最近、TCL Zhonghuan は、IBC バッテリー技術に基づく Maxeon 7 シリーズ製品の研究開発を支援するために、株式持ち株会社 MAXN から転換社債を 2 億米ドルで引き受けることを発表しました。発表後の最初の取引日、TCLセントラルの株価はストップ高となった。また、同じくIBC電池技術を採用しているAixu株は、ABC電池が量産されようとしており、株価は4月27日以来4倍以上に上昇した。
太陽光発電産業が徐々にN型時代に突入するにつれ、TOPCon、HJT、IBCに代表されるN型電池技術が、レイアウトを競う企業の焦点となっている。データによると、TOPCon の既存の生産能力は 54GW、建設中および計画中の生産能力は 146GW です。 HJT の既存の生産能力は 7GW、建設中および計画中の生産能力は 180GW です。
ただし、TOPCon や HJT と比較すると、IBC クラスターの数は多くありません。この地域には、TCL Central、Aixu、LONGi Green Energy などの企業が数社しかありません。既存、建設中および計画中の生産能力の合計規模は30GWを超えません。 40年近い歴史を持つIBCはすでに商品化されており、生産プロセスも成熟しており、効率とコストの両方で一定の利点があることを知っておく必要があります。では、IBC が業界の主流のテクノロジー路線にならない理由は何でしょうか?
より高い変換効率、魅力的な外観、経済性を実現するプラットフォーム技術
データによると、IBC は裏面接合と裏面コンタクトを備えた太陽電池構造です。サンパワーによって最初に提案され、40年近い歴史があります。前面には金属グリッドラインのないSiNx/SiOx二層反射防止パッシベーション膜を採用しています。そして、エミッター、バックフィールド、および対応する正および負の金属電極は、バッテリーの背面に交互に組み合わされた形状で統合されています。前面がグリッド線で遮られないため、入射光を最大限に活用でき、有効発光面積を増大させ、光損失を低減し、光電変換効率の向上を図ることができます。達成。
データは、IBC の理論上の変換効率限界が 29.1% であり、TOPCon および HJT の 28.7% および 28.5% よりも高いことを示しています。現在、MAXN の最新 IBC セル技術の平均量産変換効率は 25% 以上に達しており、新製品 Maxeon 7 では 26% 以上に向上すると予想されています。 Aixu の ABC セルの平均変換効率は 25.5% に達すると予想されており、実験室で最も高い変換効率です。効率は 26.1% にもなります。これに対し、企業が公表しているTOPConやHJTの量産変換効率の平均は24%～25%が一般的です。
IBC は片面構造の利点を生かして、TOPCon、HJT、ペロブスカイトなどの電池技術と重ね合わせて、変換効率の高い TBC、HBC、PSC IBC を形成することもできるため、「プラットフォーム技術」としても知られています。現在、TBC と HBC の最も高い実験室変換効率は 26.1% と 26.7% に達しています。海外の研究チームが実施したPSC IBCセル性能のシミュレーション結果によると、光電変換効率25%の前面テクスチャリングを施したIBCボトムセル上に作製した3T構造PSC IBCの変換効率は35.2%と高い。
最終的な変換効率はより高くなりますが、IBC は優れた経済性も備えています。業界専門家の推計によると、現在のTOPConとHJTのW当たりコストは0.04～0.05元/W、PERCより0.2元/W高く、IBCの生産プロセスを完全に習得した企業は同じコストを達成できるという。 PERCとして。 HJT と同様に、IBC の設備投資は比較的高額で、GW あたり約 3 億元に達します。ただし、銀の消費量が少ないという特性の恩恵を受けて、IBC の W あたりのコストは低くなります。 Aixu の ABC が銀を含まない技術を実現したことは注目に値します。
さらに、IBC は前面のグリッド線に遮られないため外観が美しく、家庭用シナリオや BIPV などの分散型市場により適しています。特に、価格にあまり敏感でない消費者市場では、消費者は見た目の美しさのために割増料金を喜んで支払います。たとえば、欧州の一部の国で家庭用市場で非常に人気のある黒色のモジュールは、暗い屋根に合わせてより美しく見えるため、従来の PERC モジュールよりもプレミアム レベルが高くなります。ただし、製造プロセスの問題により、黒色モジュールの変換効率は PERC モジュールよりも低くなりますが、「自然に美しい」IBC にはそのような問題はありません。美しい外観と高い変換効率を備えているため、アプリケーションシナリオの範囲が広がり、製品のプレミアム機能が強化されます。
製造プロセスは成熟しているが、技術的難易度は高い
IBC は変換効率が高く、経済的な利点があるにもかかわらず、IBC を導入している企業がこれほど少ないのはなぜでしょうか?前述したように、IBC の製造プロセスを完全にマスターした企業のみが、PERC と基本的に同じコストを実現できます。したがって、複雑な製造プロセス、特に多くの種類の半導体プロセスが存在することが、「クラスタリング」が少ない主な理由です。
伝統的な意味で、IBC には主に 3 つのプロセスルートがあります。1 つは SunPower に代表される古典的な IBC プロセス、もう 1 つは ISFH に代表される POLO-IBC プロセス (TBC もその起源は同じです)、そして 3 つ目は ISFH に代表される POLO-IBC プロセスです。カネカHBCプロセスによる。 Aixu の ABC 技術ルートは、第 4 の技術ルートと言えます。
