การพัฒนาเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์อย่างรวดเร็วส่งผลให้ตลาดเซลล์ BC เติบโตขึ้น
- ส.ค. 29, 2024, at 2:20 pm
- SMM
การลดต้นทุนอย่างต่อเนื่องและการปรับปรุงประสิทธิภาพในอุตสาหกรรมโซลาร์เซลล์ได้สนับสนุนการพัฒนาตลาดโซลาร์เซลล์อย่างรวดเร็ว
บทความนี้ตีพิมพ์ใน LONGi Photovoltaic Review ฉบับเดือนสิงหาคม
ผู้แต่ง: Mao Tingting, นักวิเคราะห์พลังงานแสงอาทิตย์อาวุโสที่ SMM
วันที่: สิงหาคม 2024
การลดต้นทุนและการเพิ่มประสิทธิภาพอย่างต่อเนื่องในอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ได้ขับเคลื่อนการพัฒนาอันรวดเร็วของตลาดพลังงานแสงอาทิตย์ ความสามารถทางเศรษฐกิจของการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ได้กลายเป็นจุดเด่น และส่วนแบ่งของมันในโครงสร้างการจัดหาพลังงานก็เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ตั้งแต่ปี 2023 ถึง 2024 ขอบคุณความบุกเบิกทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง นวัตกรรมในกระบวนการ และการใช้งานวัสดุใหม่ ๆ ทั่วห่วงโซ่อุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ ประสิทธิภาพการเปลี่ยนแสงอาทิตย์ของเซลล์พลังงานแสงอาทิตย์เพิ่มขึ้นจาก 23.2% เป็นมากกว่า 26% และช่วงกำลังหลักของโมดูลเพิ่มขึ้นจาก 540-600W เป็น 580-710W บรรลุการเปลี่ยนผ่านตลาดจาก P-type ไปเป็น N-type
อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการขยายขีดความสามารถอย่างรวดเร็ว ความไม่สมดุลระหว่างอุปสงค์และอุปทานในห่วงโซ่อุตสาหกรรมได้กลายเป็นที่โดดเด่น ส่งผลให้เกิดการแข่งขันด้านราคาที่รุนแรงและการสูญเสียภายในห่วงโซ่อุตสาหกรรม การลดต้นทุนอย่างรุนแรงได้กำจัดคุณค่าของผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพสูง แต่อย่างไรก็ตาม จากมุมมองระยะกลางและระยะยาว ผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพการผลิตพลังงานสูงกว่าและมีศักยภาพในการปรับปรุงทางเทคโนโลยีมากกว่าจะได้รับผลประโยชน์จากตลาดในระลอกถัดไปของความต้องการตลาดที่ระเบิด
1. การเพิ่มการผลิตพลังงานตลอดวงจรชีวิตเป็นขับเคลื่อนหลักของการพัฒนาผลิตภัณฑ์
สำหรับผลิตภัณฑ์โมดูลพลังงานแสงอาทิตย์ ข้อบ่งชี้หลักของประสิทธิภาพการผลิตพลังงานตลอดวงจรชีวิตคือประสิทธิภาพการเปลี่ยนแสงอาทิตย์และการลดระดับ ปัจจัยต่าง ๆ เช่น พื้นที่รับแสงที่มีประสิทธิภาพ, ประสิทธิภาพการทำงานที่แสงน้อย, สัมประสิทธิ์อุณหภูมิ, และการต้านทานการแตกร้าวขนาดเล็กของโมดูลพลังงานแสงอาทิตย์ สภาพแสงและความสม่ำเสมอของการฉายแสงที่สถานที่โครงการ และผลกระทบของวัสดุการห่อหุ้มต่อประสิทธิภาพของเซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ ทั้งหมดนี้มีผลกระทบอย่างมากต่อการผลิตพลังงานของโมดูล
