تحليل تطوير تكنولوجيا الخلايا الشمسية من النوع N

في عام 2022 ، ستخرج تقنية البطاريات من النوع N من المختبر وتبدأ العام الأول من الإنتاج الضخم ، وسيتم تحسين كفاءة الخلايا الشمسية بشكل كبير. في نوفمبر من العام الماضي ، وصلت كفاءة تحويل خلايا السيليكون غير المتجانسة التي طورتها LONGi Green Energy بشكل مستقل إلى 26.81٪ ، مسجلة الرقم القياسي الحالي لأعلى كفاءة للخلايا الشمسية القائمة على السيليكون في العالم. من المتوقع أن تصبح البطاريات من النوع N رائدة الجيل التالي من التكنولوجيا الكهروضوئية وأن تحل محل البطاريات من النوع P.

تشير البطاريات من النوع P بشكل أساسي إلى بطاريات BSF وبطاريات PERC. قبل 2014-2015 ، سيطر BSF على تقنية الخلايا الكهروضوئية ، وسواء كانت خلية أحادية البلورية أو متعددة الكريستالات ، فقد تم تخميل الجانب الخلفي بالألمنيوم. بعد عام 2015 ، تم تطوير بطاريات PERC. الجانب الخلفي لخلية PERC ليس فقط تخميل المجال الخلفي للألمنيوم ، ولكنه يعتمد أيضًا بشكل أساسي طريقة التخميل لأكسيد الألومنيوم ونتريد السيليكون ، والتي تتجنب بشكل فعال بعض العيوب الفنية السابقة. مع مزايا البلورة المفردة من حيث كفاءة التحويل وتكلفة الإنتاج ، أصبحت خلايا PERC هي أكثر التقنيات فعالية لتحقيق انخفاض سريع في نظام KCOE. في العامين التاليين ، تحول السوق بأكمله تدريجياً إلى تقنية PERC. بحلول عام 2022 ، ستمثل منتجات بطاريات PERC أكثر من 90٪ من السوق العالمية.
في الوقت الحالي ، لا تعد بطاريات PERC قديمة ، ولكن من المقدر أنه سيكون من الصعب التنافس مع بطاريات أكثر كفاءة من النوع N في حوالي ثلاث سنوات.

في يوليو 2022 ، وصلت أعلى كفاءة لخلية PERC عالية الكفاءة G12 التي طورتها شركة Trina Solar بشكل مستقل إلى 24.5٪ ، مسجلة رقمًا قياسيًا عالميًا جديدًا. و 24.5٪ هو بالفعل الحد الأقصى لكفاءة البطارية من النوع P.
بالمقارنة مع رقاقات السيليكون من النوع P ، فإن العمر الحامل لرقائق السيليكون من النوع N هو على الأقل ترتيب من حيث الحجم ، لماذا؟ نظرًا لأن رقاقة السيليكون من النوع N مخدرة أساسًا بـ "عنصر الفوسفور" ، فلن تتشكل أزواج ذرات البورون والأكسجين (أي السبب الرئيسي للتوهين الناجم عن الضوء للبطارية من النوع P) في المادة ، مما يجعل التوهين الأولي الناجم عن الضوء للبطارية والمكونات من النوع N تقريبًا صفر. هذا هو الاختلاف الأساسي بين البطاريات من النوع N والبطاريات من النوع P ، ولهذا السبب بالتحديد تم تحسين جهد الدائرة المفتوحة وتيار الدائرة القصيرة للبطاريات من النوع N بشكل كبير ، مما أدى إلى زيادة كفاءة تحويل البطارية.

