फोटोवोल्टिक कोशिकाओं का विस्तृत विश्लेषण (संग्रहण योग्य भाग) - खंड तीन
III. फोटोवोल्टिक सेल प्रौद्योगिकियों के बड़े पैमाने पर उत्पादन की स्थिति और भविष्य के रुझान का विश्लेषण
A. विभिन्न तकनीकी मार्गों के बड़े पैमाने पर उत्पादन की स्थिति का विश्लेषण
पी.वी. सेल प्रौद्योगिकी बड़े पैमाने पर उत्पादन का तर्क
पिछले विश्लेषणों के आधार पर, एन-टाइप बैटरियां पीईआरसी बैटरियों की तुलना में बेहतर तकनीकी पैरामीटर प्रदर्शित करती हैं, फिर भी उन्हें उच्च उत्पादन लागत का भी सामना करना पड़ता है। फोटोवोल्टिक कंपनियों के लिए, एक नई तकनीक में निवेश करने का निर्णय काफी हद तक इस बात पर निर्भर करता है कि क्या डाउनस्ट्रीम पावर प्लांट नई तकनीक को अधिक कीमत पर स्वीकार कर सकते हैं, जिससे कंपनी का ब्रेकईवन पॉइंट सुनिश्चित हो सके और मौजूदा तकनीक की तुलना में संभावित रूप से अधिक लाभप्रदता प्राप्त हो सके। नई तकनीकों के लिए प्रीमियम का भुगतान करने के लिए डाउनस्ट्रीम पावर प्लांट की इच्छा मुख्य रूप से इन नए उत्पादों के बेहतर प्रदर्शन से उपजी है, जो निवेश रिटर्न (आईआरआर) को बेहतर बनाने में सहायता कर सकती है। संक्षेप में, एन-टाइप बैटरी तकनीक के बेहतर तकनीकी पैरामीटर उच्च रूपांतरण दक्षता और द्विपक्षीय दरों के साथ-साथ कम गिरावट दरों और तापमान गुणांक में परिलक्षित होते हैं।
बिजली संयंत्रों के लिए निवेश लागत को कम करना मुख्य रूप से नई प्रौद्योगिकियों की बेहतर रूपांतरण दक्षता, द्विभाजक दरों और कम तापमान गुणांक द्वारा लाए गए उच्च समग्र उत्पादन शक्ति को संदर्भित करता है। इससे भूमि और सहायक संरचनाओं से जुड़े BOS (सिस्टम का संतुलन) लागतों में कमी आती है, जो क्षेत्र से निकटता से संबंधित हैं। इसलिए, रिटर्न की अपरिवर्तित आंतरिक दरों के तहत, बिजली संयंत्र नई प्रौद्योगिकियों के लिए प्रीमियम का भुगतान करने को तैयार हैं। प्रासंगिक अध्ययनों के अनुसार, यूनिट मॉड्यूल पावर में 30W की वृद्धि से घरेलू BOS लागत लगभग 0.07-0.09 RMB/W कम हो सकती है। यह देखते हुए कि विदेशी बिजली संयंत्र निवेश में अक्सर उच्च BOS लागत लगती है, अनुमान बताते हैं कि यूनिट मॉड्यूल पावर में 30W की वृद्धि
विद्युत संयंत्र के जीवनचक्र के दौरान कुल बिजली उत्पादन में वृद्धि मुख्य रूप से नई तकनीक वाले सेलों के धीमे क्षरण दर के परिणामस्वरूप होती है, जो वार्षिक बिजली उत्पादन को बढ़ाती है। आईआरआर स्थिर रहने से, यह विद्युत संयंत्र की आरंभिक स्थापित क्षमता में कमी करने की अनुमति देता है, जिससे निवेश लागत कम होती है। लगभग 6% का आईआरआर, 25 वर्ष का जीवनचक्र, और 1200 घंटों का वार्षिक उपयोग, 0.3-0.35 आरएमबी/किलोवाट घंटा के बीच बिजली की कीमतों को मानते हुए, गणना दर्शाती है कि 2% के पहले वर्ष के क्षरण और 0.5% के रैखिक क्षरण वाली पीईआरसी बैटरी से 1% के पहले वर्ष के क्षरण और 0.4% के रैखिक क्षरण वाली एन-टाइप बैटरी में अपग्रेड करने के परिणामस्वरूप लागत में लगभग 0.83-0.97 आरएमबी/डब्ल्यू की कमी हो सकती है
संक्षेप में, विभिन्न बैटरी प्रौद्योगिकियों के वर्तमान प्रदर्शन मेट्रिक्स इस प्रकार हैं: TOPCon बैटरियां लगभग 25.3% की बड़े पैमाने पर उत्पादन क्षमता, लगभग 85% की द्विमुखी दर, -0.3%/°C का तापमान गुणांक, 1% का प्रथम वर्ष का क्षरण और 0.5% का रैखिक क्षरण प्राप्त करती हैं; HJT बैटरियां लगभग 25.5% की बड़े पैमाने पर उत्पादन क्षमता, लगभग 90% की द्विमुखी दर, -0.24%/°C का तापमान गुणांक, 1% का प्रथम वर्ष का क्षरण और 0.3% का रैखिक क्षरण प्राप्त करती हैं; Longi Green Energy की HPBC बैटरियां लगभग 25.3% की बड़े पैमाने पर उत्पादन क्षमता, -0.29%/°C का तापमान गुणांक, 1.5% का प्रथम वर्ष का क्षरण और 0.4% का रैखिक