生産プロセスの成熟度という観点から見ると、古典的な IBC はすでに量産化を達成しています。データによると、サンパワーは合計 35 億個を出荷しました。 ABCは今年第3四半期に6.5GWの量産規模を達成する予定だ。 「Black Hole」シリーズの技術のコンポーネント。 TBCやHBCは比較的技術が成熟しておらず、実用化には時間がかかると思われます。
製造プロセスに特有の、PERC、TOPCon、および HJT と比較した IBC の主な変更点は、背面電極の構成、つまり、交互に配置された p+ 領域と n+ 領域の形成にあり、これが電池の性能に影響を与える鍵でもあります。 。古典的な IBC の製造プロセスでは、背面電極の構成には主にスクリーン印刷、レーザーエッチング、イオン注入の 3 つの方法があり、その結果 3 つの異なるサブルートがあり、各サブルートは 14 ものプロセスに対応します。ステップ、12ステップ、9ステップ。
データは、成熟した技術によるスクリーン印刷が表面的には単純に見えますが、コスト面で大きな利点があることを示しています。しかし、電池の表面に欠陥が生じやすいため、ドーピング効果の制御が難しく、複数回のスクリーン印刷や精密な位置合わせ工程が必要となり、工程の難易度や生産コストが増加します。レーザーエッチングには、低配合と制御可能なドーピングタイプという利点がありますが、プロセスは複雑で困難です。イオン注入は、制御精度が高く、拡散均一性が良いという特徴があるが、装置が高価であり、格子損傷が生じやすい。
AixuのABCの生産プロセスを参照すると、主にレーザーエッチングの方法が採用されており、生産プロセスは14ものステップがあります。業績交流会で同社が開示したデータによると、ABCの量産歩留まり率は95％に過ぎず、PERCやHJTの98％に比べて大幅に低い。 Aixu社は、年間の出荷量世界第2位を誇る、深い技術蓄積を持つ細胞専門メーカーであることはご存知でしょう。このことからも、IBCの製造プロセスの難易度が高いことが直接的に裏付けられる。
TOPConとHJTの次世代技術路線の一つ
IBCの製造プロセスは比較的難しいですが、そのプラットフォーム型の技術的特徴により、より高い変換効率の限界が重なり、技術ライフサイクルを効果的に延長することができ、企業の市場競争力を維持しながら、技術の反復によって引き起こされる運用も削減できます。 。リスク。特に、TOPCon、HJT、ペロブスカイトを積層して変換効率の高いタンデム電池を形成することは、将来の主流技術ルートの1つとして業界で一致して見なされています。したがって、IBC は現在の TOPCon 陣営と HJT 陣営の次世代テクノロジールートの 1 つとなる可能性があります。現在、多くの企業が関連技術研究を行っていることを明らかにしています。
具体的には、TOPConとIBCを重ね合わせて形成されるTBCは、前面にシールドのないIBCにPOLO技術を採用することで、電流を損失することなくパッシベーション効果と開放電圧を向上させ、光電変換効率を向上させます。 TBC には、優れた安定性、優れた選択的不動態化接触、および IBC テクノロジーとの高い互換性という利点があります。その製造プロセスの技術的な困難は、背面電極の分離、ポリシリコンのパッシベーション品質の均一性、および IBC プロセス ルートとの統合にあります。
HJTとIBCを重ね合わせて形成されるHBCは、表面に電極シールドがなく、TCOの代わりに反射防止層を使用するため、短波長域での光損失が少なく、コストが低くなります。 HBC は、より優れた不動態化効果と低い温度係数により、バッテリー端での変換効率に明らかな利点があり、同時にモジュール端での発電量も高くなります。しかし、IBCの厳密な電極絶縁、複雑なプロセス、狭いプロセスウィンドウなどの製造プロセスの問題は、依然としてその工業化を妨げる困難となっています。
ペロブスカイトとIBCを重ね合わせて形成されたPSC IBCは、相補的な吸収スペクトルを実現し、太陽光スペクトルの利用率を向上させて光電変換効率を向上させることができます。 PSC IBCの最終的な変換効率は理論的にはより高いですが、積層後の結晶シリコン電池製品の安定性への影響と、既存の生産ラインとの生産プロセスの互換性は、その開発を制限する重要な要因の1つです。
太陽光発電産業の「ビューティーエコノミー」をリード
アプリケーションレベルから見ると、世界中で分散型市場が勃興するにつれ、より高い変換効率とより優れた外観を備えた IBC モジュール製品には幅広い開発の見通しが立っています。特に、その付加価値の高い機能は消費者の「美」の追求に応えることができ、一定の商品プレミアムが期待できます。家電業界を例に挙げると、感染症流行以前は「見た目の経済」が市場成長の中心的な原動力となっていたが、製品の品質のみを重視する企業は徐々に消費者から見放されている。さらに、IBC は中長期的に成長の可能性がある BIPV にも非常に適しています。
市場構造に関する限り、現在 IBC 分野には TCL Zhonghuan (MAXN)、LONGi Green Energy、Aixu など少数のプレーヤーしか存在せず、分散型市場シェアは太陽光発電全体の半分以上を占めています。市場。特にヨーロッパの家庭用光ストレージ市場が本格的に勃興しており、価格にあまり敏感ではないため、高効率で高価値のIBCモジュール製品が消費者の間で人気になると考えられます。
投稿時間: 2022 年 9 月 2 日