ขีดความสามารถการเปลี่ยนทางทฤษฎีของเซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ที่ใช้ซิลิกอนคือ 29.4% สำหรับเทคโนโลยีเซลล์ต่าง ๆ ขีดความสามารถทางทฤษฎีจะแตกต่างกันไป: เซลล์ TOPCon และ HJT มีขีดความสามารถทางทฤษฎีที่ 28.5% และเซลล์แบบ back contact (BC) มีขีดความสามารถทางทฤษฎีที่ 29.1% ขีดความสามารถทางทฤษฎีสามารถเพิ่มขึ้นได้ด้วยนวัตกรรมทางเทคโนโลยีและการแนะนำวัสดุใหม่ ๆ แต่อวกาศในการปรับปรุงนั้นมีจำกัด บริษัทพลังงานแสงอาทิตย์ชั้นนำในประเทศได้ลงทุนงบประมาณจำนวนมากในการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีของโมดูล ประสิทธิภาพในห้องปฏิบัติการของเซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ใกล้เคียงกับขีดความสามารถทางทฤษฎี และประสิทธิภาพระดับการผลิตจำนวนมากก็เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ปัจจุบัน ประสิทธิภาพการผลิตจำนวนมากของเซลล์ TOPCon ชั้นนำในประเทศอยู่ที่ประมาณ 25.5%, เซลล์ HJT อยู่ที่ประมาณ 25.8%, และเซลล์ BC อยู่ที่ประมาณ 26.5% จากมุมมองของขีดความสามารถทางทฤษฎีและประสิทธิภาพที่ดีที่สุดที่ได้รับในการผลิตจำนวนมาก เซลล์ BC มีข้อได้เปรียบอย่างชัดเจน
ผลิตภัณฑ์ที่มีการผลิตพลังงานสูงกว่าจะกลายเป็นหลักการตลาดได้อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ปัจจุบันยังมีการถกเถียงเกี่ยวกับเส้นทางเทคโนโลยีหลักในอีกสามถึงห้าปีข้างหน้า ส่วนใหญ่เพราะเวลาในการทำให้เป็นอุตสาหกรรมของผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพสูงเช่น TOPCon, HJT, และ BC โมดูลยังค่อนข้างสั้น และมีข้อมูลโครงการเชิงประสบการณ์จำกัดสำหรับการติดตาม การเปรียบเทียบการผลิตพลังงานตลอดวงจรชีวิตนั้นยาก แต่ความต้องการตลาดสำหรับผลิตภัณฑ์โมดูลที่มีประสิทธิภาพสูงยังคงเติบโตต่อเนื่อง โดยผู้ใช้ปลายทางในประเทศและต่างประเทศกำลังทดลองใช้เทคโนโลยีใหม่อย่างแข็งขัน ผลิตภัณฑ์ TOPCon ได้แทนที่ PERC อย่างรวดเร็ว ครองส่วนแบ่งตลาดมากกว่า 70% เทคโนโลยี HJT และ BC นั้นค่อนข้างท้าทายมากกว่า และความเร็วในการทำให้เป็นอุตสาหกรรมช้ากว่า อย่างไรก็ตาม จำนวนโครงการ HJT และ BC และปริมาณติดตั้งกำลังเพิ่มขึ้นในปี 2024 ทั้งในประเทศและต่างประเทศ ส่วนสำคัญ BC โมดูลได้รับความสนใจจากตลาดในปี 2024 ปรากฏในโครงการแบบกระจายและแบบรวมศูนย์ ทั้งสองเป็นทิศทางการวิจัยและพัฒนาที่สำคัญสำหรับบริษัทพลังงานแสงอาทิตย์ กระบวนการทำให้เป็นอุตสาหกรรมอาจเร่งขึ้นในอนาคต