क्षरण प्राप्त करती हैं; आइको सोलर की ABC बैटरियाँ लगभग 26.5% की बड़े पैमाने पर उत्पादन दक्षता, -0.24%/°C का तापमान गुणांक, 1% का प्रथम-वर्ष क्षरण और 0.35% का रैखिक क्षरण प्राप्त करती हैं। इन मेट्रिक्स के आधार पर, वर्तमान अनुमान बताते हैं कि TOPCon, HJT, HPBC और ABC बैटरियों का चीन में बाजार प्रीमियम क्रमशः लगभग 0.2-0.24 RMB/W, 0.28-0.34 RMB/W, 0.14-0.17 RMB/W और 0.26-0.32 RMB/W है। ऊपर बताई गई बैटरी उत्पादन लागतों को ध्यान में रखते हुए, TOPCon और HJT बैटरियों से चीन में क्रमशः 0.16-0.2 RMB/W और 0.19-0.25 RMB/W तक का अतिरिक्त लाभ प्राप्त करने की उम्मीद है।
विशुद्ध तकनीकी दृष्टिकोण से, BC बैटरियों की वर्तमान द्विमुखी दरें अपेक्षाकृत कम हैं, जो अन्य बैटरी मार्गों से महत्वपूर्ण रूप से बेहतर प्रदर्शन नहीं करती हैं। हालांकि, लोंगी और ऐको का मानना है कि तकनीकी प्रगति के साथ, BC बैटरियों की द्विमुखी दरें 65-70% से अधिक हो सकती हैं। इसके अलावा, BC बैटरियों में विभिन्न बैटरी मार्गों की तुलना में अन्य लाभ भी हैं, विशेष रूप से सौंदर्य अपील। सामने की सतह को अस्पष्ट करने वाली कोई ग्रिड लाइन न होने के कारण, BC मॉड्यूल विदेशी वितरित बाजार में अधिक लोकप्रिय हैं और अतिरिक्त उत्पाद प्रीमियम प्राप्त कर सकते हैं। यदि बैक शीट और फ्रेम भी काले रंग की सामग्री से बने हैं, तो बेहतर सौंदर्य के साथ एक पूरी तरह से काला मॉड्यूल प्राप्त किया जा सकता है। लोंगी ग्रीन एनर्जी से मिली प्रतिक्रिया के अनुसार, उनके HPBC उत्पाद TOPCon उत्पादों की तुलना में 1 सेंट/W से अधिक प्रीमियम प्राप्त करते हैं।
बाजार स्वीकृति के संबंध में, आंकड़े बताते हैं कि सितंबर 2021 तक, घरेलू राज्य के स्वामित्व वाली उद्यम ग्राउंड स्टेशन घटक निविदाओं में एन-प्रकार के घटकों का पहला समावेश एक महत्वपूर्ण घटना थी, जिसमें 4.55 के अंत तक कुल निविदा पैमाने 2022GW तक पहुंचने की उम्मीद है, जो लगभग 4% है। इस साल अप्रैल से जुलाई तक, एन-टाइप घटकों वाली ग्राउंड स्टेशन परियोजनाओं के लिए मासिक निविदा पैमाने क्रमशः 4.7GW, 4.5GW, 4.4GW और 5.3GW तक पहुंच गया, जिसमें एन-टाइप घटकों का कुल पी/एन अनुपात का लगभग 24%, 26%, 33% और 39% हिस्सा था। यह अंतिम उपयोगकर्ताओं द्वारा एन-टाइप घटकों की स्वीकृति में स्पष्ट और निरंतर वृद्धि को इंगित करता है। विदेशी बाजारों में, एन-टाइप बैटरियों द्वारा लाए गए लाभ अधिक स्पष्ट हैं, कुछ ऑर्डर में उनकी हिस्सेदारी 60-80% तक बढ़ गई है।
मूल्य निर्धारण के मोर्चे पर, इन्फोलिंक के अनुसार, TOPCon, HJT और XBC घटकों की मुख्यधारा की बिक्री कीमतें क्रमशः PERC घटकों की तुलना में लगभग 0.1 RMB/W, 0.2 RMB/W और 0.15-0.4 RMB/W प्रीमियम पर हो सकती हैं। जैसे-जैसे N-टाइप तकनीक आगे बढ़ती जा रही है, संभावना है कि N-टाइप घटकों के लिए बिक्री प्रीमियम में और वृद्धि हो सकती है।
वर्तमान में, TOPCon बैटरी सेल की कीमत PERC सेल की तुलना में लगभग 5 सेंट/W अधिक है, जबकि TOPCon मॉड्यूल और HJT मॉड्यूल क्रमशः PERC मॉड्यूल की तुलना में लगभग 7 सेंट/W और 26 सेंट/W प्रीमियम पर हैं। हमारे द्वारा गणना की गई प्रीमियम स्पेस की तुलना में, TOPCon उत्पादों का वर्तमान प्रीमियम स्तर हमारे अनुमान से काफी कम है, और HJT हमारी गणना की गई निचली सीमा के लगभग बराबर है। हमारा मानना है कि PERC उत्पादों की कीमतों में हाल ही में आई गिरावट के कारण N-टाइप बैटरी और मॉड्यूल के प्रीमियम स्तरों में भी कमी आई है, जबकि TOPCon उत्पादों के लिए प्रतिस्पर्धा तेज हो गई है, जिससे कुछ निर्माताओं को अधिक शिपमेंट के बदले में कुछ मुनाफे को छोड़ना पड़ रहा है।
