Tại sao TOPCon đánh bại HJT: Sự phụ thuộc lộ trình giải thích

Câu trả lời nhanh: TOPCon đánh bại HJT trên thị trường vì những lý do ít liên quan đến vật lý tế bào hơn là sự phụ thuộc vào lộ trình. Cả hai kiến trúc đều nâng hiệu suất lên trên PERC, và HJT từng có lợi thế hiệu suất ban đầu. TOPCon thắng vì nó có thể được thêm vào một dây chuyền PERC hiện có — khuếch tán boron, oxit đường hầm và lắng đọng polysilicon trên thiết bị mà nhà sản xuất đã sở hữu — trong khi HJT đòi hỏi phải thay thế quy trình nhiệt bằng một chuỗi nhiệt độ thấp. Chi phí của việc thay thế đó là con số quyết định: chuyển đổi một dây chuyền đồng nghĩa với việc cam kết vốn cho một công nghệ mà phần còn lại của chuỗi cung ứng chưa chuẩn hóa. Các cuộc thảo luận trong ngành vào thời điểm đó đặt quyết định chuyển đổi ở mức hàng trăm triệu RMB mỗi dây chuyền. Kết quả này minh họa rằng trong sản xuất, khả năng tương thích với công suất đã lắp đặt thường lớn hơn một lợi thế hiệu suất khiêm tốn.

Sản xuất mô-đun PV · bởi Jerry, Ooitech

Giới thiệu

TOPCon dây chuyền sản xuất tấm pin mặt trời phù hợp -" title="Vì sao TOPCon đánh bại HJT: Sự phụ thuộc lộ trình lý giải cuộc đua công nghệ pin mặt trời"/>

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

Trên lý thuyết, HJT trông thanh thoát. Nó có khả năng passivation mạnh, xử lý ở nhiệt độ thấp, hiệu suất hai mặt tuyệt vời và giới hạn 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 cần 200-350 triệu RMB mỗi GW, mặc dù giá thiết bị đã giảm. Sự khác biệt đó quá lớn để bỏ qua.

Vì vậy TOPCon không thắng đơn giản vì nó là công nghệ tiên tiến nhất. Nó thắng vì con đường từ PERC dẫn đến TOPCon một cách tự nhiên.

Ý tưởng cốt lõi

Ngành pin mặt trời không chọn TOPCon trong môi trường trống rỗng. 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 ví dụ điển hình của sự phụ thuộc lối mòn.

Thông số kỹ thuật

So sánh thị trường và công nghệ

Tại sao khoảng cách chi phí lại quan trọng

Ưu Điểm Kỹ Thuật

Sự phụ thuộc lối mòn: động lực ẩn sau chiến thắng của TOPCon

Sự phụ thuộc lối mòn có nghĩa là quyết định hôm nay bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi khoản đầu tư hôm qua. Một khi ngành đã xây dựng thiết bị, đào tạo con người, viết tiêu chuẩn, tích lũy dữ liệu thất bại và tối ưu hóa chuỗi cung ứng xoay quanh một lộ trình, việc nhảy sang lộ trình khác trở nên tốn kém và rủi ro.

TOPCon nhận được cả ba tầng phụ thuộc lối mòn từ PERC.

• Chi phí chuyển đổi thấp hơn: TOPCon chỉ cần một số module quy trình mới quan trọng trên nền dây chuyền PERC hiện có, chẳng hạn như khuếch tán boron và các bước tiếp xúc passivated LPCVD hoặc PECVD.

• Vòng phản hồi tích cực: Nhiều dây chuyền TOPCon hơn 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 sản xuất chính thống, nhân tài, tiêu chuẩn, xử lý 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 trong cuộc đua công nghiệp, không phải cuộc đua công nghệ

HJT không thua vì nó là công nghệ kém. Theo nhiều cách, nó hấp dẫn về mặt kỹ thuật.

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

• Amorphous silicon nội tại cung cấp khả năng passivation 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 trong khí hậu nóng.

• HJT có khả năng tương thích mạnh mẽ với các tế bào tandem perovskite trong tương lai.