สภาพปัจจุบันของการจัดหาพลังงานแสงอาทิตย์ในประเทศจีนในปี 2024
II. โครงสร้างปัจจุบันของตลาดเซลล์พลังงานแสงอาทิตย์
ความเร็วในการเปลี่ยนจากเซลล์ P-type ไปเป็น N-type ในตลาดเซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ได้เกินความคาดหวังของตลาดอย่างมาก ตามการสำรวจของ SMM ในปี 2022 ส่วนแบ่งตลาดของเซลล์ monocrystal PERC, TOPCon, HJT, และ BC ในจีนคือ 91.11%, 6.29%, 0.6%, และ 0.2% ตามลำดับ โดยยังคงมีเซลล์ polysilicon อยู่ในตลาดเล็กน้อย ภายในปี 2023 เซลล์ polysilicon เกือบจะออกจากตลาด และส่วนแบ่งตลาดของเซลล์ monocrystal PERC, TOPCon, HJT, และ BC คือ 73%, 23.6%, 1.8%, และ 0.9% ตามลำดับ ในครึ่งปีแรกของปี 2024 เซลล์ TOPCon แซงหน้าเซลล์ PERC กลายเป็นเทีຈห์ตลาดใหม่ ส่วนแบ่งตลาดของมันเกิน 75%, ส่วนแบ่งตลาดของ PERC ลดลงเหลือ 20%, และส่วนแบ่งตลาดรวมของเซลล์ HJT และ BC เพิ่มขึ้นเป็น 5%
ปี 2023 เป็นช่วงเวลาของการเติบโตอย่างรวดเร็วในการต้องการเซลล์ N-type และยังเป็นช่วงเวลาที่ขัดแย้งกันมากขึ้น จากมุมมองของผู้ใช้ปลายทางพลังงานแสงอาทิตย์ สัดส่วนการจัดซื้อโมดูล N-type โดยรัฐวิสาหกิจและบริษัทร่วมทุนกลางเพิ่มขึ้นจากน้อยกว่า 10% ในต้นปี 2023 เป็นมากกว่า 67% ภายในสิ้นปี การส่งออกโมดูล N-type ก็เพิ่มขึ้นเช่นเดียวกัน ส่วนแบ่งเซลล์ N-type ในจีนเพิ่มขึ้นจาก 10% ในต้นปีเป็น 48.68% ในเดือนธันวาคม ตลอดปี 2023 ผู้ผลิตเซลล์ใหม่จำนวนมากเข้าตลาด และผู้ผลิตเซลล์เดิมได้ขยายความสามารถของตนอย่างมากเพื่อรักษาส่วนแบ่งตลาด ความสามารถของเซลล์ TOPCon เพิ่มขึ้นจาก 65GW ต้นปีกว่าเป็นมากกว่า 490GW ภายในสิ้นปี ความสามารถของเซลล์พลังงานแสงอาทิตย์รวมถึง 961.31GW ภายในสิ้นปี 2023 ความไม่สมดุลระหว่างอุปทานและอุปสงค์ของเซลล์ชัดเจน อัตราการปฏิบัติงานของเซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ในประเทศลดลงจากมากกว่า 90% ในสิ้นไตรมาสแรกปี 2023 เป็นประมาณ 77% ภายในสิ้นปี ความต้องการเซลล์พลังงานแสงอาทิตย์รวมของจีนในปี 2023 อยู่ที่ประมาณ 530-540GW (รวมทั้งการส่งออก) ความต้องการเซลล์ TOPCon น้อยกว่า 150GW เนื่องจากการแข่งขันที่รุนแรงระหว่างผู้ผลิตเซลล์ TOPCon ค่าความต่างราคาผลิตภัณฑ์หายไปอย่างรวดเร็ว และตลาดสำหรับเซลล์ TOPCon ในราคาเหมือนกับ PERC มาถึงแล้ว