एन-टाइप बैटरियों के वर्तमान प्रदर्शन, मूल्य निर्धारण और लागत की स्थिति को देखते हुए, हमारा मानना है कि चाहे वह TOPCon, HJT, या BC बैटरियां हों, बाजार में उनके द्वारा प्राप्त प्रीमियम स्तर पहले से ही उनकी संबंधित लागत वृद्धि को कवर करने के लिए पर्याप्त हैं (BC बैटरियां मुख्य रूप से विदेशी वितरित बाजार पर निर्भर हैं)। TOPCon को एक उदाहरण के रूप में लेते हुए, वर्तमान बैटरी प्रीमियम लगभग 9 सेंट है, और मूल्यह्रास लागतों के लिए लेखांकन के बाद, प्रति वाट शुद्ध लाभ लगभग 12 सेंट है, जिससे डेढ़ साल के भीतर उत्पादन लाइन निवेश पर वापसी की अनुमति मिलती है, जो अन्य विनिर्माण क्षेत्रों की तुलना में बहुत तेज है। इस प्रकार, बैटरी निर्माता उत्पादन का विस्तार करने के लिए दृढ़ता से प्रेरित हैं। भविष्य में, सभी तकनीकी मार्ग लागत में कमी और दक्षता बढ़ाने के लिए दबाव डालना जारी रखेंगे, जिन उद्यमों के पास अग्रणी प्रदर्शन और लागत मेट्रिक्स हैं, वे अधिक अतिरिक्त लाभ प्राप्त करने की संभावना रखते हैं।
फोटोवोल्टिक सेल विस्तार पर आंकड़े
(1) टॉपकॉन
विभिन्न बैटरी प्रौद्योगिकी मार्गों में, TOPCon का PERC बैटरी प्रक्रियाओं के साथ सबसे करीबी एकीकरण है, जिसके लिए तकनीकी कठिनाइयों को दूर करने के लिए कम से कम प्रयास की आवश्यकता होती है, यही कारण है कि यह लागत-प्रभावशीलता प्राप्त करने और बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू करने वाला पहला था। Infolink और TrendForce के आँकड़ों के अनुसार, 2022 तक, TOPCon बैटरियों की वैश्विक उत्पादन क्षमता लगभग 81GW तक पहुँच गई, जिसमें प्रमुख खिलाड़ी Jinko Solar (24GW) और Junda Co. (8GW) हैं। घोषित उद्योग-व्यापी विस्तार योजनाओं के आधार पर, यह उम्मीद की जाती है कि 2023 और 2024 तक, पूरे उद्योग में TOPCon की संचयी क्षमता क्रमशः 500GW और 900GW से अधिक हो सकती है।
आपूर्ति के दृष्टिकोण से, स्थिर बड़े पैमाने पर उत्पादन करने में सक्षम उद्यमों की संख्या वर्तमान में सीमित है। मोटे अनुमान बताते हैं कि मई के अंत तक, TOPCon बैटरियों की उत्पादन क्षमता लगभग 120GW थी, जिसमें पूर्ण उत्पादन क्षमता लगभग 70GW थी, जो बाजार की वार्षिक मांग अपेक्षा लगभग 400GW की तुलना में अपेक्षाकृत कम है। यह देखते हुए कि आपूर्ति श्रृंखला अल्पावधि में सभी उद्योग मांगों को पूरा नहीं कर सकती है, और उच्च गुणवत्ता वाली उत्पादन क्षमता को उच्च कीमतों वाले विदेशी बाजारों के लिए प्राथमिकता दी जा सकती है, TOPCon उत्पादों के आगे काफी समय तक लाभप्रदता का उच्च स्तर बनाए रखने की संभावना है। 120GW की प्रभावी आपूर्ति क्षमता के आधार पर, यह अनुमान लगाया गया है कि 30 में TOPCon उत्पादों की बाजार पहुंच 2023% तक पहुंच जाएगी। 2024 तक, TOPCon के PERC को पार करने की उम्मीद है, जो फोटोवोल्टिक कोशिकाओं में नई मुख्यधारा की तकनीक बन जाएगी।
अग्रणी बैटरी/मॉड्यूल निर्माताओं की स्थिति से, LPCVD मार्ग में अग्रणी के रूप में जिंको और जुंडा से 60 के अंत तक क्रमशः 30GW और 2023GW से अधिक की नाममात्र क्षमता प्राप्त करने की उम्मीद है। 2022 की चौथी तिमाही में अपनी पहली GW-स्तरीय उत्पादन लाइन के शुभारंभ के बाद, टोंगवेई और ट्रिना सोलर ने लगभग उत्पादन लक्ष्य प्राप्त कर लिया है और बाद की क्षमता तैनाती में तेजी ला रहे हैं, जिसका लक्ष्य वर्ष के भीतर नाममात्र क्षमता में 20GW से अधिक है। JA सोलर और कैनेडियन सोलर ने 2023 की दूसरी तिमाही में अपने शुरुआती उत्पादन क्षमता निवेश में थोड़ी देरी की, लेकिन वे तेजी से आगे बढ़ रहे हैं और इस साल 30GW से अधिक तक पहुँचने के लिए ट्रैक पर हैं।
