PERC ، TOPCon ، HJT: ثلاثة مقارنة للأداء الفني والتكلفة والعملية!
May 24, 2023
1. مقارنة إمكانات تكنولوجيا البطاريات الثلاثة حتى الآن ، هناك 3 طرق فنية ، PERC البطارية هي المسار التقني الأكثر شيوعًا بنسبة 90٪ أو أكثر ، وكلاهما في ازدياد. الكفاءة النظرية القصوى:بطارية PERC 24.5٪ ؛ينقسم TOPCon إلى نوعين ، أحدهما أحادي الجانب (السطح الخلفي فقط مصنوع من تخميل البولي سيليكون) 27.1٪ ، و TOPCon على الوجهين (السطح الأمامي مصنوع أيضًا من البولي سيليكون) 28.7٪ ؛HJT على الوجهين 28.5٪. كفاءة المختبر القصوى:PERC هي 24٪ ؛توبكون هو 26٪ ، وهو سجل معمل بمساحة صغيرة 4 سم في ألمانيا. من منطقة كبيرة ، أعلى كفاءة تسويق لـ Jinko هي 25.4٪ ؛بلغ حجم تسويق HJT LONGi M6 26.3 ٪. الكفاءة الاسمية لخط الإنتاج (بالنسبة لتقرير الدعاية الخاص بخط الإنتاج ، قد لا يتم أخذ بعض العوامل في الاعتبار):PERC هي 23٪ ؛ TOPCon 24.5٪ ؛ HJT 24.5٪. وفقًا لقوة المكونات في السوق ، يُقال أحيانًا أن كفاءة الاختبار عالية جدًا ، لكن قوة المكونات ليست عالية جدًا. أحد الاحتمالات هو أن CTM منخفض وأن الكفاءة عالية بشكل خاطئ. إذا استنتجنا كفاءة البطارية من CTM u003d 100٪ ، ونظرنا إلى 72 قطعة من بطاريات M6 ، فإن رقائق السيليكون ذات الأحجام المختلفة ليست متشابهة ، و PERC هي 22.8٪ ، و TOPCon 23.71٪ ، و HJT 24.06٪. في الواقع ، إنه يعكس الواقع من كفاءة المراقبة من جانب المكون. معدل إنتاج خط الإنتاج: تبلغ نسبة TOPCon 98.5٪ ، والفرق في البث من مختلف الشركات كبير نسبيًا ، حيث يتراوح بين 90-95٪ ؛ HJT حوالي 98٪. عدد العمليات: PERC هي 11 عملية ؛ TOPCon هي 12 عملية ؛ HJT هي 7 عمليات ، والتقليدية هي 5 عمليات. إذا تم إجراؤها بشكل جيد ، بالإضافة إلى التنظيف المسبق والجمع ، فستكون 7 عمليات. ملاءمة الورقة:يبلغ حجم PERC 160-180μm ، ورقائق السيليكون كبيرة الحجم هي 182/210 أو 170-180μm. يمكن أن يصل الحجم الصغير إلى 160 ميكرومتر ؛TOPCon مشابه جدًا لـ PERC ، 160-180μm ؛HJT لديه تطبيق واسع النطاق يبلغ 150 ميكرومتر ، ولا توجد مشكلة في تحقيق 130 ميكرومتر. أعلنت بعض الشركات أنه من الأصعب الوصول إلى 120 ميكرومتر ، لكن المعالج سوف يتكيف بعد التحسين في المستقبل. حجم الويفر: كلها بالحجم الكامل ، فقط حسب طلب السوق. من الصعب جدًا على TOPCon تحقيق 210 نظرًا لوجود عدد كبير جدًا من العمليات ذات درجات الحرارة العالية. التوافق: توافق TOPCon و PERC متوافق بشكل أساسي ، أي إضافة جهازين أو ثلاثة أجهزة. HJT غير متوافق بشكل أساسي. استثمار المعدات: تبلغ نسبة PERC 180 مليون / جيجاواط ، و TOPCon 250 مليون / جيجاواط ، و HJT 350 مليون / جيجاواط. سعر الوحدة: تعتمد PERC في السوق على 100٪ ، و TOPCon لديها 5٪ علاوة ، و