ทำไม TOPCon ถึงชนะ HJT: การพึ่งพาเส้นทางอธิบายการแข่งขันเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์

บทนำ

ในปี 2023 ผู้ผลิตเซลล์แสงอาทิตย์หลายรายต้องเผชิญกับคำถามเดียวกันในห้องประชุมคณะกรรมการ: หากอุตสาหกรรมต้องเปลี่ยนจาก PERC ชนิด P-type ไปเป็นเทคโนโลยีชนิด N-type การลงทุนครั้งต่อไปควรไปที่ TOPCon หรือ HJT?

ในทางทฤษฎี HJT ดูหรูหรา มีการพาสซิเวชันที่แข็งแกร่ง กระบวนการที่อุณหภูมิต่ำ ประสิทธิภาพสองหน้าที่ยอดเยี่ยม และขีดจำกัดทางทฤษฎีที่มีแนวโน้มดี แต่ในโรงงานจริง การตัดสินใจมักขึ้นอยู่กับตัวเลขเดียว: ต้นทุนการแปลงสภาพ

สำหรับบริษัทที่ดำเนินสายการผลิต PERC อยู่แล้ว การอัปเกรดเป็น TOPCon อาจมีต้นทุนประมาณ RMB 50-80 ล้านต่อ GWการสร้างสายการผลิต HJT ใหม่มักต้องใช้ RMB 200-350 ล้านต่อ GWแม้ว่าราคาอุปกรณ์จะลดลงก็ตาม ความแตกต่างนั้นมากเกินกว่าจะมองข้าม

ดังนั้น TOPCon ไม่ได้ชนะเพียงเพราะเป็นเทคโนโลยีที่ล้ำหน้าที่สุด แต่มันชนะเพราะเส้นทางจาก PERC นำไปสู่ TOPCon โดยธรรมชาติ

แนวคิดหลัก

อุตสาหกรรมแสงอาทิตย์ไม่ได้เลือก TOPCon ในสุญญากาศ มันเลือก TOPCon ภายใต้น้ำหนักของอุปกรณ์ PERC วิศวกร PERC ซัพพลายเออร์ PERC ข้อมูลคุณภาพ PERC และนิสัยการผลิต PERC ที่มีมาสิบปี นี่เป็นกรณีศึกษาแบบตำราของ การพึ่งพาเส้นทาง.

พารามิเตอร์ทางเทคนิค

การเปรียบเทียบตลาดและเทคโนโลยี

เหตุใดช่องว่างต้นทุนจึงสำคัญ

ข้อได้เปรียบทางเทคนิค

การพึ่งพาเส้นทาง: แรงซ่อนเร้นเบื้องหลังชัยชนะของ TOPCon

การพึ่งพาเส้นทางหมายความว่าการตัดสินใจในวันนี้ถูกกำหนดอย่างมากจากการลงทุนในอดีต เมื่ออุตสาหกรรมได้สร้างอุปกรณ์ ฝึกอบรมบุคลากร เขียนมาตรฐาน สะสมข้อมูลความล้มเหลว และปรับห่วงโซ่อุปทานให้เหมาะสมตามเส้นทางใดเส้นทางหนึ่งแล้ว การเปลี่ยนไปใช้เส้นทางอื่นก็จะมีต้นทุนสูงและมีความเสี่ยง

TOPCon ได้รับการพึ่งพาเส้นทางทั้งสามชั้นจาก PERC

• ต้นทุนการเปลี่ยนต่ำ: TOPCon ต้องการเพียงโมดูลกระบวนการใหม่ที่สำคัญไม่กี่โมดูลบนสายการผลิต PERC ที่มีอยู่ เช่น การแพร่โบรอนและขั้นตอนการสัมผัสแบบพาสซีฟด้วย LPCVD หรือ PECVD

• วงจรป้อนกลับเชิงบวก: สายการผลิต TOPCon ที่มากขึ้นกระตุ้นให้ผู้ผลิตอุปกรณ์ ซัพพลายเออร์เพสต์ วิศวกรกระบวนการ และทีมคุณภาพปรับปรุง TOPCon ให้เร็วขึ้น