वर्तमान में, TOPCon का अनुसरण करना मुख्यधारा के फोटोवोल्टिक बैटरी और एकीकृत निर्माताओं के लिए इष्टतम विकल्प बन गया है। हालाँकि, जैसे-जैसे कंपनियाँ अपनी क्षमता प्राप्ति में तेज़ी ला रही हैं, कुछ को उपज दरों, दक्षता और लागतों से जुड़ी समस्याओं का सामना करना पड़ रहा है, जिसके परिणामस्वरूप वास्तविक परिचालन प्रगति अपेक्षाओं से काफी पीछे रह गई है। आम तौर पर, जिंको और जुंडा जैसे अग्रणी निर्माताओं ने क्षमता निवेश में अनुमान से ज़्यादा तेज़ी से प्रगति की है, जो उद्योग में 6-9 महीने तक आगे है। उनकी दक्षता और लागत लाभों के कारण, उनका शुद्ध लाभ 0.06-0.07 RMB/W के बीच है, जो दूसरे और तीसरे स्तर के निर्माताओं के मुनाफ़े से लगभग 0.03-0.04 RMB/W अधिक है।
यह देखते हुए कि TOPCon तकनीक अभी भी अपने प्रारंभिक औद्योगिकीकरण चरण में है, यह 1-2 वर्षों के भीतर परिपक्वता तक पहुंचने की उम्मीद है, जिसके दौरान अग्रणी कंपनियों को मुनाफे और शिपमेंट में पहले-प्रवर्तक लाभ का आनंद लेने की संभावना है। TOPCon तकनीक के निरंतर दक्षता उन्नयन के साथ, यह अग्रणी लाभ लंबे समय तक बना रह सकता है।
(2) एचजेटी
HJT के बारे में, सोलरज़ूम के अनुसार, HJT बैटरियों की संचयी उत्पादन क्षमता 11 के अंत तक 2022GW से अधिक हो गई। HJT के लिए लागत में कमी की सफलता मुख्य रूप से इस वर्ष के उत्तरार्ध में 0BB+ सिल्वर-प्लेटेड कॉपर तकनीक की शुरूआत पर निर्भर है, और इस प्रकार पहले से घोषित विस्तार योजनाएँ मुख्य रूप से उद्योग की कुछ अग्रणी कंपनियों तक ही सीमित हैं। घोषित विस्तार योजनाओं के आधार पर, यह अनुमान लगाया गया है कि पूरे उद्योग में HJT की नाममात्र क्षमता 60 में 2023GW तक पहुँच सकती है और 102 में 2024GW तक बढ़ सकती है। HJT मार्ग चुनने वाली अधिकांश कंपनियाँ नई प्रवेशक हैं, जबकि पारंपरिक अग्रणी बैटरी/मॉड्यूल निर्माता मुख्य रूप से छोटे पैमाने पर तकनीकी अनुसंधान और विकास पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं।
बाजार सहभागियों के दृष्टिकोण से, HJT बैटरी उत्पादन क्षमता की सांद्रता अपेक्षाकृत अधिक है, जिसका CR5 60% से अधिक है। उनमें से, हुआशेंग न्यू एनर्जी और ईस्ट सोलर का लक्ष्य 20-2023 में लगभग 2024GW की लक्ष्य उत्पादन क्षमता प्राप्त करना है, जबकि अन्य कंपनियों ने अपने लक्ष्य कई GW स्तरों पर निर्धारित किए हैं। हुआशेंग न्यू एनर्जी HJT बैटरी क्षेत्र में एक डार्क हॉर्स के रूप में उभरी है, जिसने कम समय में 500MW HJT बड़े पैमाने पर उत्पादन क्षमता और दक्षता में सुधार का निर्माण पूरा किया है, उद्योग में प्रभाव स्थापित किया है, तकनीकी परिवर्तन का नेतृत्व किया है, और लागत में कमी और प्रक्रिया डिबगिंग में तेजी लाई है।
वर्तमान में, TOPCon प्रौद्योगिकी मार्ग ने अपने लागत लाभ के कारण बढ़त हासिल कर ली है, जिससे प्रमुख क्रिस्टलीय सिलिकॉन घटक निर्माताओं को दसियों GW रेंज में TOPCon उत्पादन क्षमता का विस्तार करने पर ध्यान केंद्रित करने के लिए प्रेरित किया गया है। फिर भी, कई कंपनियों ने छोटे GW-स्तर HJT पायलट लाइनों के लिए योजनाओं को समन्वित किया है, HJT मार्ग की बारीकी से निगरानी करते हुए। हमारा मानना है कि यह दो कारकों से प्रेरित है: पहला, 0BB+ सिल्वर-प्लेटेड कॉपर और कॉपर इलेक्ट्रोप्लेटिंग जैसे दक्षता-बढ़ाने वाले लागत-घटाने वाले मार्गों की उत्पादन क्षमता और मामूली बदलावों पर बारीकी से नज़र रखना; दूसरा, अगले प्लेटफ़ॉर्म में फोटोवोल्टिक तकनीक को आगे बढ़ाने के लिए HJT और पेरोव्स्काइट के मध्य-से-दीर्घकालिक संयोजन की तैयारी करना।
(3) एक्सबीसी
लॉन्गी ग्रीन एनर्जी और ऐको सोलर द्वारा लगातार बीसी उत्पादन क्षमता में वृद्धि और बड़े पैमाने पर बड़े पैमाने पर उत्पादन में बढ़ते अनुभव के साथ, यह उम्मीद की जाती है कि 2023 के अंत तक, एक्सबीसी बैटरी के लिए कुल उद्योग क्षमता लगभग 60GW तक पहुंच सकती है, जो 11 के अंत में 2022GW से उल्लेखनीय वृद्धि है। लॉन्गी की HPBC क्षमता और ऐको की ABC क्षमता प्रत्येक इसका लगभग आधा हिस्सा होगी।
