Күміссіз пікірталас қайта оралады

LONGi компаниясының соңғы өнім шығаруы фотоэлектрлік саланың назарын күн элементтерінің металдандыруына қайта аударды. Оның «технологиялық орманы» деп аталатын басқа технологиялармен салыстырғанда, ACM күміске тәуелділікті азайту әлеуетіне байланысты басты назарда болды.

Соңғы бірнеше жылда салалық пікірталастардың көпшілігі TOPCon, HJT және BC технологиялары арасындағы таңдауға бағытталды. Өнім шығару кезінде конверсия тиімділігі, модуль қуаты және бифациалдылық басты сахнада болды. Күміс пастасы әрқашан күн элементтерінің маңызды шығын бабы болды, бірақ ол бұл деңгейде назарға сирек ілікті.

Жыл басында күміс бағасының күрт ауытқуы әңгімені өзгертті. Күміс пастасы фотоэлектрлік өндіріс шығындарында поликремнийден жоғары үлесті құрағаннан кейін, күміс тұтынуды азайту сала енді елемейтін ұзақ мерзімді мәселеге айналды.

N-типті элементтердің қуаты кеңейген сайын, күміс пастасының құнын елемеу қиындай түсуде. BC және HJT технологиялары металдандыруға жоғары талаптар қояды, ал дәстүрлі күмісті азайту әдістері бірте-бірте өздерінің процесс шектеріне жақындап келеді. Сондықтан элемент өндірушілер тор материалдарын, контактілі құрылымдарды және модульді өзара байланыстыру жүйелерін қайта жобалай бастады.

Неліктен фотоэлектрлік сала күміс тұтынуды азайтуы керек?

Онжылдықтар бойы күміс фотоэлектрлік электродтар үшін ең жақсы материалдардың бірі ретінде кеңінен қабылданды.

Ол тамаша электр өткізгіштікті, басып шығару мүмкіндігін және химиялық тұрақтылықты ұсынады. Күміс пастасына негізделген трафаретті басып шығару, күйдіру және дәнекерлеу процестері де көп жылдық жаппай өндіріс арқылы дәлелденді. Фотоэлектрлік модульдер 25-30 жыл бойы ашық ауада жұмыс істейтіндіктен, процесс жетілуі бастапқы өнімділік сияқты маңызды.

Мәселе масштаб пен бағада.

Әр ұяшықтағы күміс шығынын бірнеше миллиграмға азайту шамалы болып көрінуі мүмкін. Алайда, бұл соманы жылдық өндірістің бірнеше жүз гигаваттына көбейткенде, қаржылық әсер айтарлықтай болады. Күміс – бұл өнеркәсіптік тауар да, қаржылық актив те. Оның бағасына кен өндірісі, инвестициялық сұраныс, электроника сұранысы және фотоэлектрлік өндірушілер бақылай алмайтын басқа да бірнеше факторлар әсер етеді.

Күміс негізінен басқа тау-кен жұмыстарының жанама өнімі ретінде өндіріледі. Оның шектеулі жылдық жеткізілімі оның бағалы металл мәртебесін сақтауының бір себебі. Егер әр ұяшықтағы күміс шығыны өзгеріссіз қалса, фотоэлектрлік өндірістің үздіксіз өсуі саланың жеткілікті күміс ала алмайтын жағдайға әкелуі мүмкін.

TOPCon ұяшықтары екі жағынан да металдандыруды қажет етеді. HJT төмен температуралық процесі арнайы паста құрамдарын қажет етеді. BC ұяшықтары барлық электродтарды артқы жағына жылжытады, бұл электрод үлгісін күрделендіреді. Әртүрлі ұяшық өлшемдері үшін күміс шығынын тікелей салыстыру мүмкін емес, сондықтан саланың «күміссіздендіру» тұжырымдамасы бірнеше түрлі техникалық деңгейлерді қамтиды:

• Күмісті қолдануды жалғастыру: Жіңішке саусақтар, ультра жіңішке саусақтар, MBB, SMBB және 0BB күміс шығынын азайту үшін қолданылады.

• Күміс жабынды мыс немесе күміс-мыс композитті паста: Мыс өткізгіштік функциясының көп бөлігін орындайды, ал сыртқы күміс қабаты тотығуға төзімділікті, электрлік контактіні және дәнекерлеу қабілетін жақсартады.