• ผลการล็อกอิน: เมื่อ TOPCon กลายเป็นภาษาหลักของการผลิต บุคลากร มาตรฐาน การแก้ปัญหา และการพัฒนาซัพพลายเออร์ทั้งหมดเริ่มไหลไปในทิศทางเดียวกัน

TOPCon แข็งแกร่งขึ้นเพราะโรงงานเลือกใช้มากขึ้น โรงงานเลือกใช้มากขึ้นเพราะมันแข็งแกร่งขึ้น วงจรนี้เป็นตัวชี้ขาด

ทำไม HJT ถึงแพ้การแข่งขันทางอุตสาหกรรม ไม่ใช่การแข่งขันทางเทคโนโลยี

HJT ไม่ได้แพ้เพราะเป็นเทคโนโลยีที่ด้อย ในหลายๆ ด้าน มันน่าสนใจทางเทคนิค

• โครงสร้างสมมาตรสนับสนุนประสิทธิภาพสองหน้าที่ยอดเยี่ยม

• ซิลิคอนอสัณฐานภายในให้การพาสซีฟที่ยอดเยี่ยม

• การประมวลผลที่อุณหภูมิต่ำสามารถลดความเครียดจากความร้อนได้

• ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิต่ำช่วยประสิทธิภาพในสภาพอากาศร้อน

• HJT มีความเข้ากันได้ดีกับเซลล์ tandem perovskite ในอนาคต

แต่ HJT มีปัญหาทางอุตสาหกรรมที่ร้ายแรง: มันไม่ได้สืบทอดฐานการผลิต PERC

โรงงานที่เลือกใช้ HJT ต้องพิจารณาเปลี่ยนชิ้นส่วนสินทรัพย์เดิมจำนวนมาก ฝึกอบรมวิศวกรใหม่ สร้างระบบซัพพลายเออร์ใหม่ ยอมรับวงจรการเพิ่มผลผลิตใหม่ และรับความเสี่ยงในการลงทุนที่สูงขึ้น ในช่วงที่อัตรากำไรจากการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์อยู่ภายใต้แรงกดดัน นี่ไม่ใช่แค่การตัดสินใจทางเทคโนโลยี แต่เป็นการตัดสินใจเพื่อความอยู่รอด

BC: เส้นทางที่สาม แต่ไม่ใช่ทางลัดที่ง่าย

เทคโนโลยี BC มักถูกอธิบายว่าเป็นอีกหนึ่งผู้ชนะที่เป็นไปได้ แต่เส้นทางของมันแตกต่างจากทั้ง TOPCon และ HJT

BC ไม่สามารถสืบทอดโครงสร้าง PERC แบบดั้งเดิมได้อย่างสมบูรณ์ เนื่องจากสถาปัตยกรรมแบบ back-contact เปลี่ยนแปลงการออกแบบเซลล์โดยพื้นฐาน ต้องมีการสร้างลวดลาย การเปิดด้วยเลเซอร์ การใช้หน้ากาก และการสร้างหน้าสัมผัสด้านหลังที่แม่นยำ ทำให้ซับซ้อนกว่า TOPCon มาก

อย่างไรก็ตาม BC สามารถเชื่อมต่อกับเทคโนโลยีพื้นฐานที่แตกต่างกันได้:

• TBC: TOPCon บวก back contact แบ่งปันกระบวนการและตรรกะอุปกรณ์ของ TOPCon บางส่วน

• HBC: HJT บวก back contact รวมการพาสซีฟของ HJT เข้ากับโครงสร้าง back-contact

BC ไม่ใช่แค่ทางแยก แต่เป็นเหมือนทางหลวงใหม่ที่สามารถรองรับยานพาหนะประเภทต่างๆ ได้ แต่ตัวทางหลวงเองยังคงต้องสร้าง และนั่นมีค่าใช้จ่ายสูง

ปัญหาสำคัญคือผลผลิต ทุกขั้นตอนกระบวนการที่เพิ่มขึ้นอาจกลายเป็นตัวฆ่าผลผลิต จนกว่า BC จะสามารถนำผลผลิต ต้นทุน และปริมาณงานให้ใกล้เคียงกับระดับ TOPCon ได้ มันจะยังคงแข็งแกร่งในตลาดพรีเมียม แต่ยากที่จะแทนที่ TOPCon ในระดับใหญ่