वर्तमान में, जिन्को, जेए सोलर, टोंगवेई और फर्स्ट सोलर जैसी कंपनियाँ, जो मुख्य रूप से TOPCon तकनीक पर ध्यान केंद्रित करती हैं, के पास भी BC पायलट लाइनें आरक्षित हैं। XBC रूट में शामिल अन्य कंपनियों में ट्रिना, जुंडा (जिएटाई), जिंशी, रिटुओ फोटोवोल्टिक, हेंगडियन डोंगसी, झोंगलाई और झेंगटैक्सिन एनर्जी शामिल हैं, जिनमें से सभी ने अलग-अलग स्तर का निवेश किया है। विभिन्न निर्माताओं के लेआउट से, एक संगत तकनीक के रूप में BC से उद्योग भर में निरंतर संसाधन निवेश आकर्षित करने की उम्मीद है।
बी. फोटोवोल्टिक सेल प्रौद्योगिकी रुझान पर दृष्टिकोण
एन-टाइप बैटरी प्रौद्योगिकी के लिए मार्गों का उन्नयन
TOPCon बैटरियों के मामले में, वर्तमान बड़े पैमाने पर उत्पादन दक्षता लगभग 25.3% है, जो अभी भी संभावित दक्षता सीमा से कुछ दूरी पर है। TOPCon बैटरियों के लिए भविष्य की दक्षता में सुधार तीन मुख्य रास्तों का अनुसरण कर सकते हैं: (1) सामने की तरफ SE संरचना को बढ़ाना: SE संरचना का पहले से ही PERC बैटरियों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, और 2023 की दूसरी छमाही में शुरू की गई नई घरेलू TOPCon उत्पादन क्षमता में SE संरचना को शामिल करने की उम्मीद है। वर्ष के अंत तक, इस संरचना को शामिल करने से बैटरी की दक्षता 25.7% से अधिक हो सकती है; (2) बैटरी ग्रिड संरचना को अनुकूलित करने के लिए लेजर सिंटरिंग का उपयोग करना: धातुकरण चरण में, लेजर सिंटरिंग प्रक्रिया के माध्यम से सिलिकॉन वेफर के सामने की तरफ धातु के पेस्ट का उपचार करने से पेस्ट और सिलिकॉन वेफर के बीच ओमिक संपर्क में सुधार हो सकता है, संपर्क प्रतिरोध को बढ़ाया जा सकता है और संभावित रूप से लगभग 0.2% की बैटरी दक्षता लाभ प्राप्त किया जा सकता है। वर्तमान में, विभिन्न लेजर निर्माता (जैसे कि डियर लेजर, हैमक्सिंग, डेज़ोंग लेजर, डेलॉन्ग लेजर, आदि) ने संबंधित उत्पादन लाइन लेआउट के लिए पेस्ट निर्माताओं और बैटरी निर्माताओं (जैसे कि जिन्को सोलर, जिताई टेक्नोलॉजी, झोंगलाई, आदि) के साथ सहयोग किया है; (3) बाइफेशियल पैसिवेटेड कॉन्टैक्ट स्ट्रक्चर: केवल 27.1% की दक्षता सीमा के साथ वर्तमान एकल-पक्षीय पैसिवेटेड कॉन्टैक्ट बैटरी संरचनाओं की तुलना में, बाइफेशियल पॉलीक्रिस्टलाइन TOPCon की सैद्धांतिक दक्षता 28.7% तक पहुंच सकती है, बड़े पैमाने पर उत्पादन क्षमता 26% से अधिक होने की उम्मीद है। भविष्य के TOPCon दक्षता वृद्धि और लागत में कमी के लिए एक महत्वपूर्ण दिशा के रूप में, निर्माता सक्रिय रूप से अनुसंधान और विकास कर रहे हैं। अग्रणी निर्माताओं की बाइफेशियल पैसिवेटेड कॉन्टैक्ट उत्पादन लाइनें 2024 में
HJT बैटरियों के लिए, भविष्य की प्रमुख घटनाओं में 0BB+ सिल्वर-प्लेटेड कॉपर की शुरूआत, कम इंडियम सामग्री का औद्योगिकीकरण और कॉपर इलेक्ट्रोप्लेटिंग तकनीक शामिल हैं। इस वर्ष के अंत में 0BB+ सिल्वर-प्लेटेड कॉपर योजना के क्रमिक उत्पादन के साथ, कॉपर इलेक्ट्रोप्लेटिंग उद्योग द्वारा खोजी गई अगली महत्वपूर्ण दक्षता वृद्धि मार्ग बन गई है। यह देखते हुए कि फोटोवोल्टिक सिल्वर औद्योगिक सिल्वर का लगभग 30% हिस्सा है, जैसे-जैसे उद्योग की मांग TW स्तरों की ओर बढ़ती है, सिल्वर की कीमतों में उतार-चढ़ाव फोटोवोल्टिक बैटरियों की गैर-सिलिकॉन लागतों पर अधिक प्रभाव डाल सकता है। कॉपर इलेक्ट्रोप्लेटिंग सिल्वर के उपयोग को कम करने के उद्योग के रुझान के अनुरूप है, जो TW युग में सिल्वर की बढ़ती लागतों का समाधान प्रदान करता है। वर्तमान प्रगति और निर्माता के आदेशों के आधार पर, यह उम्मीद की जाती है कि कॉपर इलेक्ट्रोप्लेटिंग के लिए 3-4 पायलट लाइनें 2023 की दूसरी छमाही में स्थापित की जाएंगी, जो स्टेट पावर इन्वेस्टमेंट, टोंगवेई और हैयुआन कंपोजिट जैसी कंपनियों के उत्पादन और डिबगिंग स्थितियों पर ध्यान केंद्रित करेंगी।