تتمتع الخلايا من النوع N بالعديد من المزايا ، بما في ذلك كفاءة التحويل العالية ، والحيوية العالية ، ومعامل درجة الحرارة المنخفضة ، وعدم تسوس الضوء ، وتأثير الضوء الضعيف الجيد ، وعمر الناقل الأطول.
يمكن تقسيم تقنية البطاريات من النوع N إلى أنواع تقنية غير متجانسة (HJT) و TOPCon و IBC وأنواع تقنية أخرى. في الوقت الحاضر ، يختار مصنعو الخلايا الكهروضوئية في الغالب TOPCon أو HJT لمتابعة الإنتاج الضخم.
يمكن أن تصل الكفاءة النظرية لخلايا TOPCon من النوع N إلى 28.7٪ ، ويمكن أن تصل الكفاءة النظرية للخلايا غير المتجانسة إلى 27.5٪.

تعتمد TOPCon على عملية "البطارية من النوع N" ، وتواصل تطوير تقنية "تلامس تخميل طبقة أكسيد النفق". يمكن لتقنية TOPCon أن تحسن بشكل كبير من كفاءة التحويل للخلايا من النوع N.

وفقًا للحسابات النظرية ، تبلغ كفاءة الإنتاج الضخم الحالية لـ TOPCon للبطاريات الرئيسية حوالي 23.7-23.8٪ ، وقد أعلنت بعض الشركات المصنعة للبطاريات أنها حققت 24.0٪ +. وقد حققت العديد من الشركات ، بما في ذلك Jolywood ، كفاءة مخبرية تزيد عن 25٪ آفاق واسعة.

تعد كل من TOPCon و PERC عمليتين ذات درجة حرارة عالية ، ويمكنهما الاحتفاظ والاستفادة من عملية تصنيع معدات البطاريات التقليدية الحالية من النوع P إلى أقصى حد. يمكن ترقية TOPCon من خط إنتاج PERC بدون بناء خط إنتاج جديد. إذا تمت ترقية وتعديل عملية PERC الأصلية فقط ، فلن يتطلب الأمر سوى استثمار إضافي من 7 ملايين إلى 14 مليون يورو / جيجاوات ، وتكون تكلفة الاستثمار الهامشية أفضل من طرق التكنولوجيا الأخرى من النوع N. يعد خط إنتاج تقنية PERC هو التطبيق السائد للبطاريات من النوع P ، لذلك تحت ضغط استهلاك أصول معدات خط إنتاج PERC على نطاق واسع ، فإن الاستمرار في ترقية المعدات وتحويلها إلى خط إنتاج TOPCon سيساعد في تقليل مخاطر الغرق .
في المستقبل ، مع خفض التكاليف غير المصنوعة من السيليكون وزيادة تحسين معدل العائد والكفاءة ، ستعمل TOPCon على تضييق فجوة التكلفة بسرعة مع PERC وتصبح جيلًا جديدًا من المنتجات السائدة.

في الوقت الحالي ، تشمل الشركات الكبرى المشاركة في تقنية TOPCON: Longji و Jolywood و JinkoSolar و Trina Solar و Risen Energy وغيرها ، ومعظمها شركات متكاملة رأسياً. من بينها ، Jolywood هي واحدة من أوائل الشركات التي نشرت TOPCon. يبلغ متوسط ​​كفاءة التحويل لمجموعات الإنتاج الضخم لبطاريات TOPCon للشركة 24.2٪ ، وبعض المنتجات تصل إلى 24.5٪.
وفقًا لإحصاءات PVInfoLink و TrendForce ، بحلول نهاية عام 2022 ، من المتوقع أن تتجاوز الطاقة الإنتاجية لشركة TOPCon على مستوى الصناعة 40 جيجاوات ، ومن المتوقع أن تصل إلى حوالي 80 جيجاوات بحلول نهاية عام 2023.

عملية HJT مختلفة تمامًا عن TOPCon المذكورة أعلاه ، حيث تمت ترقية TOPCon من خط إنتاج "بطارية من النوع P". لذلك ، من أجل توفير التكاليف ، سيختار العديد من الشركات المصنعة الاستمرار في ترقية وتحويل TOPCON. إذن ، ما هي مزايا HJT؟

تشتمل عملية بطارية HJT بشكل أساسي على 4 روابط ، وتركيب ، وترسيب السيليكون غير المتبلور ، وترسب TCO ، وطباعة الشاشة. تدفق العملية أقل بكثير من PERC's 10 و TOPCON 12-13. هذا يجعل الشركات المصنعة الجديدة التي ترغب في دخول اللعبة أكثر ميلًا الآن إلى تقنية HJT. بهذه الطريقة ، يمكن للمصنعين الجدد التنافس مع الشركات المصنعة القائمة.