• Мыс пастасы немесе мыс негізіндегі қорытпалар: Мыс кәдімгі күміс пастасының көп бөлігін алмастырады.

• Мыс электропластингі: Мыс электродтары ұяшық бетінде тікелей қалыптасады, кәдімгі күміс пастасын басып шығаруды айналып өтеді.

• Алюминий күмісті алмастырады: Материал құны төмен, бірақ электр өткізгіштік пен контактілік өнімділікті басқару қиынырақ.

Консервативті түзетулерден түбегейлі процестік өзгерістерге дейін әрбір жол бірдей сұрақтарға жауап беруге тырысады: Қанша күміс үнемдеуге болады? Қанша жабдықты өзгерту керек? Тиімділік зардап шеге ме? Өндірістік шығым тұрақты болып қала ма? Ал модуль 25 жылдан кейін де сенімді жұмыс істей ме?

Дәстүрлі технологиялар күміс тұтынуды азайтуға бет бұруда

Қазіргі уақытта ең кең таралған шешім - күміс пастасын толығымен жою емес, оның мөлшерін азайту.

Жіңішке және өте жіңішке саусақтар тор сызығының енін азайтады, ал сериялық кедергіні бақылауда ұстайды. MBB және SMBB шиналар немесе өзара байланыс сымдарының санын көбейтеді, токтың жүруіне қажетті бүйірлік қашықтықты қысқартады. 0BB дәстүрлі шиналарды алып тастайды және сымдар немесе композиттік пленкаларға токты саусақтардан тікелей жинауға мүмкіндік береді.

Бұл опциялар өндірістік желіні біртіндеп жаңартуға жарамды. Өндірушілер жетілген трафаретті басып шығару және модуль өндіру жабдықтарын пайдалана алады, бұл процесс тәуекелін салыстырмалы түрде басқарылатын етеді. JinkoSolar сияқты TOPCon өндірушілері 0BB-ді дамытуды жалғастыруда, ал HJT өндірушілері көбінесе жіңішке саусақтарды, 0BB және күміс жабылған мыс пастасын біріктіреді.

Күміс жабылған мыс - тағы бір маңызды бағыт.

Мыс ұнтағы токты өткізеді, ал күміс жабыны мысты қорғайды және дәнекерлеу өнімділігін жақсартады. Мыс мөлшері артқан сайын, әрбір тор сызығына кететін күміс тұтынуы біртіндеп төмендейді. Huasun HJT сериялық өндірісіне күміс жабылған мыс пастасын енгізді және жоғары мыс мөлшері бар құрамдарды әзірлеуді жалғастыруда. Risen Energy сияқты HJT өндірушілері де төмен күміс пастасы технологияларын ілгерілетуде.

Бұл бағыттың артықшылығы - өндірістік желіні салыстырмалы түрде аз өзгертуді қажет етеді және материалдық шығындарды төмендетудің нақты жолын ұсынады. Негізгі қиындықтарға жабынның біркелкілігі, мыстың диффузиясы, пастаның сақтау тұрақтылығы, басып шығару мүмкіндігі және дәнекерлеу қосылысының сенімділігі жатады. Бұл мәселелер күміс мөлшері азайған сайын айқындала түседі.

1-сурет. Күміс жабылған мыс пастасы контактісінің түсті сканерлеуші электронды микроскоптық кескіні

Төмен күміс лагерінде де келіспеушіліктер бар.

23 сәуірде JA Solar «Күміс мөлшерін қамтамасыз ету, JA Solar сенімді таңдауды ұсынуды жалғастыруда» атты мақала жариялады. Онда модульдің күміс мөлшері оның негізгі сапасына әсер ететінін және компания күміс пастасын қолдануды жалғастыратынын анық айтты. JA Solar-дың негізгі ұстанымы - күміс тор сызықтары ұзақ мерзімді тексеруден өткен, ал мыс пен алюминий тотығу, коррозия және интерфейс тұрақтылығына қатысты шешілмеген мәселелерге тап болады.

