TOPCon vs PERC LCA: Жалғыз экологиялық компромисс - күміс
Өнім туралы ақпарат
TOPCon PERC-ті Барлық Жерде дерлік Ұтады, Күмістен Басқа
Жақында өткен өндіріс желісін жаңарту жиналысында бір сұрақ қайта-қайта көтерілді: егер PERC желісі TOPCon-ға ауыстырылса, көміртегі есебі шынымен мағыналы бола ма?
Жақында жүргізілген өмірлік циклді бағалау нақты сандық жауап береді. Maximising environmental savings from silicon photovoltaics manufacturing to 2035, Nature Communications 17, 2311 (2026), DOI: 10.1038/s41467-026-69165-x, TOPCon PERC-тен 16 қоршаған ортаға әсер ету санатының 15-індеасып түседі. 6.5% / Wpкөміртегі ізі төмендейді, бірақ бағасы - металл ресурстарын пайдаланудың 15.2% артуы, негізінен екі жақты күміс пастасынан күміс тұтынудың жоғары болуына байланысты.
Қарапайым өндіріс тілімен айтқанда: TOPCon көптеген көрсеткіштер бойынша PERC-тен таза, бірақ күміс - ол әлі де ұтылатын жалғыз орын.
1-суреттегі нормаланған бағандық диаграмма хабарламаны өте тікелей етеді. Күміске қатысты металл ресурстарын пайдалану жалғыз айқын теріс элемент, ал қалған экологиялық көрсеткіштердің көпшілігі жақсарады.
Техникалық Параметрлер
Базалық сценарийден негізгі LCA сандары
Зерттеудегі базалық сценарий Қытайда өндірілген, Орталық Еуропаға тасымалданған модульдерге негізделген, 2023 жылғы технологиялық болжамдарды пайдаланады. TOPCon жаңартуларын бағалайтын өндірушілер мен инвесторлар үшін бірнеше сандар ерекше маңызды.
| Көрсеткіш | TOPCon нәтижесі / Қорытынды | Салыстыру немесе Мағынасы |
|---|---|---|
| Климаттың өзгеруіне әсері | Еуропалық өндіріс үшін 0.40 кг CO₂-экв/Вт, Қытайдың орташа көрсеткіші 0.73, Үндістан үшін 0.95 | TOPCon бірдей шекаралық жағдайларда PERC-тен шамамен 6.5% төмен |
| Металл ресурстарын пайдалану | TOPCon 15.2% жоғары | Негізінен екі жақты күміс пастасынан туындайды; PERC артқы жағында Ag + Al қолданылады |
| Қалған 14 экологиялық санат | Жалпы 2–10% төмендеді | Тұщы су эвтрофикациясы, қатты бөлшектер, фотохимиялық озон түзілуі, қазбалы ресурстарды пайдалану және басқаларды қамтиды |
| Басым өндіріс кезеңі | Вафли кезеңі 16 көрсеткіштің 12-сінде басым | Кремнийді тазарту электр энергиясы ең үлкен ыстық нүкте болып табылады |
| Вафли электр энергиясының үлесі | Модульдің жалпы климаттық әсерінің 89.9% | Поликремний және вафли өндірісінде қолданылатын электр энергиясының көміртегі қарқындылығы шешуші болып табылады |
| Металдандыру үлесі | Модуль деңгейіндегі металл ресурстарына әсердің 53% | Ұяшық кезеңінде металдандыру металл ресурстарына әсердің 98.3% құрайды |
Экологиялық шығынның нақты қайдан келетіні
2-сурет TOPCon модулін вафли, ұяшық, модуль және тасымалдау кезеңдеріне бөледі. Нәтиже тек ұяшық желісін оңтайландыруға назар аударатындар үшін өте қолайлы емес: ең үлкен экологиялық ыстық нүкте TOPCon ұяшық процесінің өзі емес, жоғары ағындағы кремний және вафли кезеңі болып табылады.
Кремнийді тазарту электр энергиясы вафли кезеңінің әсерінің 85% құрайды, ал вафли электр энергиясы модульдің жалпы климаттық әсерінің 89.9% үлесін құрайды. Басқаша айтқанда, пассивация тамаша болса және паста тұтыну шекке жеткізілсе де, егер поликремний мен вафли көмірмен жұмыс істейтін электр энергиясымен өндірілсе, көміртегі нәтижесі әлі де нашар болуы мүмкін.
Жасуша сатысындағы жалғыз нақты проблема – күміс. Металдандыру 53% толық модуль деңгейіндегі металл ресурсы көрсеткішінің 98.3% бөлігін құрайды. Бұл мыс жалату, шинаны азайту, көп шиналы оңтайландыру және күмісті азайту технологияларының бағытын қатты қолдайды.
Техникалық артықшылықтар
TOPCon нақты нені жақсартады
LCA тұрғысынан TOPCon артықшылығы – бұл жоғары тиімділік туралы маркетингтік әңгіме ғана емес. Жоғары конверсиялық тиімділік ваттқа шаққандағы материалды пайдалануды азайтады және жүйе шекарасын Вт-қа есептегенде көптеген экологиялық көрсеткіштерді жақсартады.