การประยุกต์ใช้ผลิตภัณฑ์

สิ่งนี้หมายถึงอะไรสำหรับผู้ผลิตพลังงานแสงอาทิตย์

สำหรับผู้ผลิตที่วางแผนกำลังการผลิตเซลล์หรือโมดูลใหม่ การถกเถียงระหว่าง TOPCon-HJT-BC ไม่ได้เกี่ยวกับประสิทธิภาพของเซลล์เท่านั้น แต่เกี่ยวกับเศรษฐศาสตร์ของโรงงาน

• ผู้ผลิตที่ใช้ PERC อยู่แล้วโดยธรรมชาติจะเคลื่อนไปทาง TOPCon เนื่องจากเส้นทางการอัปเกรดชัดเจนกว่า

• ผู้เข้ามาใหม่ที่มีเงินทุนเพียงพออาจพิจารณา HJT หรือ BC แต่ต้องยอมรับความเสี่ยงด้านกระบวนการที่สูงขึ้น

• ผู้ผลิตโมดูลพรีเมียมอาจใช้ BC เพื่อกำหนดเป้าหมายการผลิตแบบกระจาย ความสวยงามของหลังคา และกลุ่มประสิทธิภาพสูง

• นักลงทุนด้านเทคโนโลยีระยะยาวกำลังจับตาดูเส้นทาง tandem HJT-perovskite และ TOPCon-perovskite อย่างใกล้ชิด

สิ่งนี้หมายถึงอะไรสำหรับวิศวกรการผลิต

สำหรับวิศวกรแนวหน้า สามปีข้างหน้ามีแนวโน้มที่จะยังคงเน้น TOPCon อย่างหนัก ทักษะปฏิบัติที่มีค่าที่สุดจะยังคงเกี่ยวข้องกับการควบคุมกระบวนการ TOPCon แบบเต็มรูปแบบ

พื้นที่สำคัญได้แก่:

• การทำความสะอาดเบื้องต้นและการเตรียมพื้นผิว

• การควบคุมการแพร่ของโบรอน

• การกำจัด BSG

• การสร้างชั้นพาสซิเวชันแบบคอนแทคด้วย LPCVD หรือ PECVD

• หน้าต่างกระบวนการแอนนีล

• การสะสมฟิล์ม Al₂O₃ และ SiNₓ

• การทำเมทัลไลเซชันและการจับคู่สารเคลือบ

• การวิเคราะห์ความล้มเหลวและการปรับปรุงผลผลิต

ในขณะเดียวกัน วิศวกรไม่ควรมองข้ามความก้าวหน้าของเพอรอฟสไกต์แทนเดม ตัวชี้วัดสำคัญที่ต้องติดตามไม่ใช่แค่ประสิทธิภาพในห้องปฏิบัติการ แต่รวมถึงความเสถียร ประสิทธิภาพในพื้นที่ขนาดใหญ่ และความสามารถในการทำซ้ำของกระบวนการ

จุดเปลี่ยนของเพอรอฟสไกต์แทนเดม

การพึ่งพาเส้นทางเดิมนั้นทรงพลัง แต่ไม่ถาวร มันสามารถแตกหักได้เมื่อประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นของเส้นทางใหม่มีมากพอที่จะชดเชยต้นทุนในการเปลี่ยน

นี่คือเหตุผลที่เพอรอฟสไกต์แทนเดมมีความสำคัญ หากเทคโนโลยีแทนเดมถึงขั้นตอนการผลิตทางอุตสาหกรรมที่เสถียร การถกเถียงเก่าระหว่าง TOPCon แบบรอยต่อเดี่ยวและ HJT แบบรอยต่อเดี่ยวอาจมีความสำคัญน้อยลง อุตสาหกรรมอาจเปลี่ยนจากการเพิ่มประสิทธิภาพซิลิคอนผลึกเดี่ยวไปสู่การสร้างเพดานประสิทธิภาพใหม่ทั้งหมด

ผู้สนับสนุน HJT กำลังเดิมพันอย่างหนักในเรื่องนี้ กระบวนการอุณหภูมิต่ำและโครงสร้างสมมาตรของ HJT ทำให้เหมาะสำหรับการรวมเข้ากับเพอรอฟสไกต์แทนเดมโดยธรรมชาติ แต่บริษัท TOPCon ก็กำลังพัฒนาโซลูชันแทนเดมเช่นกัน ดังนั้น HJT จึงไม่ใช่ผู้ชนะเพียงคนเดียวที่เป็นไปได้