HJT لديها علاوة 10٪. قابلية التوسع التقني:في هذه المرحلة ، يمكن لـ PERC على الوجهين و TOPCon تصنيع PERC أحادي الجانب. نتبع CTM100 الصارم ، بشكل رئيسي بين 23.7٪ و 24٪ ؛ يبلغ الإنتاج الضخم لـ HJT غير المتبلور على الوجهين 24.3٪ ، وكفاءة المعادلة العكسية حوالي 24٪. في المرحلة التالية ، يمكن أن يصل HJT2.0 إلى 25٪ ، 3.0 إلى 25.5٪. بعض الشركات في TOPCon تدعي 24.5٪ هذا العام ، و 25٪ العام المقبل ، و 25.5٪ في العام التالي. من الناحية الفنية ، لا يتحقق تحسين الكفاءة من خلال تجميع الكفاءة على خط الإنتاج ، ولكن من خلال التصميم الفني. تريد TOPCon المزيد من التحسين. إذا تم تخميله فقط على السطح الخلفي ، يكون صعبًا نسبيًا. من الممكن تخميل كلا الجانبين ، كما يجب أن يكون السطح الأمامي للتخميل على الوجهين أكثر سمكًا. الفكرة هي جعل السطح الأمامي رقيقًا جدًا واستخدام ITO بعد ضعف الموصلية. لن يتم حرق العجينة المعدنية ، ويمكن إجراء المزيد من التخميل على الوجهين. ما يسمى ببطارية بولو ليست ناجحة في الخارج ، وهي مصنوعة من قبل معاهد البحوث في هولندا أو ألمانيا. أعلى كفاءة 22.5٪ فقط. الاحتمال الآخر هو أنه بعد إجراء التخميل على الظهر ، يتم تخميل السطح الأمامي جزئيًا ، والسبب في عدم تخميل السطح بالكامل هو أنه إذا كان البولي سيليكون سميكًا ، فسيحدث فقد كبير نسبيًا ، وفقدان امتصاص الضوء كبيرة جدا. يجب إزالة الأماكن التي لا تحتوي على أقطاب كهربائية ، ويمكن عمل الأماكن التي بها أقطاب كهربائية غير معرضة للضوء. من الصعب جدًا صنع فيلم تخميل محلي من البولي سيليكون. حتى الآن ، لم يتم إنتاج مثل هذه الخلايا في أي مختبر أو خط اختبار تجريبي. هذا مجرد تصميم ، وعينة النموذج لم تظهر ، لذلك من المستحيل التحقق من الحالة التي تم تصنيعها فيها. الآن فقط مسار تحسين الكفاءة لتطوير تقنية HJT هو الأكثر وضوحًا. أود أن أذكر نقطة واحدة أنه وفقًا للنتائج التي نشرتها LONGi في عام 2021 ، يتم استخدام التخميل متعدد الكريستالات على جانبي TOPCon ، وهو 28.7٪. إذا تم تخميل السطح الخلفي فقط ، وكان السطح الآخر عبارة عن أقطاب كهربائية P + ، يكون 27.1٪ فقط. كفاءة الحد النظري أحادي الجانب أقل من 28.7٪. لماذا كفاءة نشر Longji أعلى منفي ألمانيا ، لأن منشور لونجي الجديد مبني على انخفاض مقاومة التلامس الناتج عن آلية فيلم التخميل الجديدة الخاصة به بنسبة 25.1٪ ، والتي تعمل على تحسين الكفاءة النظرية. ركز الآن على طريق تقنية HJT ، مسارات تقنية HJT الثلاثة ، هذا المسار كله غير متبلور ، 24.3٪ ، وقد تم إنتاجه بكميات كبيرة. تبلغ نسبة الجريزوفولفين أحادي الجانب (ثاني أكسيد السيليكون الجريزوفولفين على السطح الأمامي) 25٪ ، وقد تم اختبارها جميعًا بشكل تجريبي. تنفيذ التصنيع هو 100٪ HJT2.0. النتيجة