Ваттқа шаққандағы көміртегі ізі төмен: TOPCon бірдей өндіріс және жеткізу шарттарында PERC-пен салыстырғанда климаттың өзгеруіне әсерді шамамен 6,5%-ға азайтады.
Көптеген әсер ету санаттары бойынша жақсы өнімділік: 16 экологиялық көрсеткіштің 15-і жақсарды, яғни пайда бір ғана көміртегі көрсеткішімен шектелмей, кең ауқымды.
Тиімділікке негізделген материалды үнемдеу: Модульдің жоғары тиімділігі ваттқа шаққандағы шыны, инкапсулянт, бэкшит, жақтау және басқа ауданға байланысты материалдардың жүктемесін азайтады.
Нақты процесті жақсарту бағыты: Күміс мәселесі шоғырланған және өлшенетін, бұл оны мыс жалату, жіңішке сызықты басып шығару, шина дизайны және пастаны азайту арқылы шешуді жеңілдетеді.
Болашақ декарбонизациямен үйлесімділігі жоғары: Электр желісі тазарған сайын, TOPCon өндірістік ізі одан әрі төмендей алады, әсіресе пластина өндірісі төмен көміртекті энергиямен байланысты болғанда.
Күміс мәселесін елемеуге болмайды
TOPCon екі жақты күміс металдандыруы оған металл ресурстарын пайдалануда айтарлықтай айыппұл әкеледі. Бұл жалпы LCA артықшылығын жоққа шығармайды, бірақ өндіріс инженерлері үшін басымдықтар тізімін өзгертеді.
TOPCon үшін күмісті азайту – бұл тек шығын мәселесі емес. Бұл сонымен қатар экологиялық кедергі. Егер сала TOPCon-ның экологиялық көшбасшылығын сақтап, ауқымды түрде өсіргісі келсе, ваттқа шаққандағы күміс грамын азайту енді міндетті емес, бірақ қажет.
Өнімді қолдану
Өндіріс орны және желіні декарбонизациялау көптеген адамдар күткеннен маңыздырақ
Зерттеу 2023 жылдан 2035 жылға дейін Үндістанды, Қытайды, Америка Құрама Штаттарын және Еуропаны салыстырады, екі негізгі айнымалыны ескереді: ITRPV технологиялық прогрессі және EIA төмен-нөлдік көміртекті шығын сценарийлері бойынша желіні декарбонизациялау.
Бірнеше нәтижені есте сақтау керек:
| Сценарий | Климаттық әсер / Үнемдеу | Практикалық мағынасы |
|---|---|---|
| 2023 жылғы еуропалық өндіріс | 0.40 кг CO₂-экв/Втп | Зерттеудегі салыстырылған аймақтар арасында ең төменгі |
| 2023 жылғы Қытай орташа көрсеткіші | 0.73 кг CO₂-экв/Втп | Орташа нәтиже, электр энергиясы қоспасынан қатты әсер етеді |
| 2023 жылғы Үндістан өндірісі | 0.95 кг CO₂-экв/Втп | Тізімделген базалық аймақтар арасында ең жоғары |
| Тек 2035 жылға дейінгі технологиялық прогресс | Орташа төмендеу шамамен 0.10 кг/Втп | Тиімділікті арттыру, күмісті азайту және кремнийді үнемдеу көмектеседі, бірақ жалғыз өзі жеткіліксіз |
| Технология және желіні декарбонизациялау | 2035 жылға қарай өндіріс жағындағы CO₂-экв шығарындыларын 8.2 Гт төмендету әлеуеті | Ең үлкен үнемдеу негізінен таза электр энергиясы мен өндіріс орнын таңдаудан келеді |
8.2 Гт үнемдеу әлеуеті өте үлкен, бұл шамамен 2019 жылғы жаһандық антропогендік шығарындылардың 13.9%құрайды. Одан да маңыздысы, бұл үнемдеудің көп бөлігі жай ұяшық құрылымын өзгертуден емес, электр энергиясын декарбонизациялаудан келеді.
Желі ішіндегі айырмашылықтар ел белгілерінен үлкен болуы мүмкін
Өте маңызды қорытынды: «Қытайда жасалған» деген жалғыз өзі көміртегі ізін анықтамайды. Қытай ішінде, ең жоғары және ең төмен көміртегі сыйымдылығы бар желілерді салыстырсақ, TOPCon өндірісінің шығарындылары 0.32-ден 0.58 кг CO₂-экв/Втп-қа дейінауытқуы мүмкін. Бұл айырмашылық Қытайдың орташа көрсеткіші мен еуропалық эталондық жағдай арасындағы айырмашылықтан үлкен болуы мүмкін.
Бұл Юньнаньда гидроэнергиямен өсірілген пластина мен Ішкі Моңғолияда көмірге негізделген электр энергиясымен өсірілген пластинаны бірдей көміртегі өнімі ретінде қарастыруға болмайтынын білдіреді. Көміртегі есебін жүргізетін сатып алушылар, әзірлеушілер және өндірушілер үшін аймақтық электр құрылымы жалпы ел атауынан маңыздырақ.