ในปี 2024 สงครามราคาเกาะไปทั่วอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ และค่าความแตกต่างของเซลล์ TOPCon ที่มีประสิทธิภาพสูงหายไป อัตราการปฏิบัติการของโครงการความสามารถที่วางแผนสำหรับปี 2024-2025 อยู่ที่เพียง 40% ตามการสำรวจของ SMM จนถึงสิงหาคม 2024 ความสามารถของเซลล์ TOPCon อยู่ที่กว่า 770GW คิดเป็นประมาณ 70% ของความสามารถเซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมดในจีน ความต้องการเพิ่มขึ้นจากประมาณ 60% ต้นปีเป็นประมาณ 90% ในเดือนสิงหาคม อย่างไรก็ตาม อัตราการเติบโตของความต้องการไม่ได้เท่ากับอัตราการเติบโตของอุปทาน และอัตราการปฏิบัติงานเฉลี่ยของเซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ในปี 2024 ลดลงน้อยกว่า 60% สายการผลิตเซลล์ TOPCon ของผู้ผลิตรายใหม่น้อยกว่านี้ทำงานที่ขีดความสามารถน้อยกว่า 20% เนื่องจากราคาตลาดเซลล์ในปัจจุบันต่ำกว่าต้นทุนและความต้องการตลาดไม่เพียงพอ บริษัทประสบความสูญเสียในการผลิต โดยผู้ผลิตบางรายหยุดการผลิตเป็นระยะเวลาหลายเดือนและเลื่อนการเริ่มต้นใหม่อย่างต่อเนื่อง ความสามารถใหม่ของเซลล์ TOPCon ที่วางแผนไว้ในตอนแรกประมาณ 1,500GW แต่จนถึงสิงหาคม 2024 ความสามารถใหม่ที่แท้จริงที่เกิดขึ้นเป็นน้อยกว่า 650GW โดยมีสายการผลิตเซลล์ PERC มากกว่า 140GW ที่ถูกหรือจะถูกแปลงเป็นเซลล์ TOPCon เนื่องจากความไม่สมดุลระหว่างอุปทานและอุปสงค์ของเซลล์ TOPCon และการสูญเสียค่าความแตกต่าง การขยายความสามารถของเซลล์ TOPCon ในครึ่งหลังของปี 2024 ได้หยุดชะงัก
III. หลังจากเซลล์ TOPCon เซลล์ BC กลายเป็นจุดสนใจของการจัดการเทคโนโลยีในรอบถัดไป
เพื่อแนะแนวการขยายตัวอย่างเป็นระเบียบของบริษัทพลังงานแสงอาทิตย์ เร่งการปรับเปลี่ยนและปรับโครงสร้างอุตสาหกรรมและส่งเสริมการพัฒนาคุณภาพสูงของอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ กรมข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์ของกระทรวงอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีสารสนเทศได้เรียกร้องความคิดเห็นอย่างเป็นทางการใน "ข้อบังคับและมาตรการการจัดการในการประกาศสำหรับอุตสาหกรรมการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ (ร่างเปิดเผย)" ในเดือนกรกฎาคม 2024 ข้อบังคับในอุตสาหกรรมถูกกำหนดขึ้นตามหลักการของการเพิ่มประสิทธิภาพการจัดวาง, การปรับโครงสร้าง, การควบคุมปริมาณรวม, การส่งเสริมนวัตกรรม และการสนับสนุนการใช้งาน พวกเขามีจุดมุ่งหมายเพื่อแนะแนวบริษัทพลังงานแสงอาทิตย์ลดโครงการที่เพียงขยายความสามารถ, เสริมสร้างนวัตกรรมทางเทคโนโลยี, ปรับปรุงคุณภาพผลิตภัณฑ์, และลดต้นทุนการผลิต