बीसी बैटरियों के लिए, तकनीकी विकास का मूल यह है कि प्रक्रिया जटिलता और परिशुद्धता आवश्यकताओं में महत्वपूर्ण वृद्धि को कैसे प्रबंधित किया जाए, जिसमें उपज दर और लागत अनुकूलन सीधे एक्सबीसी प्रौद्योगिकी मार्ग की स्केलिंग लय और लाभप्रदता को प्रभावित करते हैं। वर्तमान में, स्क्रीन प्रिंटिंग और लेजर नक़्क़ाशी जैसी विधियों में परिशुद्धता, उत्पादन दक्षता और सिलिकॉन वेफ़र क्षति के संबंध में अपने फायदे और नुकसान हैं, जिससे कंपनियाँ विभिन्न प्रक्रिया मार्गों को अपनाकर संतुलन बनाने की कोशिश कर रही हैं। लॉन्गी ग्रीन एनर्जी और ऐको सोलर के अलावा, जिन्होंने पहले ही बड़े पैमाने पर उत्पादन हासिल कर लिया है, बीसी मार्ग भविष्य में TOPCon और HJT बैटरी प्रौद्योगिकियों दोनों के लिए एक अपग्रेड दिशा बनने की उम्मीद है।
पेरोवस्काइट-सिलिकॉन टेंडेम सेल प्रौद्योगिकी की संभावनाएं
लागत में कमी और दक्षता में वृद्धि हमेशा से ही सौर सेल प्रौद्योगिकी के लिए बार-बार अपग्रेड की दिशा रही है। पहली पीढ़ी की क्रिस्टलीय सिलिकॉन सौर सेल प्रौद्योगिकी उद्योग के बड़े पैमाने पर उत्पादन दक्षता रिकॉर्ड को बनाए रखती है और वर्तमान में मुख्यधारा की तकनीक है, लेकिन दक्षता में वृद्धि और लागत में कमी की गुंजाइश धीरे-धीरे कम होती जा रही है। दूसरी पीढ़ी की अकार्बनिक पतली फिल्म वाली सौर सेल प्रौद्योगिकी में महत्वपूर्ण सैद्धांतिक लाभ (दक्षता और लागत के संदर्भ में) हैं, लेकिन परिचालन रूप से, यह कम दोष सहिष्णुता और सीमित सामग्री उपलब्धता जैसी चुनौतियों का सामना करती है, जो इसके बड़े पैमाने पर उत्पादन प्रदर्शन को सीमित करती है। तीसरी पीढ़ी की पेरोव्स्काइट सौर सेल प्रौद्योगिकी में न केवल उच्च सैद्धांतिक दक्षता और लागत लाभ हैं, बल्कि व्यावहारिक कार्यान्वयन के लिए भी अधिक व्यवहार्य है। क्रिस्टलीय सिलिकॉन कोशिकाओं के अपनी प्रदर्शन सीमा तक पहुँचने के बाद यह एक व्यवहार्य विकल्प बनने की उम्मीद है। पेरोव्स्काइट बैटरी प्रौद्योगिकी के साथ क्रिस्टलीय सिलिकॉन के संयोजन से पेरोव्स्काइट-सिलिकॉन टेंडम सेल बनाने से सिंगल-जंक्शन बैटरी की दक्षता सीमाओं को और आगे बढ़ाने का वादा किया गया है, जिसने उद्योग से काफी ध्यान आकर्षित किया है।
पेरोव्स्काइट सामग्री अत्यधिक सममित घन संरचना वाले यौगिकों को संदर्भित करती है और इसे रासायनिक सूत्र ABX3 द्वारा दर्शाया जा सकता है। फोटोवोल्टिक्स में उपयोग की जाने वाली ABX3 पेरोव्स्काइट सामग्री पूरी तरह से प्रकृति में पाए जाने वाले तत्वों से बनी होती है, जिससे उनका बड़े पैमाने पर निर्माण कच्चे माल की उपलब्धता से अप्रभावित हो जाता है। पेरोव्स्काइट सामग्रियों में अद्वितीय अर्धचालक गुण होते हैं जो उच्च सैद्धांतिक रूपांतरण दक्षता (33% तक की सीमा के साथ) और कम सैद्धांतिक उत्पादन लागत (उच्च दोष सहिष्णुता सामग्री शुद्धिकरण लागत को कम करती है, और उत्कृष्ट प्रकाश अवशोषण गुणांक सामग्री उपयोग को कम करती है) की अनुमति देते हैं। 2009 और 2019 के बीच, पेरोव्स्काइट तकनीक ने केवल दस वर्षों में प्रयोगशाला रूपांतरण दक्षता में 25% से अधिक की सफलता हासिल की, एक ऐसी उपलब्धि जिसे हासिल करने में क्रिस्टलीय सिलिकॉन सौर कोशिकाओं को साठ साल से अधिक समय लगा; वर्तमान में, उच्चतम एकल-जंक्शन रूपांतरण दक्षता 25.7% तक पहुँच गई है, और पेरोव्स्काइट-सिलिकॉन टेंडेम कोशिकाओं की दक्षता 31.3% से अधिक हो गई है।