Tongwei күмісті модульдің ұзақ мерзімді сенімділігін қамтамасыз ететін «балласт тас» деп сипаттады. Trina Solar да күмісті азайту айқын үрдіс екенін, бірақ оны жүзеге асыру тұтынушылардың ұзақ мерзімді пайдасын ескеруі керек екенін айтты. Айта кету керек, бұл компаниялар күміс қапталған мыс немесе таза мыс шешімдерін де әзірлеуде. Олардың дереу жаппай енгізуге деген көзқарасы сақтықпен қарауы мүмкін, бірақ олар күміссіз технологияларды зерттеуден бас тартқан жоқ.

Күмісті азайту стратегияларының шектеуі айқын. Күміс тұтыну қаншалықты төмен болса да, фотоэлектрлік өндіріс бағалы металға байланысты болып қалады және бақылаудан тыс баға ауытқуларына тап болады. TOPCon сияқты, кәдімгі күмісті азайту әдістері техникалық шегіне жақындаған сайын тиімділігі төмендеуі мүмкін. Қарқынды бәсекелес нарықта консервативті жолды таңдау кейде қалаудан гөрі өмір сүру туралы болуы мүмкін.

ACM: Бұзылу немесе Өтпелі технология?

LONGi іске қосылғаннан кейін бір аптадан соң Tongwei «Күміссіз модульдер: Тұзақ па, әлде нақты нәрсе ме? Шешім қабылдамас бұрын мұны оқыңыз» атты мақала жариялады. Оның кіріспе ескертуі тікелей болды: «Күміссіз модульдерді соқыр орнатпаңыз. Егер осы үш мәселе алдын ала түсінілмесе, үш-бес жылдан кейін өкінуге кеш болуы мүмкін». Бұл мәлімдеме саланың техникалық лагерлері арасындағы өткір айырмашылықты көрсетті.

Кәдімгі өндірушілер ұнататын біртіндеп азайту стратегиясынан айырмашылығы, BC компаниялары дәстүрлі тор материалдарын белсенді түрде ауыстыруда.

Күмістің өзі тамаша өткізгіштікке ие. Алайда күн элементтерінің торлары таза күмісті емес, күміс пастасын пайдаланады. Мыс шыны және басқа қоспаларды қамтитын күміс пастасына қарағанда жақсы өткізгіштікті қамтамасыз ете алады, сонымен бірге әлдеқайда арзан. Мәселе мынада: мыс кремний пластинасына еніп, терең деңгейлі ақаулар тудырып, азшылық тасымалдаушылардың өмір сүру ұзақтығын қысқартуы мүмкін. Модульдің ұзақ мерзімді жұмысы кезінде мыс тотығуға, диффузияға, ылғалды ыстыққа және интерфейстің қартаюына төтеп беруі керек. Бұл тәуекелдерді шешу тосқауыл қабаттарын, контактілі құрылымдарды, паста формулаларын, күйдіру терезелерін және инкапсуляция жүйелерін үйлестірілген дамытуды талап етеді.

LONGi компаниясының ACM технологиясы бұл қайшылықтарды наноқорытпа жүйесі мен матрицалық контакт құрылымы арқылы шешуге тырысады.

LONGi компаниясының жария ақпаратына сәйкес, ACM - HPBC және HIBC артқы контактілі элементтері үшін әзірленген жаңа буын мыс-қорытпа металдандыру шешімі. Ол үш элементті біріктіреді: наноөлшемді кедергі қабаты, мыс-қорытпа өткізгіштігі және матрицалық нүктелік контактілер. LONGi бұл құрылым элемент тиімділігін арттыра алады, күміс тұтынуды айтарлықтай азайтады және өндіріс өнімділігін төмендетпей модульдің ұзақ мерзімді сенімділігін нығайтады деп мәлімдейді.

Сурет 2. LONGi компаниясының ACM наноқорытпа матрицалық контакт технологиясын іске қосу іс-шарасы

Техникалық классификация тұрғысынан, ACM мыс негізіндегі паста немесе мыс-қорытпа металдандыру тобына жатады. Ол басып шығару процестерімен тығыз байланысты сақтайды, сондықтан қолданыстағы элемент өндірісі жабдықтарымен үйлесімді. Үлкен көлемде орнатылған өндірістік қуаттылығы бар өндірушілер үшін бұл үйлесімділік практикалық мәнге ие. Жаңа материал жаппай өндіріске енгеннен кейін ғана маңызды шығын артықшылықтарын жасай алады.

