Concurrence des voies technologiques des cellules photovoltaïques

Les cellules solaires LONGi battent le record du monde

Le 19 novembre, à l'occasion de la 16e édition du China New Energy International Expo and Summit Forum, l'entreprise a été désignée comme l'un des 10 principaux acteurs du secteur de l'énergie en Chine. Fabricants de cellules solaires HJT en Chine LONGi Green Energy a annoncé avoir reçu le dernier rapport de certification de l'Institut de recherche sur l'énergie solaire de Hamelin (ISFH), en Allemagne. Le rendement de conversion des cellules à hétérojonction en silicium développées indépendamment par LONGi Green Energy atteint 26,81%.

"Le père de l'énergie solaire mondiale" Martin Green a annoncé qu'il s'agit actuellement du record d'efficacité le plus élevé au monde pour les cellules solaires à base de silicium. Il s'agit également du dernier record mondial en date, qui a vu le jour cinq ans après que la société japonaise a établi un record de 26,7% en 2017.

Xu Xixiang, vice-président de l'Institut central de recherche sur l'énergie verte de LONGi, a déclaré qu'en 2017, la société japonaise Kaneka a créé un record d'efficacité des cellules en silicium monocristallin de 26,7%, qui a été battu par la technologie composite de l'hétérojonction + IBC.

Le nouveau record de LONGi Green Energy utilise la technologie de l'hétérojonction, passant de 24,7% et 25,1% à 26,81%. Xu Xixiang a déclaré que LONGi travaille également sur la technologie hétérojonction + IBC, et que l'efficacité sera encore améliorée à l'avenir. Outre les cellules à hétérojonction (HJT), LONGi a également obtenu des résultats remarquables dans des domaines techniques tels que le PERC et le HPBC.

Actuellement, le record mondial d'efficacité de conversion des cellules PERC courantes dans l'industrie photovoltaïque est de 24,05% établi par LONGi Green Energy, ce qui est très proche de la limite d'efficacité du laboratoire de 24,5% pour l'ISFH ;

Au début de ce mois, LONGi Green Energy a également lancé des modules photovoltaïques équipés de la technologie HPBC. À l'heure actuelle, l'efficacité de la production de masse a dépassé 25%. La version PRO avec la technologie de passivation de l'hydrogène a un rendement de 25,3%, ce qui a dépassé le rendement des cellules PERC en laboratoire.

Efficacité de la conversion - la règle de l'itération technologique

Le rendement de conversion des cellules photovoltaïques est le critère le plus important pour chaque itération de la technologie photovoltaïque. À en juger par le record établi par LONGi, la valeur absolue de chaque augmentation n'est pas importante, mais l'impact sur l'aval de la chaîne industrielle est particulièrement significatif.

Sur la base d'un rendement de conversion de 20%, il n'est pas facile d'augmenter le rendement de 1%. De 2017 à aujourd'hui, l'efficacité des cellules PERC n'a augmenté que d'environ 20,5% à environ 23,5% aujourd'hui. Pour réduire les coûts du photovoltaïque, il existe des méthodes telles que l'amincissement des plaquettes de silicium et la réduction de l'utilisation de la pâte d'argent, qui sont des réductions.

Le moyen le plus critique est l'augmentation. L'augmentation signifie qu'une fois l'efficacité de la batterie améliorée, le coût peut naturellement diminuer. Plus précisément, l'amélioration de l'efficacité des cellules peut rendre le traitement plus coûteux, mais elle réduit les coûts de traitement pour toutes les autres parties. Plus précisément, sur la base de 20%, chaque point de pourcentage d'augmentation du rendement de conversion peut permettre d'économiser plus de 5% du coût des centrales électriques en aval, et l'effet est énorme. C'est pourquoi les entreprises photovoltaïques se sont toujours efforcées d'obtenir un rendement de conversion plus élevé, même s'il ne s'agit que d'une augmentation de 0,01%.

Li Zhenguo, fondateur et président de LONGi Green Energy, a déclaré que la technologie des cellules photovoltaïques de la prochaine génération, qu'il s'agisse de TOPCon, HPBC, HJT, y compris l'intégration et l'hybridation de ces technologies, permettra d'atteindre une efficacité de production de masse de 26% à 27% d'ici trois ans environ.

Pour le produit final des cellules photovoltaïques à simple jonction, la production de masse devrait approcher le rendement de conversion de 27%. Parallèlement, au cours des 5 à 10 prochaines années, il sera possible de développer des cellules à double jonction, qui pourraient atteindre un rendement de conversion expérimental de 40% et un rendement de production de masse de 30%-35%.