الأولية لـ Huasheng هي أنه يمكن زيادة الكفاءة إلى 25.5٪ -25.6٪ ، ولا يزال هناك مجال للتحسين ، لأنه لا يزال في بداية التصحيح. توقعات الصناعة لهذا العام واضحة. بحلول نهاية العام ، ستكون كفاءة HJT 25٪ ، وقد حولت Tongwei وغيرها من الشركات خطوط الإنتاج الأصلية إلى HJT2.0. HJT3.0 هو صنع السيليكون النانوي على السطح الخلفي ، وهو أكثر صعوبة ولكن يمكن تنفيذه في المختبر. تعمل Huasheng على هذا الجانب وتقدم HJT على خط الاختبار لصنع السيليكون الجريزوفولفين على السطح الخلفي. تقدم TOPCon أداءً جيدًا أيضًا في عام 2021. ليس فقط الرقاقة الألمانية الصغيرة مقاس 4 سم تسجل الأرقام القياسية باستمرار ، ولكنها أيضًا تبتكر باستمرار على رقائق السيليكون التجارية المحلية ذات المساحة الكبيرة. حطم Jolywood و Jinko أيضًا الرقم القياسي العالمي لكفاءة المساحة الكبيرة ، حيث وصل إلى 25.4 ٪. في عام 2021 ، سيكون هناك بالفعل تقدم كبير في تقنية بطاريات TOPCon. زاد التيار الرئيسي بشكل واضح ، لكننا قلنا أن هناك مشكلة في TOPCon. إذا تم صنع جانب واحد فقط ، فهو تصميم صنعه الألمان في التقرير ، لكن رقائق السيليكون من النوع N هي في الواقع هاتان. في الصين ، بدأت TOPCon الصناعة. ومع ذلك ، فإن تقنية POLO التربيعية للوصلات الخلفية هي TOPCon من النوع N على الوجهين. الكفاءة النظرية عالية نسبيًا ، لكن عملية صنعها صعبة للغاية. إنها مجرد فرضية ولا توجد نتيجة مخبرية. إذا تم ذلك على خط الإنتاج ، فسيتم تحسين الكفاءة بشكل أكبر ، وهو أمر صعب للغاية وسيؤدي إلى زيادة التكلفة. من PERC حتى يناير 2019 ، حطمت LONGi الرقم القياسي العالمي الجديد البالغ 24.06٪ في ذلك الوقت ، ولم تسجل رقماً قياسياً عالمياً جديداً في السنوات الأربع المقبلة ، مما يدل على أن هذا النوع من البطاريات في عنق الزجاجة ، والكفاءة النظرية هي فقط 24.5٪. في الواقع ، تم بالفعل اختبار كفاءة 24.0٪ في المختبر. لقد تم إنجاز الكثير من العمل ، وخط الإنتاج الحالي يبلغ حوالي 23٪ فقط ، مما يدل على عدم وجود مجال كبير للتحسين في بطاريات PERC. 2. الصعوبات الفنية للأنواع الثلاثة من البطاريات صعوبات فنية:خطوات 10/11 في عملية PERC ، مثل نوعين من الليزر ، وتمدد فسفور واحد ، وطلاء على الوجهين ؛يضيف TOPCon عملية طلاء ثاني أكسيد السيليكون والبولي سيليكون ، ويلزم توسيع البورون في المقدمة ، ولكن لا يوجد فتحة ليزر ، وهناك طريقة رطبة ؛ في الواقع ، يبدأ HJT فقط من التنظيف والطلاء على الوجهين للسيليكون الجريزوفولفين أو السيليكون غير المتبلور ، ثم ITO ، ثم تلبيد الشاشة الحريرية. كان الأمر بسيطًا جدًا ، حيث كانت هناك 4 خطوات فقط ، ولكن الآن لا تزال رقائق السيليكون بحاجة إلى الحصول على. كانت في السابق عملية ذات درجة حرارة منخفضة. في 8 خطوات. في الواقع ، العديد من الشركات في TOPCon لا تقول الكثير عنها. الصعوبة الأولى هي توسع البورون ، والثانية هي LPCVD. الطلاء أحادي الجانب والطلاء الخلفي أكثر خطورة ، ومعدل العائد ليس مرتفعًا. تم حل هذه المشكلة بشكل أساسي بعد التوسع على الوجهين ، ولكن لا تزال هناك العديد من المشكلات في LPCVD. جدار الأنبوب مطلي بسرعة كبيرة. 