Pourquoi la technologie des batteries IBC n'est-elle pas devenue le courant dominant de l'industrie photovoltaïque ?

Récemment, TCL Zhonghuan a annoncé la souscription d'obligations convertibles auprès de MAXN, une société par actions, pour 200 millions de dollars américains afin de soutenir la recherche et le développement de ses produits de la série Maxeon 7 basés sur la technologie de batterie IBC.Le premier jour de bourse après l'annonce, le cours de l'action de TCL Central a augmenté à la limite.Et les actions Aixu, qui utilisent également la technologie de batterie IBC, avec la batterie ABC sur le point d'être produite en série, le cours de l'action a augmenté de plus de 4 fois depuis le 27 avril.

 

Alors que l'industrie photovoltaïque entre progressivement dans l'ère du type N, la technologie des batteries de type N représentée par TOPCon, HJT et IBC est devenue le centre d'intérêt des entreprises en concurrence pour l'agencement.Selon les données, TOPCon a une capacité de production existante de 54 GW et une capacité de production en construction et prévue de 146 GW ;La capacité de production existante de HJT est de 7 GW, et sa capacité de production en cours de construction et prévue est de 180 GW.

 

Cependant, par rapport à TOPCon et HJT, il n'y a pas beaucoup de clusters IBC.Il n'y a que quelques entreprises dans la région, telles que TCL Central, Aixu et LONGi Green Energy.L'échelle totale de la capacité de production existante, en construction et prévue ne dépasse pas 30 GW.Vous devez savoir qu'IBC, qui a une histoire de près de 40 ans, a déjà été commercialisé, le processus de production a mûri et l'efficacité et le coût présentent certains avantages.Alors, quelle est la raison pour laquelle IBC n'est pas devenu la voie technologique principale de l'industrie ?

Technologie de plate-forme pour une efficacité de conversion plus élevée, une apparence attrayante et une économie

Selon les données, IBC est une structure de cellule photovoltaïque avec jonction arrière et contact arrière.Il a été proposé pour la première fois par SunPower et a une histoire de près de 40 ans.La face avant adopte un film de passivation anti-reflet double couche SiNx/SiOx sans lignes de grille métallique ;et l'émetteur, le champ arrière et les électrodes métalliques positives et négatives correspondantes sont intégrés à l'arrière de la batterie sous une forme interdigitée.Étant donné que la face avant n'est pas bloquée par des lignes de grille, la lumière incidente peut être utilisée au maximum, la zone d'émission de lumière efficace peut être augmentée, la perte optique peut être réduite et le but d'améliorer l'efficacité de conversion photoélectrique peut être atteint.

 

Les données montrent que la limite d'efficacité de conversion théorique d'IBC est de 29,1 %, ce qui est supérieur à 28,7 % et 28,5 % de TOPCon et HJT.À l'heure actuelle, l'efficacité moyenne de conversion de la production de masse de la dernière technologie de cellule IBC de MAXN a atteint plus de 25 %, et le nouveau produit Maxeon 7 devrait augmenter à plus de 26 % ;l'efficacité de conversion moyenne de la cellule ABC d'Aixu devrait atteindre 25,5 %, l'efficacité de conversion la plus élevée du laboratoire. L'efficacité atteint 26,1 %.En revanche, l'efficacité moyenne de conversion de la production de masse de TOPCon et HJT divulguée par les entreprises se situe généralement entre 24% et 25%.

Bénéficiant de la structure unilatérale, IBC peut également être superposé avec TOPCon, HJT, pérovskite et d'autres technologies de batterie pour former TBC, HBC et PSC IBC avec une efficacité de conversion plus élevée, il est donc également connu sous le nom de "technologie de plate-forme".À l'heure actuelle, les rendements de conversion en laboratoire les plus élevés du TBC et du HBC ont atteint 26,1 % et 26,7 %.Selon les résultats de la simulation des performances de la cellule PSC IBC menée par une équipe de recherche étrangère, l'efficacité de conversion de la structure 3-T PSC IBC préparée sur la cellule inférieure IBC avec une texturation frontale à efficacité de conversion photoélectrique de 25% est aussi élevée que 35,2%.