LONGi компаниясының жария байланысы дәстүрлі күміс пастасын ауыстыруға және күміс тұтынуды айтарлықтай азайтуға баса назар аударады. Алайда, ол толық қорытпа құрамын немесе әр металдың үлесін жариялаған жоқ. Қазіргі уақытта қол жетімді салалық ақпаратқа сүйене отырып, ACM мыс басым қорытпа жүйесін қолданатын сияқты және әлі де аз мөлшерде күмісті, мүмкін тұқымдық немесе контактілі қабатта сақтауы мүмкін. Сондықтан ACM-ді терең күмісті азайту технологиясы немесе дәстүрлі күміс пастасын жоятын бағыт ретінде жіктеу дәлірек болуы мүмкін. Оны "таза мыс" немесе "мүлдем күміссіз" деп сипаттайтын мәлімдемелер әлі де мұқият тексеруді қажет етуі мүмкін.

Дегенмен, фотоэлектрлік өндіріс сайып келгенде, бір ваттқа жұмсалатын бағалы металдың мөлшері, нәтижесіндегі шығындарды азайту және қосымша жабдыққа инвестициялар туралы. Егер күміс тұтыну күрт төмендесе, ACM қорытпа жүйесінде аз мөлшерде күміс қалса да, айқын экономикалық маңыздылықты сақтайды. Жаңадан енгізілген технология ретінде, оның нақты жаппай өндіріс өнімділігі мен далалық нәтижелері дәлелденуі үшін уақыт қажет.

Мыс электропластикасы: Көлеңкеден тыс жетістіктер

Соңғы іске қосулардан кейінгі толқуларда бір нүктеге аз көңіл бөлінді: мыс электропластикасына негізделген толығымен күміссіз өнімдер нарыққа жеткізілді.

Aiko, BC технологиясымен айналысатын тағы бір компания, жасуша электродтарын қалыптастыру үшін мыс электропластификациясын қолданады. Процесс әдетте үлгілеуді, тұқымдық немесе тосқауыл қабатын тұндыруды, мыс қаптауды және сыртқы қорғаныс қабатын қолдануды қамтиды. Тұқымдық қабат электрлік байланысты орнатады және мыстың кремнийге диффузиясын болдырмайды. Мыс торы өткізгіштікті қамтамасыз етеді, ал сыртқы металл қабаты тотығуға төзімділік пен өзара байланысты қолдайды.

Мыс электропластификациясы және ACM күміс пастасына тәуелділікті азайтады, бірақ олардың өндірістік жолдары мүлдем басқа.

ACM мыс негізіндегі қорытпа пастасын, матрицалық контактілерді және басып шығаруға байланысты процестерді пайдаланады. Aiko күміс пастасын басып шығаруды айналып өтіп, электропластификация арқылы мыс электродтарын өсіреді. Электропластификацияланған тор сызықтары салыстырмалы түрде жоғары арақатынасқа қол жеткізе алады, бұл олардың тар және қалың болуына мүмкіндік береді. Бұл көлеңкелеуді азайтады, сонымен бірге жеткілікті өткізгіш көлденең қиманы сақтайды.

ACM және дәстүрлі күміс пастасы металдандырудан айырмашылығы, Aiko-ның мыс электропластификация технологиясы жоғары температурада күйдіруді қажет етпейді. Бұл өңдеу кезінде кремний пластинасына термиялық зақымдануды азайтады және күн батареясының тиімділік әлеуетін жанама түрде арттыра алады.

Процесс кедергілері де айқын. Мыс электропластификациясы көбірек өндірістік қадамдарды қажет етеді, соның ішінде үлгілеу, жабу, қаптау, тазалау және ағынды суларды өңдеу. Жабдыққа инвестиция жоғары, процесс бақылау нүктелері көп және ерте іске қосу кезеңінде өндіріс шығымын тұрақтандыру қиынырақ болуы мүмкін.