Зерттеу сонымен қатар көмірдің 16 TOPCon өндіріс көрсеткішінің 12-сіне оң әсер ететінін көрсетеді. Көмір үлесінің 5%-ға артуы климаттық көрсеткішті шамамен 4,8%-ға арттырады. Гидроэнергетика барлық 16 көрсеткішті төмендетеді, ал ядролық энергия негізінен иондаушы сәулелену санатын арттырады, бірақ қалғандарында тұрақты болып қалады.
Қандай өндіріс тетіктерін мұқият бақылау керек?
8-суреттегі сезімталдық талдауы бірнеше процесс тетіктерін бөліп, оларды 2023 жылғы базалық деңгеймен салыстырады. Нәтиже нақты зауыттық шешімдер қабылдау үшін пайдалы, себебі ол қандай жақсартулар модуль деңгейінде маңызды екенін және қайсысы тек жергілікті деңгейде тартымды екенін көрсетеді.
| Тұтқа | Болжам | Негізгі әсер | Пікір |
|---|---|---|---|
| Тиімділікті арттыру | PERC +12,6%, TOPCon +15,9% ITRPV 2034 үрдісі бойынша | Көрсеткіштер бойынша кең пропорционалды төмендеу | Ауданға байланысты материал тұтыну тиімділік артқан сайын Вт-қа шаққанда төмендейді |
| Күміс тұтыну 5 мг/Вт дейін төмендетілді | TOPCon күміс пайдалануы шамамен 78%-ға қысқарды | Металл ресурстарын пайдалану шамамен 41%-ға қысқарды | Металл ресурстарына әсері өте күшті, бірақ басқа санаттарға әсері шектеулі |
| Пластина электр энергиясы 26%-ға азайтылды | Жұқа пластиналар мен төмен энергия тұтынумен байланысты | Климаттық әсер 9,6%-дан астамға төмендеді | Ең күшті процесс жағындағы тетік, себебі пластина кезеңі басым |
| Силан 14,4%-ға азайтылды | Жетілдірілген ICP-PECVD тұндыру | Модуль деңгейінде әсердің 0,3%-дан аз төмендеуі | Ұяшық кезеңіндегі химиялық заттардың маңызы аз, себебі ұяшық кезеңінің жалпы салмағы төмен |
Бір нәрсені жіберіп алу оңай: силанды 14%-ға азайту тартымды көрінеді, бірақ модуль деңгейіндегі экологиялық жақсару 0,3%-дан аз. Себебі қарапайым: ұяшық кезеңі толық модуль LCA-да басым үлес қосушы емес. Пластина электр энергиясын үнемдеу шағын көлемдегі процесс газын үнемдеуден әлдеқайда маңызды.
Сатып алуға хабарласыңыз
TOPCon желісін жоспарлау үшін практикалық қорытындылар
PERC-тен TOPCon-ге жаңартуды жоспарлап отырған өндірушілер үшін бұл LCA нақты сигнал береді: TOPCon көптеген санаттарда экологиялық тұрғыдан күштірек, бірақ күміс пен пластина электр энергиясын байыпты басқару қажет.
Өндіріс жағындағы ең маңызды басымдықтар:
Пастаны оңтайландыру, жіңішке сызықты басып шығару, шина дизайны және балама металдандыру жолдары арқылы ваттқа шаққандағы күміс шығынын азайту.
Тек ұяшық желісінің энергия тұтынуын ғана емес, вафли мен поликремнийдің электр көздерін де бақылау.
Ірі өндіруші елдердегі электр желісінің қуат қоспасын негізгі көміртегі есепке алу айнымалысы ретінде қарастыру.
Тиімділікті арттыруға басымдық беру, себебі бұл ваттқа шаққандағы ауданға байланысты материал шығынын азайтады.
Жоғарғы ағындағы вафли энергиясы басым болған кезде ұяшық процесіндегі шағын химиялық заттардың азаюының модуль деңгейіндегі пайдасын асыра бағалаудан аулақ болу.
Ooitech көзқарасы
Модуль өндірісі желілеріне жақын жұмыс істейтін жабдық жеткізушісі ретінде біз мұны былай көреміз: TOPCon-ның экологиялық артықшылығы бір ұяшық процесінің қадамынан гөрі тиімділікті, күміс шығынын және жоғарғы ағындағы вафли энергиясын біріктіріп бақылаумен анықталады. Зауытты жаңарту үшін практикалық сұрақ жай «PERC немесе TOPCon» емес, жаңа желінің басынан бастап күмісті аз пайдалануға, тұрақты жоғары тиімділікке және ашық жеткізу тізбегінің көміртегі деректеріне ие болуы. Бұл жерде өндірістік жабдықты жоспарлау және процесс тәртібі көміртегі стратегиясының бөлігіне айналады, тек қуатты кеңейтудің бөлігі емес.