Alors que l'efficacité de conversion ultime est plus élevée, IBC a également une économie solide.Selon les estimations des experts du secteur, le coût actuel par W de TOPCon et HJT est de 0,04 à 0,05 yuan/W et de 0,2 yuan/W supérieur à celui du PERC, et les entreprises qui maîtrisent parfaitement le processus de production d'IBC peuvent atteindre le même coût comme PERC.Semblable à HJT, l'investissement en équipement d'IBC est relativement élevé, atteignant environ 300 millions de yuans/GW.Cependant, bénéficiant des caractéristiques de faible consommation d'argent, le coût au W ​​de l'IBC est plus faible.Il convient de mentionner que l'ABC d'Aixu a atteint une technologie sans argent.

De plus, l'IBC a une belle apparence car il n'est pas bloqué par des lignes de grille sur le devant, et est plus adapté aux scénarios domestiques et aux marchés distribués tels que le BIPV.En particulier sur le marché de la consommation moins sensible aux prix, les consommateurs sont plus que disposés à payer un supplément pour une apparence esthétique.Par exemple, les modules noirs, qui sont très populaires sur le marché des ménages dans certains pays européens, ont un niveau de prime plus élevé que les modules PERC conventionnels car ils sont plus beaux à assortir aux toits sombres.Cependant, en raison du problème du processus de préparation, l'efficacité de conversion des modules noirs est inférieure à celle des modules PERC, alors que l'IBC "naturellement beau" n'a pas un tel problème.Il a une belle apparence et une efficacité de conversion plus élevée, donc le scénario d'application Gamme plus large et capacité de produit premium plus forte.

Le processus de production est mature, mais la difficulté technique est élevée

Étant donné qu'IBC a une efficacité de conversion et des avantages économiques plus élevés, pourquoi si peu d'entreprises déploient IBC ?Comme mentionné ci-dessus, seules les entreprises qui maîtrisent parfaitement le processus de production d'IBC peuvent avoir un coût qui est fondamentalement le même que celui du PERC.Par conséquent, le processus de production complexe, en particulier l'existence de nombreux types de processus de semi-conducteurs, est la principale raison de son moindre "clustering".

 

Au sens traditionnel, IBC a principalement trois voies de processus : l'une est le processus IBC classique représenté par SunPower, l'autre est le processus POLO-IBC représenté par ISFH (TBC est de la même origine que lui), et la troisième est représentée par le processus Kaneka HBC.La voie technologique ABC d'Aixu peut être considérée comme la quatrième voie technologique.

 

Du point de vue de la maturité du processus de production, l'IBC classique a déjà atteint la production de masse.Les données montrent que SunPower a expédié un total de 3,5 milliards de pièces ;ABC atteindra une échelle de production de masse de 6,5 GW au troisième trimestre de cette année.Composants de la série « Black Hole » de la technologie.Relativement parlant, la technologie de TBC et HBC n'est pas assez mature et il faudra du temps pour réaliser la commercialisation.

 

Spécifique au processus de production, le principal changement d'IBC par rapport à PERC, TOPCon et HJT réside dans la configuration de l'électrode arrière, c'est-à-dire la formation d'une région p+ et d'une région n+ interdigitées, qui est également la clé pour affecter les performances de la batterie .Dans le processus de production de l'IBC classique, la configuration de l'électrode arrière comprend principalement trois méthodes : la sérigraphie, la gravure laser et l'implantation ionique, résultant en trois sous-voies différentes, et chaque sous-voie correspond à autant de processus que 14 étapes, 12 étapes et 9 étapes.

 

Les données montrent que bien que la sérigraphie avec une technologie mature semble simple en surface, elle présente des avantages de coût significatifs.Cependant, comme il est facile de provoquer des défauts à la surface de la batterie, l'effet de dopage est difficile à contrôler et de multiples processus de sérigraphie et d'alignement précis sont nécessaires, ce qui augmente la difficulté du processus et le coût de production.La gravure au laser présente les avantages d'une faible composition et de types de dopage contrôlables, mais le processus est complexe et difficile.L'implantation ionique présente les caractéristiques d'une grande précision de contrôle et d'une bonne uniformité de diffusion, mais son équipement est coûteux et il est facile d'endommager le réseau.

 

Se référant au processus de production ABC d'Aixu, il adopte principalement la méthode de gravure au laser, et le processus de production comporte jusqu'à 14 étapes.Selon les données divulguées par la société lors de la réunion d'échange de performances, le taux de rendement de la production de masse d'ABC n'est que de 95 %, ce qui est nettement inférieur aux 98 % de PERC et de HJT.Vous devez savoir qu'Aixu est un fabricant de cellules professionnel avec une accumulation technique profonde, et son volume d'expédition se classe au deuxième rang mondial toute l'année.Cela confirme également directement que la difficulté du processus de production d'IBC est élevée.