3-сурет. Кристалды кремний күн батареяларына арналған инлайн Ni/Cu/Ag электропластификациялық металдандыру жабдығы

Жария түрде ашылған уақыт кестесіне сәйкес, Aiko 2021 жылы күміссіз металдандыру жабыны технологиясын жариялады. Оның Чжухайдағы 6,5 ГВт ABC жобасы 2022 жылдың төртінші тоқсанында өндіріске енді. Компания 2022 жылдан бастап күміссіз мыс өзара байланысын қолданатын жиынтық сериялық өндіріс 20 ГВт-тан асты.

Көрінеді, Aiko күміссіз металдандыру жолында ертерек бастады.

Нарық үшін бұл бастама Aiko шешімінің жабдыққа инвестиция, процесті реттеу және жобаны тексеру кезеңдерінен өткенін білдіреді. Оның бәсекелес технологиялардан асып түсуі ватт құнына, өндіріс желісінің шығымына, жабдықтың амортизациясына және ұзақ мерзімді сенімділікке байланысты болады.

Мыс электропластикациясының өндіріс шығындарын төмендетуді жалғастыру қабілеті бірінші болу атағынан маңыздырақ. Aiko-ның салаға қосқан үлесі нақты және өлшенетін: мыс электропластикациясы гигаватттық өндіріс пен коммерциялық жеткізуге енді. Бұл бағыттың одан әрі жетілдіру үшін нақты өндірістік деректері мен практикалық негізі бар.

Aiko әрбір өндірістік базада дәл бірдей металдандыру шешімін қолданбайды. Қолда бар ақпарат көрсеткендей, Чжухай базасы күміссіз мыс қосылысын пайдаланады, ал Иу базасы бұрын негізінен төмен күміс ерітіндісіне сүйенген. Компания әлі барлық өндірістік сценарийлерде толық күміссіз қамтуға қол жеткізген жоқ. Мысалы, коммуналдық масштабтағы қолданбалар үшін ABC модульдері металдандыру дизайнын бифациальдылықпен теңестіру үшін жіңішке күміс торларын пайдалануы мүмкін. Қолда бар деректер Иу базасында өндірілген күміс азайтылған ABC модульдері дәстүрлі конструкцияларға қажетті күмістің шамамен 70% пайдаланатынын және 85% бифациальдылыққа қол жеткізе алатынын көрсетеді.

Бұл сонымен қатар Aiko-ның коммерциялық тұрғыдан қалыптасқан мыс электропластикация технологиясының әлі де оңтайландыру мүмкіндігі бар екенін көрсетеді. Бұл қалған әлеует BC технологиясының шығындарды азайту және тиімділікті арттыру мүмкіндіктеріне сәйкес келеді.

Күміссіз металдандыру айналасындағы процестік инновация

ACM-мен қатар LONGi 0BB, шингл, өткізгіш артқы парақ және жасырын шина процестерін енгізіп, біріктірілген жүйені «технологиялық орман» ретінде ұсынды.

Жеке алғанда, бұл процестер алғаш рет пайда болып отырған жоқ. LONGi презентациясының басты күшті жақтарының бірі - әртүрлі процесстік қадамдарды ACM айналасында ұйымдастырып, оларды толық жүйе ретінде ұсыну тәсілі болды. Бұл фотоэлектрлік өндірісте интеграцияланған инновацияның рөліне көбірек мән беруге көмектесті.

Aiko бұрын бірнеше ұқсас инновацияларды тек техникалық тұжырымдамалар ретінде ұсынбай, коммерциялық өнімдерге енгізген болатын. Оның 2024 жылы шығарылған үшінші буын ABC «Full-Screen» модулі дәл қабаттасатын қосылымды, жасырын шиналарды және 0BB дизайнын пайдаланды. SNEC 2026 көрмесінде компания төртінші буын ABC өнімі Full-Screen Ultra-ны ұсынды. Қажетті ағып кету қашықтығын азайту арқылы дизайн энергия өндірмейтін аумақты 20%-ға қысқартты.

4-сурет. SNEC 2026 көрмесінде көрсетілген Aiko G4 Full-Screen Ultra модулі

Әртүрлі техникалық бағыттар модульдің белсенді энергия өндіру аймағын ұлғайту туралы сирек кездесетін келісімге келді. Бәсекенің келесі кезеңі әлі де өндіріс алаңында шешіледі. Бірнеше дизайндық жақсартулар біріктірілгенде, сынақ үлгісінің қуат көрсеткіші тез көтерілуі мүмкін. Ірі көлемді өндіріске қол жеткізу және ұзақ мерзімді нарықтық тексеруден өту әлдеқайда қиын. BC және TOPCon өнімдерінің алдында әлі де ұзақ жол бар.