150 نانومتر أشياء مصنوعة من 10 أفران 1.5um ، ويتم طلاء جدار الأنبوب بسرعة على جدار الأنبوب. يحتاج جدار الأنبوب إلى التنظيف بشكل متكرر ، لكن عملية الضغط المنخفض تحتاج LPCVD إلى التصفيح وتتطلب أنابيب كوارتز سميكة وتحتاج إلى التنظيف في نفس الوقت ، وهي مشكلة كبيرة نسبيًا. الآن يتم استخدام غلاف مزدوج ، الخارج مصفح ، والداخل مغطى بطبقة من الفيلم. غالبًا ما يتم إخراجها للتنظيف. على الرغم من أن هذا أفضل ، إلا أنه يتطلب بعض الإجراءات. سوف يتأثر ما يسمى معدل التشغيل لأن الصيانة مطلوبة. إن التوسع الفعلي للبورون نفسه أمر صعب. خطوات العملية طويلة نسبيًا ، مما يؤدي إلى خسارة كبيرة نسبيًا في الغلة ، وهناك بعض المشكلات المحتملة التي قد تسبب تقلبات في المحصول وخط الإنتاج ، وحرق الانتشار وعجينة الفضة ، مما يؤدي إلى تلف التخميل ، وارتفاع- عمليات درجة الحرارة التي تسبب تلف رقائق السيليكون ؛ تتمثل إحدى صعوبات HJT في أن PECVD يحافظ على التنقية ، وهو أمر مطلوب ليكون قريبًا من عملية أشباه الموصلات ، ومتطلبات النقاء أكثر صرامة مما كانت عليه قبل انتشار TOPCon. بعد HJT2.0 و 3.0 ، نظرًا لزيادة معدل تخفيف الهيدروجين ، يجب تسريع معدل الترسيب ، وإدخال التردد العالي ، مما سيؤدي إلىالتوحيد. انخفاض الجنس. بالإضافة إلى ذلك ، هناك أيضًا مشكلة التكلفة وكيفية تقليل كمية معجون الفضة وتحسين استقرار البطارية. صعوبة التكلفة:يحتوي TOPCon أيضًا على نقاط ألم ، أحدها هو معدل العائد المنخفض نسبيًا ، والآخر هو CTM. يزيد معدل العائد المنخفض من التكلفة ، ويكون CTM منخفضًا نسبيًا / وتختلف قوة المكون الفعلية اختلافًا كبيرًا. كما أنه من الصعب نسبيًا تحسين الكفاءة ، ولا يوجد مجال كبير للتحسين في المستقبل ، لأن تواتر صيانة المعدات مرتفع نسبيًا ؛ تكمن صعوبة تكلفة HJT في أن استهلاك الملاط كبير نسبيًا. الأول هو كيفية تقليل الكمية وكيفية تقليل السعر. بالإضافة إلى ذلك ، فإن CTM منخفضة نسبيًا. يتم أيضًا تضمين متطلبات تحضير البلورات ، مما يؤثر على التكلفة والتكنولوجيا. عملية الصياغة:طلب مني كثير من الناس أن أسرد تقسيم التكلفة. في الواقع ، لا أعتقد أن تقسيم التكلفة مفيد للغاية. يمكنك أن ترى أن خفض التكلفة يعتمد على المنطق ، أي ما هو المنطق المستخدم لتقليل التكلفة. قارن هذه العمليات الثلاث ، مثل مقارنة مدى ارتفاع درجة حرارة هذه الثلاثة. يحتوي PERC على 3 