trình vận hành và thói quen nhà máy đều đẩy theo cùng một hướng.

HJT hiện cần một khoản cổ tức công nghệ đủ lớn để kéo ngành công nghiệp ra khỏi lộ trình lịch sử của nó. BC đang cố gắng xây dựng con đường riêng thông qua đầu tư mạnh và sự trưởng thành của quy trình. Perovskite tandem có thể trở thành bước ngoặt thực sự tiếp theo.

Quan điểm của Ooitech

Là một người quan sát từ phía thiết bị, Ooitech thấy sự trỗi dậy của TOPCon như một lời nhắc nhở rằng các chuyển đổi công nghệ năng lượng mặt trời được quyết định trên sàn sản xuất, không chỉ trong các biểu đồ hiệu suất. Đối với các nhà sản xuất module, lộ trình chiến thắng phải phù hợp với tính liên tục của thiết bị, tốc độ tăng năng suất, sự sẵn có của vật liệu và đường cong học tập của người vận hành. Sự gián đoạn tiếp theo có thể sẽ chỉ đến khi công nghệ tandem mang lại bước nhảy vọt về hiệu suất đủ lớn để vượt qua sự khóa chặt TOPCon hiện tại.