Comparaison de la technologie des batteries photovoltaïques

Comme l'a dit Li Zhenguo, 2022 est la première année de l'apparition des batteries de type N, et le développement des technologies de batteries photovoltaïques de la prochaine génération, telles que TOPCon, HJT et IBC, bat son plein.

Par rapport aux batteries traditionnelles de type P, ces batteries de type N présentent les avantages d'un rendement de conversion élevé, d'une bifacialité élevée et d'un faible coefficient de température, mais le processus de fabrication est compliqué et le coût est plus élevé. L'industrie considère généralement qu'il s'agit de la technologie des batteries de la prochaine génération.

Aujourd'hui, la cellule PERC monocristalline de type P reste la technologie la plus économique dans l'industrie de la production d'énergie photovoltaïque, mais son efficacité de production de masse a approché sa limite théorique de 24,5%, et il est difficile de l'augmenter de manière significative.

Certaines personnes travaillent sur la technologie d'aujourd'hui, mais la technologie de demain doit être prise au sérieux, et parmi les options populaires telles que TOPCon, HJT et IBC, qui peut se démarquer et remplacer le PERC et devenir le courant dominant ?

La comparaison ci-dessus montre que, dans le domaine des piles de type N, TOPCon l'emporte dans le présent, tandis que HJT l'emporte dans l'avenir. Dans une certaine mesure, cela résume bien la situation actuelle. La raison pour laquelle les batteries TOPCon sont populaires à court terme est que la ligne de production peut être directement améliorée à partir de la ligne de production PERC, et que les avantages économiques sont plus importants.

On estime que la capacité de production nationale de batteries TOPCon sera proche de 200 GW en 2023, et que les expéditions devraient dépasser 100 GW. Dans une perspective à plus long terme, la technologie innovante de rupture représentée par le HJT, son processus est plus simple et la voie de réduction des coûts de l'industrialisation est claire et nette, et il y a beaucoup de place pour l'amélioration de l'efficacité à l'avenir, mais le coût élevé de l'incompatibilité avec les lignes de production PERC la rend insuffisante en termes de compétitivité à court terme.

À l'heure actuelle, la plupart des lignes de production de batteries HJT sont encore à petite échelle. Cette fois, le nouveau record mondial de LONGi pourrait signifier que les batteries HJT devraient atteindre une production de masse d'ici 2 à 3 ans. On prévoit que la capacité de production totale du projet de batteries HJT dépassera 150 GW.

Cependant, la batterie IBC est une voie technologique à long terme de type plate-forme, et il est encore difficile de parvenir à une production de masse en Chine. Dans le même temps, la prime d'efficacité classique de l'IBC a du mal à couvrir la prime de coût, et les voies TBC et HBC combinées à TOPCon et HJT devraient attirer la transformation industrielle.

À l'heure actuelle, les entreprises chinoises qui déploient des batteries IBC sont peu nombreuses, comme LONGi Green Energy, Aiko, l'un des principaux fabricants de batteries IBC en Chine. fabricants de modules photovoltaïques en Chine Trina Solar, Jolywood, et l'une des plus grandes entreprises de l'Union européenne. fabricants de batteries solaires en Chine JA Solar, etc. On s'attend à ce qu'une petite partie de la capacité de production soit mise en œuvre cette année. Si l'on va plus loin, l'avenir de la technologie photovoltaïque ne se résume pas au "silicium". La batterie à simple jonction actuelle a une limite supérieure limitée, et la batterie à double jonction a plus d'espace.

En ce qui concerne la frontière technologique, le rendement de conversion des cellules en pérovskite et des cellules à jonction multiple à l'arséniure de gallium est plus élevé que celui des technologies actuelles de production de masse. Le rendement de conversion des cellules empilées pérovskite-silicium cristallin et des cellules à jonction multiple à l'arséniure de gallium dépasse 30%, ce qui constitue également des orientations techniques dignes d'attention.

Si l'on se réfère à l'expérience historique et aux lois de développement de l'industrie, que ce soit en choisissant TOPCon, HJT ou d'autres voies techniques pour les cellules photovoltaïques, l'investissement dans les batteries de type N par divers acteurs du marché n'est pas seulement conforme à la tendance du changement technologique, il est également espéré pour occuper une position plus favorable dans le remaniement potentiel des sièges de l'industrie. Il n'y a pas de bien ou de mal dans la technologie elle-même, et elle finira par être industrialisée.