Nhưng HJT có một vấn đề công nghiệp nghiêm trọng: nó không kế thừa được 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 sản lượng mới và chịu rủi ro đầu tư lớn hơn. Trong giai đoạn biên lợi nhuận sản xuất năng lượng mặt trời chịu 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 viên chiến thắng khả thi khác, nhưng con đường của nó khác 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 về cơ bản. Nó cần tạo mẫu, mở bằng laser, che mặt nạ và tạo tiếp xúc mặt sau chính xác. Điều đó khiến nó phức tạp hơn nhiều so với TOPCon.

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

• TBC: TOPCon cộng tiếp xúc mặt sau, chia sẻ một phần logic quy trình và thiết bị TOPCon.

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

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

Vấn đề then chốt là sản lượng. Mỗi bước quy trình thêm vào đều có thể trở thành kẻ giết sản lượng. Cho đến khi BC có thể đưa sản lượng, chi phí và thông lượng gần bằng mức 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 công suất tế bào hoặc mô-đun mới, cuộc tranh luận TOPCon-HJT-BC không chỉ là về hiệu suất tế bào. Đó là về kinh tế nhà máy.

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

• Những người mới tham gia có đủ vốn có thể cân nhắc HJT hoặc BC, nhưng họ 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 phát điện phân tán, tính thẩm mỹ mái nhà và phân khúc hiệu suất cao.

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

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

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

Các lĩnh vực quan trọng bao gồm:

• Tiền làm sạch và chuẩn bị bề mặt

• Kiểm soát khuếch tán boron

• Loại bỏ BSG

• Tạo tiếp xúc thụ động hóa LPCVD hoặc PECVD

• Cửa sổ quy trình ủ

• Lắng đọng màng Al₂O₃ và SiNₓ

• Kim loại hóa và phối hợp bột nhão

• Phân tích thất bại và cải thiện sản lượng

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

Bước ngoặt tandem perovskite

Sự phụ thuộc lộ trình rất mạnh mẽ, nhưng không vĩnh viễn. Nó có thể bị phá vỡ khi mức tăng hiệu suất của một lộ trình mới đủ lớn để biện minh cho chi phí chuyển đổi.

Đây là lý do tại sao tandem perovskite quan trọng. Nếu công nghệ tandem đạt được sản xuất công nghiệp ổn định, cuộc tranh luận cũ giữa TOPCon đơn kết và HJT đơn kết có thể trở nên ít quan trọng hơn. Ngành công nghiệp có thể chuyển từ tối ưu hóa riêng silicon tinh thể 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 tandem perovskite. Nhưng các công ty TOPCon cũng đang phát triển các giải pháp tandem, nên HJT không phải là ứng viên chiến thắng duy nhất.

Liên hệ và mua hàng

Ba nhận định rõ ràng

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

Thứ hai, HJT cần tandem perovskite để tạo ra sự trở lại thực sự. Nếu HJT chỉ còn là công nghệ đơn kết, nó sẽ khó đảo ngược quy mô công nghiệp của TOPCon. Nếu tandem perovskite-HJT 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 sản lượng và chi phí. BC có lợi thế rõ ràng về ngoại quan 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 lộ trình cao cấp thay vì thay thế phổ quát.

Suy nghĩ cuối cùng

Công nghệ tốt nhất không phải lúc nào cũng thắng trước. Công nghệ phù hợp với con đường hiện có thường thắng nhanh hơn.

TOPCon đánh bại HJT không phải vì HJT thiếu tiềm năng, mà vì sự tích lũy công nghiệp hàng thập kỷ của PERC chỉ thẳng về phía TOPCon. Thiết bị, kỹ sư, nhà cung cấp, cửa sổ quy trình và thói quen nhà máy đều đẩy theo cùng một hướng.

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

Quan điểm của Ooitech

Là một nhà quan sát phía thiết bị, Ooitech nhìn nhận 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 trên biểu đồ hiệu suất. Đối với các nhà sản xuất mô-đun, lộ trình chiến thắng phải phù hợp với tính liên tục của thiết bị, tốc độ tăng sản lượng, tính sẵn có của vật liệu và đường cong học tập của người vận hành. Sự đột phá tiếp theo có khả năng chỉ đến khi công nghệ tandem mang lại bước nhảy hiệu suất đủ lớn để vượt qua sự khóa chặt TOPCon hiện nay.