Инновация логикасы маңызды

LONGi іске қосылғаннан кейінгі күні Aiko акцияларының бағасы күндік сауда шегіне жетіп, фотоэлектрлік жабдық акцияларының кеңірек өсуіне серпін берді. Бұл реакция бүкіл салада талқылау тақырыбына айналды.

Қысқа мерзімді капитал әдетте тақырыптарды, күтулерді және бағалау икемділігін саудалайды, сондықтан екі оқиғаны тікелей себеп-салдарлық байланыс ретінде қарастыруға болмайды. LONGi-дің іске қосылуы мыс металдандыру, BC технологиясы және модуль процесін оңтайландыруға нарықтың назарын күшейтті. Сондықтан, тиісті технологияларды бұрын коммерцияландырған және акция бағасының сезімталдығын көрсеткен Aiko тікелей нарықтық эталонға айналғаны таңқаларлық емес.

Тереңірек себеп - фотоэлектрлік цикл туралы нарықтық күтулер өзгеріп жатқан сияқты.

LONGi іске қосылған күні кешке Aiko 2026 жылдың бірінші жартыжылдығына арналған пайда болжамын жариялады. Компания акционерлерге тиесілі таза шығын 680 миллион юаньнан 790 миллион юаньға дейін болады деп күтті. Экспорттық салық жеңілдіктерінің алынып тасталуы, валюта бағамының ауытқуы және құнсыздану резервтері жартыжылдық көрсеткіштерге әсер етті. Оң сигналдар тоқсан сайынғы көрсеткіштерден келді: екінші тоқсандағы шығын бірінші тоқсанмен салыстырғанда азайды, ал ABC модулінің кірісі, шетелдік сату үлесі және жалпы маржа жақсарды.

Нарықтың реакциясы, кем дегенде, технологиялық көшбасшы компаниялар үшін ең қиын кезең өткен болуы мүмкін екенін көрсетеді. Aiko-ның циклден бірінші болып шығып, саланың кеңірек қалпына келуіне көмектесуі ABC жөнелтілім көлеміне, жалпы маржаға, өндірістік қуатты пайдалануға және операциялық ақша ағынына байланысты болады.

Сонымен қатар, артық қуатты жою үшін саяси қысым артып келеді. Маусым айында жарияланған «Кристалды кремний фотоэлектрлік модульдері мен инверторлары үшін энергия тиімділігінің ең төменгі рұқсат етілген мәндері және энергия тиімділігі кластары» атты міндетті ұлттық стандарт және фотоэлектрлік экспорттық салық жеңілдіктерін алып тастау мен тұтыну салығын енгізуге қатысты саясат өзгерістері - бұл саланың деструктивті ішкі бәсекеге қарсы күресі алға жылжып жатқанының айқын белгілері.

Сыртқы орта қатайған сайын, шығындарды азайту, сапаны жақсарту және тиімділікті арттыру өмір сүру мәселесіне айналуда. Консервативті немесе агрессивті, әрбір жол ақырында бірдей сынаққа тап болады. Өндіріс шығыны, өнім сапасы және техникалық инновациялар бойынша біріктірілген артықшылықты құратын компаниялар ғана фотоэлектрлік индустрияның келесі кезеңін анықтай алады.

Ooitech көзқарасы

Нақты бәсеке жай ғана күміс пен мыс арасында емес. Бұл металдандыру жүйесінің материалды аз тұтынуды тұрақты өнімділікпен, басқарылатын жабдықтың амортизациясымен, сенімді модуль қосылымымен және дәлелденген ылғалды-жылу өнімділігімен біріктіре алатындығы. Мыс пастасы өндірістік желімен үйлесімділікті жеңілдетеді, ал электропластика жіңішке, жоғары арақатынасты торларды бере алады, бірақ қатаң процесс және ағынды суды бақылауды талап етеді. Жеңімпаз жол гигаватт масштабында тұрақты өнімділік көрсететін жол болады, ең күшті іске қосу күніндегі мәлімдемесі бар жол емес.