 

L'une des voies technologiques de nouvelle génération de TOPCon et HJT

Bien que le processus de production d'IBC soit relativement difficile, ses caractéristiques techniques de type plate-forme superposent une limite d'efficacité de conversion plus élevée, ce qui peut effectivement prolonger le cycle de vie de la technologie, tout en maintenant la compétitivité des entreprises sur le marché, il peut également réduire le fonctionnement causé par l'itération technologique .risque.En particulier, l'empilement avec TOPCon, HJT et pérovskite pour former une batterie tandem avec une efficacité de conversion plus élevée est unanimement considéré par l'industrie comme l'une des voies technologiques principales à l'avenir.Par conséquent, IBC est susceptible de devenir l'une des voies technologiques de nouvelle génération des camps TOPCon et HJT actuels.À l'heure actuelle, un certain nombre d'entreprises ont révélé qu'elles menaient des recherches techniques pertinentes.

 

Plus précisément, le TBC formé par la superposition de TOPCon et IBC utilise la technologie POLO pour l'IBC sans blindage à l'avant, ce qui améliore l'effet de passivation et la tension en circuit ouvert sans perte de courant, améliorant ainsi l'efficacité de la conversion photoélectrique.TBC présente les avantages d'une bonne stabilité, d'un excellent contact de passivation sélective et d'une compatibilité élevée avec la technologie IBC.Les difficultés techniques de son processus de production résident dans l'isolation de la contre-électrode, l'uniformité de la qualité de passivation du polysilicium et l'intégration avec la voie du procédé IBC.

 

Le HBC formé par la superposition de HJT et IBC n'a pas de blindage d'électrode sur la surface avant et utilise une couche anti-reflet au lieu de TCO, qui a moins de perte optique et un coût inférieur dans la plage de longueurs d'onde courtes.En raison de son meilleur effet de passivation et de son coefficient de température plus faible, HBC présente des avantages évidents en termes d'efficacité de conversion côté batterie, et en même temps, la production d'énergie côté module est également plus élevée.Cependant, les problèmes de processus de production tels que l'isolation stricte des électrodes, le processus complexe et la fenêtre de processus étroite de l'IBC sont toujours les difficultés qui entravent son industrialisation.

 

Le PSC IBC formé par la superposition de pérovskite et d'IBC peut réaliser le spectre d'absorption complémentaire, puis améliorer l'efficacité de conversion photoélectrique en améliorant le taux d'utilisation du spectre solaire.Bien que l'efficacité de conversion ultime du PSC IBC soit théoriquement plus élevée, l'impact sur la stabilité des produits cellulaires en silicium cristallin après empilement et la compatibilité du processus de production avec la chaîne de production existante sont l'un des facteurs importants limitant son développement.

 

À la tête de « l'économie de la beauté » de l'industrie photovoltaïque

Au niveau de l'application, avec l'apparition de marchés distribués dans le monde entier, les produits de modules IBC avec une efficacité de conversion plus élevée et une apparence plus élevée ont de larges perspectives de développement.En particulier, ses caractéristiques de grande valeur peuvent satisfaire la recherche de «beauté» des consommateurs et on s'attend à ce qu'il obtienne une certaine prime de produit.En ce qui concerne l'industrie de l'électroménager, «l'économie de l'apparence» est devenue le principal moteur de la croissance du marché avant l'épidémie, tandis que les entreprises qui se concentrent uniquement sur la qualité des produits ont été progressivement abandonnées par les consommateurs.En outre, IBC convient également très bien au BIPV, qui constituera un point de croissance potentiel à moyen et long terme.

 

En ce qui concerne la structure du marché, il n'y a actuellement que quelques acteurs dans le domaine IBC, tels que TCL Zhonghuan (MAXN), LONGi Green Energy et Aixu, tandis que la part de marché distribuée a représenté plus de la moitié de l'ensemble du photovoltaïque. marché.Surtout avec l'éclosion à grande échelle du marché européen du stockage optique domestique, qui est moins sensible aux prix, les produits de modules IBC à haut rendement et de grande valeur sont susceptibles d'être populaires parmi les consommateurs.


Heure de publication : 02 septembre 2022