في المختبر ، تبلغ كفاءة التحويل لـ TOPCon حوالي 24٪ ، في حين أن كفاءة الإنتاج الضخم للخلايا من النوع N تزيد عمومًا عن 24٪. مع مزيد من التطوير ، ستظهر مزايا تقنية بطاريات HJT ، والتي هي أكثر ملاءمة لتركيب التقنيات الأخرى. يمكن لخلايا HJT استخدام السيليكون النانوي المخدر والسيليكون الجريزوفولفين المخدر على الأسطح الأمامية والخلفية على التوالي.في المستقبل ، من خلال تركيب IBC و perovskite ، قد تزيد كفاءة التحويل إلى أكثر من 30٪.

وفقًا للبيانات ذات الصلة ، تتحلل بطاريات HJT بنسبة 1-2٪ في السنة الأولى ، ثم تتحلل بنسبة 0.25٪ سنويًا ، وهو أقل بكثير من خلايا PERC (2٪ في السنة الأولى ، و 0.45٪ سنويًا بعد ذلك) تبلغ نسبة توليد الطاقة لكل واط في الدورة حوالي 1.9٪ -2.9٪ أعلى من خلايا PERC ثنائية الجوانب.

تختلف مسارات عملية HJT و PERC تمامًا ، ولا يمكن تمديدها ، ويمكن تشغيل خطوط إنتاج جديدة فقط ؛ ولا يتوافق HJT مع معدات إنتاج PERC السائدة ، وبالتالي فإن التحول إلى HJT بعد استخدام عملية PERC سيؤدي إلى ارتفاع تحويل التكاليف إلى الشركات. لذلك ، تعد تقنية HJT أكثر ملاءمة للمؤسسات التي تقل عن المستويين الثاني والثالث أو صناعات التكنولوجيا الجديدة ، دون العبء التاريخي لقدرة الإنتاج.

وفقًا للإحصاءات غير المكتملة ، تُظهر الطاقة الإنتاجية وخطط التوسع التي كشفت عنها 24 شركة بما في ذلك China Resources Power و China National Building Materials Group و Runyang و Huasheng New Energy و Aikang Technology أن تخطيط السعة الإنتاجية المستقبلية لـ HJT قد وصل إلى 112GW.
 

مع التباطؤ في تحسين كفاءة خلايا PERC ، والخلية الرئيسية في السوق ، والنضج التدريجي لتصنيع الخلايا غير المتجانسة القائمة على رقائق السيليكون من النوع N ، فإن تركيز تطوير صناعة الخلايا الكهروضوئية يتغير بهدوء. يعتقد خبراء الصناعة أنه بالمقارنة مع الطرق التقنية الأخرى ، تتمتع تقنية بطاريات HJT بمعدل تحويل أفضل ومساحة لخفض التكلفة ، وهي أيضًا أكثر ملاءمة للجمع مع IBC و perovskite وغيرها من التقنيات. تسمى هذه التقنية الجيل التالي من الخلايا الكهروضوئية التجارية في الصناعة • التقنيات المهمة المرشحة للإنتاج.

بصفتها شركة مصنعة للوحدات الكهروضوئية تتمتع بخبرة مهنية تبلغ 14 عامًا ، فإن شركة Maysun Solar تقوم بالبحث وتطوير الوحدات الكهروضوئية من النوع N وهي دائمًا على استعداد للتعاون معك للمساعدة في نقل الطاقة. تواصل معنا (رابط الاتصال) لفتح الباب أمام الطاقة الخضراء.