पेरोव्स्काइट-सिलिकॉन टेंडम सेल पेरोव्स्काइट और क्रिस्टलीय सिलिकॉन सेमीकंडक्टर सामग्रियों को मिलाते हैं, जो छोटे से बड़े बैंडगैप चौड़ाई और लंबे से छोटे स्पेक्ट्रल बैंड द्वारा स्तरित होते हैं, जिससे सबसे छोटी तरंगदैर्ध्य को सबसे बाहरी चौड़े बैंडगैप सामग्री द्वारा उपयोग किया जा सकता है और लंबी तरंगदैर्ध्य को संकरी बैंडगैप सामग्री द्वारा उपयोग किए जाने के लिए पारित किया जा सकता है। यह विन्यास एकल-जंक्शन बैटरियों में वाहक थर्मल विश्राम के कारण ऊर्जा हानि को कम करता है और सौर स्पेक्ट्रम उपयोग को व्यापक बनाता है, जिसका लक्ष्य सैद्धांतिक रूपांतरण दक्षता सीमा 46% से अधिक है।
पेरोव्स्काइट तकनीक की सैद्धांतिक दक्षता सीमाएँ और कम लागत की संभावना को उद्योग में व्यापक रूप से मान्यता दी गई है। हालाँकि, दो प्रमुख चुनौतियाँ बनी हुई हैं क्योंकि यह धीरे-धीरे बड़े पैमाने पर उत्पादन में प्रवेश कर रही है: पहली, बड़े पैमाने पर उत्पादन में क्षमता उपयोग और उत्पाद उपज; दूसरी, पेरोव्स्काइट घटकों के परिचालन प्रदर्शन की स्थिरता। अल्पकालिक दृष्टिकोण से, पेरोव्स्काइट तकनीक मौजूदा क्रिस्टलीय सिलिकॉन कोशिकाओं को विस्थापित करने की संभावना नहीं है। हालाँकि, परिपक्व क्रिस्टलीय सिलिकॉन उद्योग को सक्रिय रूप से अपनाना और पेरोव्स्काइट-सिलिकॉन टेंडेम कोशिकाओं को विकसित करना क्रिस्टलीय सिलिकॉन कोशिकाओं की दक्षता को बढ़ा सकता है, जो संभावित रूप से पेरोव्स्काइट तकनीक के औद्योगिकीकरण के लिए एक व्यवहार्य मार्ग बन सकता है।
वर्तमान में, टेंडेम कोशिकाओं के व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, पेरोव्स्काइट-एचजेटी टेंडेम ने सबसे अधिक कार्यान्वयन देखा है, मुख्य रूप से एचजेटी की छोटी तैयारी प्रक्रियाओं, सरल संशोधनों और इसकी पतली-फिल्म जमा करने की तकनीकों के कारण जो पेरोव्स्काइट कोशिकाओं से मेल खा सकती हैं। इसके अतिरिक्त, HJT कोशिकाओं में उच्च दक्षता की सीमा होती है। पेरोव्स्काइट-सिलिकॉन टेंडेम कोशिकाओं के सामने मुख्य चुनौती यह है कि हेटेरोजंक्शन सतहों (आमतौर पर फ्लैट कंडक्टिव ग्लास पर) की बनावट वाली पिरामिड संरचनाओं पर फिल्मों को कैसे जमा किया जाए। गीली कोटिंग विधियों ने अभी तक उच्च दक्षता वाले जमाव को प्राप्त नहीं किया है, जिससे इस क्षेत्र में वैक्यूम जमाव को पसंदीदा विकल्प बना दिया गया है।
नई प्रौद्योगिकी के औद्योगीकरण में तेजी लाने के लिए अक्सर विनिर्माण, उपकरण और अंतिम उपयोगकर्ता उद्योगों के विभिन्न क्षेत्रों में उद्यमों की सहयोगी भागीदारी की आवश्यकता होती है। विशेष रूप से, पेरोव्स्काइट निवेश में क्रिस्टलीय सिलिकॉन प्रौद्योगिकी मार्ग से प्रतिभागियों की भागीदारी नई प्रौद्योगिकियों की क्षमता को और उजागर करती है। हाल ही में, एकीकृत क्रिस्टलीय सिलिकॉन निर्माताओं ने पेरोव्स्काइट-सिलिकॉन टेंडेम कोशिकाओं के लिए मेगावाट-स्तर की पायलट लाइनों को आगे बढ़ाना शुरू कर दिया है, जिससे पेरोव्स्काइट प्रौद्योगिकी के औद्योगीकरण की प्रक्रिया में तेजी आने का वादा किया गया है।
IV. बाजार परिदृश्य
क. तकनीकी पुनरावृत्ति का औद्योगिक प्रभाव
उद्योग पर PERC बैटरी प्रतिस्थापन चक्र के प्रभाव को दर्शाते हुए, यह मुख्य रूप से दो पहलुओं में प्रकट हुआ है: पहला, PERC औद्योगिकीकरण पर ध्यान केंद्रित करने वाली कंपनियों ने महत्वपूर्ण अतिरिक्त रिटर्न हासिल किया; दूसरा, लागत-लाभकारी उद्यम उद्योग के समग्र तकनीकी परिवर्तन के बीच विस्तार में तेजी लाने के लिए बेहतर प्रेरित थे, जिसने उद्योग की गतिशीलता के विकास को प्रभावित किया। टोंगवेई कंपनी को एक उदाहरण के रूप में लेते हुए, कंपनी ने 2016 के बाद से PERC बैटरी तकनीक में सफलता हासिल करना शुरू कर दिया और बाद में उद्योग के रुझानों के अनुरूप तेजी से क्षमता का विस्तार किया। 2018 के अंत तक, चेंग्दू परियोजना के दूसरे और तीसरे चरण के साथ-साथ हेफ़ेई परियोजना के दूसरे चरण को क्रमिक रूप से चालू कर दिया गया, जिससे बैटरी सेगमेंट में कंपनी की अग्रणी स्थिति मजबूत हुई।