عمليات ذات درجة حرارة عالية ، واحدة لتوسيع الفوسفور عند 850 درجة مئوية ، واثنتان للطلاء عند 400-450 درجة مئوية ، والتلبيد عند 800 درجة مئوية. تشمل عمليات درجات الحرارة المرتفعة TOPCon تمدد البورون عند 1100-1300 درجة مئوية ، وتمدد الفوسفور عند 850 درجة مئوية ، و LPCVD عند 700-800 درجة مئوية ، وطبقتين عند 450 درجة مئوية ، وتلبيد عند 800 درجة مئوية. هناك العديد من العمليات ذات درجة الحرارة العالية ، والحمل الحراري العالي ، واستهلاك الطاقة والتكلفة العالية. لا يمكن رؤيته من خلال الاستثمار في المواد والمعدات ، ولكن في الواقع ، من منظور فواتير الكهرباء ، فهو أعلى على الأقل من PERC. إذا لم يمتص HJT الشوائب ، فهو في الواقع 200 درجة مئوية ، و PE عند 200 درجة مئوية ، ويتلبد عند 200 درجة مئوية ، و PVD عند 170 درجة مئوية. لذا فهي درجة حرارة منخفضة جدًا ، ووقت درجة الحرارة المنخفضة ليس طويلًا ، لأن وقت الطلاء قصير جدًا ، وغالبًا ما يتم تغطيته بسمك 2 نانومتر ، 3 نانومتر ، 10 نانومتر. ومع ذلك ، فإن وقت الترشيح طويل نسبيًا ، حيث يتم ترشيح لوح حامل لمدة 8 دقائق من البداية إلى النهاية. كمية الصفيحة الحاملة أقل من تلك الموجودة في PECVD الأنبوبي ، وانتشار PECVD الأنبوبي هو 2400 درجة مئوية أو 1200 درجة مئوية ، بينما تنتقل اللوحة الحاملة 12 * 12 u003d 144 بشكل أسرع ولكن الكمية صغيرة أيضًا. هذا قابل للمقارنة إلى حد ما ، باختصار ، درجة الحرارة منخفضة نسبيًا. ولكن إذا تم الحصول على الفوسفور بسرعة ، يمكن أن تصل العملية إلى 1000 درجة مئوية ، ولكن المدة قصيرة ، دقيقة واحدة فقط ، والحمل الحراري بأكمله أقل بكثير من TOPCon. دعنا ننظر إلى العملية الرطبة مرة أخرى: PERC هي 3 مرات ، TOPCon 5 مرات ، HJT تستخدم مرة واحدة فقط من التركيب دون امتصاص الشوائب ، وجهاز واحد فقط ، وهو بسيط للغاية. في حالة التقاط الأوساخ ، قم بغسل / إزالة التلف قبل التقاط أداة الالتقاط ، هناك مخمل في الخلف ، والعملية الرطبة قصيرة جدًا. تتضمن عملية الفراغ لـ PERC تمدد الفوسفور واثنين من PECVD ، وكلاهما عبارة عن فراغ أيضًا ، ولكن درجة الفراغ منخفضة نسبيًا ، ومضخة قضيب كافية. درجة الفراغ لـ TOPCon عالية نسبيًا ، ويتم إجراء تمدد الفوسفور ، وتمدد البورون ، و LPCVD و PECVD مرتين في كل مرة. درجة الفراغ ليست عالية ، وتكفي 5 مرات من مضخة قضيب الفراغ. هناك نوعان من عمليات HJT ، أحدهما هو PECVD والآخر هو PVD. يتطلب PVD درجة عالية نسبيًا من الفراغ ويستخدم مضخة جزيئية ، لذلك سوف يستهلك هذا المزيد من الطاقة من حيث متطلبات الفراغ. تعتمد العملية برمتها على التكلفة الحالية وعملية خفض التكلفة المستقبلية ، وسيكون استهلاك الطاقة المتنوع والخسائر الناتجة عن العملية البسيطة أقل بكثير.
اقرأ أكثر