ร่างเปิดเผยของข้อบังคับและมาตรการการจัดการในการประกาศสำหรับอุตสาหกรรมการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ (ฉบับ 2024) กล่าวถึงประเด็นหลักที่เกี่ยวข้องกับคุณภาพและเทคโนโลยีกระบวนการของผลิตภัณฑ์โมดูลดังนี้:
(1) บริษัทจะต้องใช้เงินไม่ต่ำกว่า 3% ของยอดขายทั้งหมดและไม่ต่ำกว่า 10 ล้านหยวนต่อปีสำหรับการวิจัยและพัฒนาและการปรับปรุงกระบวนการ;
(2) บริษัทผู้ผลิตโมดูลที่มีอยู่จะต้องมั่นใจว่าประสิทธิภาพการเปลี่ยนแสงอาทิตย์เฉลี่ยของเซลล์ P-type monocrystalline และเซลล์ N-type monocrystalline (คำนวณจากประสิทธิภาพด้านหน้า) ไม่ต่ำกว่า 23.2% และ 25% ตามลำดับ ประสิทธิภาพการเปลี่ยนแสงอาทิตย์เฉลี่ยของ P-type monocrystalline modules และ N-type monocrystalline modules (คำนวณจากประสิทธิภาพด้านหน้า) ไม่ควรต่ำกว่า 21.2% และ 22.3% ตามลำดับ;
(3) บริษัทและโครงการใหม่และขยายจะต้องมั่นใจว่าประสิทธิภาพการเปลี่ยนแสงอาทิตย์เฉลี่ยของเซลล์ P-type monocrystalline และเซลล์ N-type monocrystalline (คำนวณจากประสิทธิภาพด้านหน้า) ไม่ต่ำกว่า 23.7% และ 26% ตามลำดับ ประสิทธิภาพการเปลี่ยนแสงอาทิตย์เฉลี่ยของ P-type monocrystalline modules และ N-type monocrystalline modules (คำนวณจากประสิทธิภาพด้านหน้า) ไม่ควรต่ำกว่า 21.8% และ 23.1% ตามลำดับ;
(4) ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพสำหรับผลิตภัณฑ์โมดูลที่ผลิตโดยบริษัทคือ: อัตราการลดระดับของโมดูลคริสตัลลีน P-type ไม่ควรเกิน 2% ในปีแรก, 0.55% ต่อปีหลังจากนั้น, และ 15% ภายใน 25 ปี อัตราการลดระดับของโมดูลคริสตัลลีน N-type ไม่ควรเกิน 1% ในปีแรก, 0.4% ต่อปีหลังจากนั้น, และ 11% ภายใน 25 ปี
ข้อบังคับตั้งข้อกำหนดสำหรับประสิทธิภาพการเปลี่ยนแสงอาทิตย์ในอนาคตของโมดูลจากการสำรวจของ SMM ระดับประสิทธิภาพเฉลี่ยในปัจจุบันของโมดูลส่วนใหญ่นั้นตรงตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพและอัตราการเสื่อมสภาพที่กล่าวถึงในกฎระเบียบ อย่างไรก็ตาม บริษัทโมดูลใหม่บางแห่งของ TOPCon เผชิญกับความท้าทายทางเทคนิคบางประการในการปรับปรุงประสิทธิภาพ ส่งผลให้การปรับปรุงประสิทธิภาพไม่เป็นไปตามที่คาดหวัง ช่วงประสิทธิภาพการผลิตจำนวนมากหลักสำหรับเซลล์ TOPCon ในปัจจุบันคือ 24.7%-25.4% บริษัทเซลล์ชั้นนำภายในประเทศสามารถผลิตเซลล์ที่มีประสิทธิภาพสูงเป็นพิเศษ (มากกว่า 26%) ได้ในปริมาณมาก แต่สัดส่วนการผลิตที่มีประสิทธิภาพระดับนี้ค่อนข้างต่ำ ในอนาคต บริษัทที่มีประสิทธิภาพการแปลงแสงไฟฟ้าของเซลล์ N-type ต่ำกว่า 25% และประสิทธิภาพของโมดูล N-type ต่ำกว่า 22.3% อาจถูกกำจัดออกจากตลาดอย่างรวดเร็ว ข้อกำหนดสำหรับบริษัทและโครงการใหม่และขยายที่จะต้องมีประสิทธิภาพการแปลงแสงไฟฟ้าของ N-type ถึง 26% อย่างแน่นอนทำให้เกิดเกณฑ์ที่สูงสำหรับผู้เข้ามาใหม่ |(1)| เมื่อประสิทธิภาพการผลิตจำนวนมากของเซลล์ TOPCon ค่อยๆ เข้าใกล้ระดับทฤษฎี ความยากลำบากในการปรับปรุงประสิทธิภาพเพิ่มเติมจะเพิ่มขึ้นและพื้นที่จำกัดมากขึ้น เพื่อตอบสนองต่อการแข่งขันและรักษาส่วนแบ่งและตำแหน่งตลาด บริษัทเซลล์แสงอาทิตย์รายใหญ่กำลังหันไปใช้เทคโนโลยี TBC จากมุมมองของประสิทธิภาพการแปลง ผลิตภัณฑ์โมดูล BC นั้นสูงกว่าโมดูล TOPCon มากกว่า 0.5% ตาม SMM บริษัทโมดูลชั้นนำมีการสำรองเทคโนโลยีสำหรับเซลล์ BC และผู้ผลิตมากขึ้นจะตั้งสายการผลิตจำนวนมากสำหรับเซลล์ BC ในอนาคต |(2)| เป็นที่ทราบกันดีว่าเทคโนโลยีการทำเซลล์ BC นั้นมีความท้าทายสูง ต้องการความสามารถในด้านการวิจัยและพัฒนาที่แข็งแกร่ง การลงทุนทางการเงินที่สำคัญ และการสะสมทางเทคนิคระยะยาวและการสำรวจกระบวนการที่ยาวนาน ปัจจุบันมีเพียงสองบริษัทชั้นนำคือ Longi และ Aiko ที่ผลิตเซลล์ BC ในปริมาณมาก โดยมีความจุรวมกันมากกว่า 50 GW ตาม SMM บางบริษัทจะเพิ่มสายการผลิตจำนวนมากของเซลล์ BC ในครึ่งหลังของปี 2024 สำหรับบริษัทอื่นๆ ที่ยังอยู่ในขั้นตอนการวิจัยและพัฒนาและการทดสอบต้นแบบ อาจใช้เวลา 2-3 ปีในการเข้าถึงขั้นตอนการผลิตจำนวนมากที่มั่นคง ขึ้นอยู่กับความสามารถทางเทคนิค คาดว่าเซลล์ TOPCon จะยังคงเป็นประเภทเซลล์ที่ใหญ่ที่สุดในอีกสามปีข้างหน้า อย่างไรก็ตาม ตามความต้องการของตลาดที่เพิ่มขึ้นสำหรับเซลล์ที่มีประสิทธิภาพการแปลงสูงขึ้น บริษัทต่างๆ จะลงทุนในความจุของเซลล์ BC ความจุของเซลล์ BC คาดว่าจะถึง 100 GW ในปี 2025 การเติบโตหลักมาจาก Longi และ Aiko ความก้าวหน้าในการผลิตจำนวนมากของบริษัทชั้นนำอื่นๆ อาจเร่งขึ้นในปี 2026 โดยความจุของเซลล์ BC อาจถึงมากกว่า 160 GW และอาจเกิน 200 GW ในปี 2027 |(3)| สรุป |(4)| เส้นทางการพัฒนาเทคโนโลยีของเซลล์แสงอาทิตย์และทิศทางการเพิ่มประสิทธิภาพของห่วงโซ่อุปทานที่รองรับขับเคลื่อนการพัฒนาของทั้งอุตสาหกรรม ซึ่งเป็นจุดสนใจหลักของตลาดเสมอมา การพัฒนาคุณภาพสูงของอุตสาหกรรมต้องการนวัตกรรมทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องและการปรับปรุงผลิตภัณฑ์ ในอีกสองถึงสามปีข้างหน้า การเติบโตของความจุเซลล์แสงอาทิตย์จะมาจากเซลล์ที่มีประสิทธิภาพการแปลงสูงขึ้น โดยเซลล์ BC มีศักยภาพมาก |(5)|