क्षमता का विस्तार करते हुए, कंपनी ने उत्पादन लागत को कम करने के लिए प्रक्रियाओं और बेहतर प्रबंधन को लगातार अनुकूलित किया है, जिससे PERC बैटरियों के शुरुआती प्रवेश के दौरान अतिरिक्त लाभ प्राप्त हुआ है। 2019 में, कंपनी के बैटरी व्यवसाय का सकल मार्जिन 20.33% तक पहुँच गया, जो उद्योग में अग्रणी रहा।
पिछले PERC बैटरी पुनरावृत्ति चक्र की तुलना में, तकनीकी चक्रों के इस दौर में कुछ अंतर हैं: पहला, फोटोवोल्टिक उद्योग और अधिक परिपक्व हो गया है, बैटरी खंड में मुख्य क्षमता विस्तार में न केवल विशेष बैटरी निर्माता शामिल हैं, बल्कि एकीकृत घटक कंपनियां भी शामिल हैं, साथ ही कई क्रॉस-इंडस्ट्री फर्म फोटोवोल्टिक उद्योग में प्रवेश करने के लिए एन-टाइप बैटरी तकनीक का लाभ उठाने का प्रयास कर रही हैं; दूसरा, एन-टाइप प्रौद्योगिकी मार्ग विविधतापूर्ण है। जबकि पी-टाइप को एन-टाइप से बदलना निश्चित है, विभिन्न एन-टाइप प्रौद्योगिकी मार्गों का भविष्य का विकास और अंतिम बाजार संरचना अनिश्चित बनी हुई है।
बी. बाजार संरचना
CPIA के आंकड़ों के अनुसार, 2022 से पहले, नई बैटरी उत्पादन लाइनें मुख्य रूप से PERC लाइनें थीं। 2022 की दूसरी छमाही से, कुछ N-प्रकार की बैटरी क्षमता जारी की जाने लगी। शिपमेंट के संदर्भ में, चीन में क्रिस्टलीय सिलिकॉन बैटरी का कुल उत्पादन 318 में लगभग 2022GW तक पहुँच गया, जो साल-दर-साल 60.7% की वृद्धि है, जिसमें शीर्ष पाँच कंपनियों का उत्पादन लगभग 56.3% है। 17GW से अधिक उत्पादन वाली 5 कंपनियों में टोंगवेई, ऐको और जुंडा (जिएटाई) जैसी विशेष बैटरी निर्माता हैं, साथ ही लोंगी ग्रीन एनर्जी, जिंको सोलर, जेए सोलर और ट्रिना सोलर जैसे एकीकृत घटक निर्माता भी हैं।
तकनीकी दृष्टिकोण से, 2022 में PERC बैटरियों की बाजार हिस्सेदारी लगभग 88% थी, जबकि N-टाइप बैटरियों की संयुक्त बाजार हिस्सेदारी लगभग 9.1% तक पहुँच गई। उनमें से, TOPCon बैटरियों की हिस्सेदारी लगभग 8.3%, HJT बैटरियों की हिस्सेदारी लगभग 0.6% और BC बैटरियों की हिस्सेदारी लगभग 0.2% थी। कुछ विदेशी बाज़ारों (जैसे भारत और ब्राज़ील) में लागत प्रभावी BSF उत्पादों की मांग और सीमित घरेलू आला बाज़ारों (जैसे सौर स्ट्रीट लाइट) के कारण, 2.5 में BSF बैटरियों की बाजार हिस्सेदारी लगभग 2022% थी।
2023 में एन-टाइप बैटरियों की आपूर्ति और क्षमता रोलआउट को ध्यान में रखते हुए, हमारा अनुमान है कि एन-टाइप बैटरियों की कुल आपूर्ति लगभग 140GW तक पहुँच सकती है। 477GW के वैश्विक बैटरी शिपमेंट अनुमानों के आधार पर, एन-टाइप बैटरियों की बाजार हिस्सेदारी लगभग 30% तक पहुँच सकती है। 2024 तक, एन-टाइप बैटरियों की बाजार हिस्सेदारी 50% से अधिक होने की उम्मीद है।
कंपनी की क्षमता लेआउट और बड़े पैमाने पर उत्पादन की स्थिति के संदर्भ में, यह ध्यान दिया जाता है कि प्रमुख बैटरी निर्माता और एकीकृत घटक निर्माता मूल रूप से TOPCon मार्ग में शामिल हैं, जबकि HJT और BC मार्ग अपेक्षाकृत आला बने हुए हैं। HJT मार्ग की क्षमता मुख्य रूप से फोटोवोल्टिक डार्क हॉर्स हुआशेंग न्यू एनर्जी और एकीकृत घटक निर्माता ईस्ट सोलर द्वारा योगदान की जाती है, जबकि BC मार्ग की क्षमता अभी भी बैटरी लीडर ऐको और घटक लीडर लोंगी ग्रीन एनर्जी के पास है। यह अनुमान है कि 2023 से 2024 तक, जैसे-जैसे एन-टाइप बैटरी तकनीक धीरे-धीरे मुख्यधारा बनती जाएगी, अग्रणी कंपनियां प्रदर्शन मेट्रिक्स और लागत प्रदर्शन में अपने फायदे बनाए रखेंगी, जिसके परिणामस्वरूप निरंतर उद्योग एकाग्रता होगी।