ติดต่อและสั่งซื้อ

ข้อสรุปสามประการที่ชัดเจน

ประการแรก TOPCon จะยังคงเป็นเส้นทางหลักในอีกสามปีข้างหน้า ตั้งแต่ปี 2026 ถึง 2029 TOPCon มีแนวโน้มที่จะรักษาส่วนแบ่งการตลาดมากกว่า 70% ข้อได้เปรียบของมันไม่ใช่แค่ประสิทธิภาพเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความพร้อมของอุปกรณ์ วิศวกรที่ผ่านการฝึกอบรม ความสมบูรณ์ของซัพพลายเออร์ ฐานข้อมูลคุณภาพ และความเสี่ยงในการอัปเกรดที่ต่ำกว่า

ประการที่สอง HJT ต้องการเพอรอฟสไกต์แทนเดมเพื่อสร้างการกลับมาอย่างแท้จริง หาก HJT ยังคงเป็นเพียงเทคโนโลยีรอยต่อเดี่ยว มันจะพยายามอย่างหนักที่จะพลิกกลับขนาดอุตสาหกรรมของ TOPCon หากเพอรอฟสไกต์-HJT แทนเดมถึงการผลิตจำนวนมากที่เสถียร เรื่องราวอาจเปลี่ยนไป

ประการที่สาม BC เป็นภัยคุกคามเชิงโครงสร้างที่แข็งแกร่งที่สุดของ TOPCon หากสามารถแก้ปัญหาผลผลิตและต้นทุนได้ BC มีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในด้านรูปลักษณ์และการลดการสูญเสียแสง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานบนหลังคาระดับสูงและการกระจาย แต่เว้นแต่กระบวนการจะเสถียรและมีราคาไม่แพง มันจะยังคงเป็นเส้นทางพรีเมียมมากกว่าการทดแทนสากล

ข้อคิดสุดท้าย

เทคโนโลยีที่ดีที่สุดไม่ได้ชนะเสมอไป เทคโนโลยีที่เข้ากับถนนที่มีอยู่มักจะชนะเร็วกว่า

TOPCon เอาชนะ HJT ไม่ใช่เพราะ HJT ขาดศักยภาพ แต่เพราะการสะสมทางอุตสาหกรรมของ PERC ที่ยาวนานกว่าทศวรรษชี้ไปที่ TOPCon โดยตรง อุปกรณ์ วิศวกร ซัพพลายเออร์ หน้าต่างกระบวนการ และนิสัยของโรงงาน ล้วนผลักดันไปในทิศทางเดียวกัน

ตอนนี้ HJT ต้องการเงินปันผลทางเทคโนโลยีที่มากพอที่จะดึงอุตสาหกรรมออกจากเส้นทางประวัติศาสตร์ BC กำลังพยายามสร้างเส้นทางของตัวเองผ่านการลงทุนหนักและความสมบูรณ์ของกระบวนการ เพอรอฟสไกต์แบบตีคู่อาจกลายเป็นจุดเปลี่ยนที่แท้จริงครั้งต่อไป

มุมมองของ Ooitech

ในฐานะผู้สังเกตการณ์ด้านอุปกรณ์ Ooitech มองว่าการเพิ่มขึ้นของ TOPCon เป็นเครื่องเตือนว่าการเปลี่ยนผ่านเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ถูกตัดสินบนพื้นการผลิต ไม่ใช่แค่ในแผนภูมิประสิทธิภาพ สำหรับผู้ผลิตโมดูล เส้นทางที่ชนะต้องสอดคล้องกับความต่อเนื่องของอุปกรณ์ ความเร็วในการเพิ่มผลผลิต ความพร้อมของวัสดุ และเส้นโค้งการเรียนรู้ของผู้ปฏิบัติงาน การหยุดชะงักครั้งต่อไปน่าจะเกิดขึ้นเมื่อเทคโนโลยีตีคู่ให้การกระโดดด้านประสิทธิภาพที่มากพอที่จะเอาชนะการล็อกอินของ TOPCon ในปัจจุบัน