TOPCon ने HJT को क्यों हराया: पथ निर्भरता सौर सेल प्रौद्योगिकी दौड़ की व्याख्या करती है

परिचय

2023 में, कई सौर सेल निर्माताओं को एक ही बोर्डरूम प्रश्न का सामना करना पड़ा: यदि उद्योग को P-टाइप PERC से N-टाइप तकनीक की ओर बढ़ना है, तो अगला निवेश TOPCon या HJT में जाना चाहिए?

कागज पर, HJT सुरुचिपूर्ण लग रहा था। इसमें मजबूत पैसिवेशन, कम तापमान प्रसंस्करण, उत्कृष्ट द्विफलकीय प्रदर्शन, और एक आशाजनक सैद्धांतिक सीमा थी। लेकिन वास्तविक कारखानों में, निर्णय अक्सर एक संख्या द्वारा किया जाता था: रूपांतरण की लागत।

एक कंपनी के लिए जो पहले से PERC लाइनें चला रही है, TOPCon में अपग्रेड करने की लागत लगभग RMB 50-80 मिलियन प्रति GWहो सकती है। एक नई HJT लाइन बनाने में अक्सर RMB 200-350 मिलियन प्रति GWकी आवश्यकता होती थी, भले ही उपकरण की कीमतें गिर रही हों। यह अंतर अनदेखा करने के लिए बहुत बड़ा था।

इसलिए TOPCon केवल इसलिए नहीं जीता क्योंकि यह सबसे उन्नत तकनीक थी। यह जीता क्योंकि PERC से सड़क स्वाभाविक रूप से TOPCon की ओर ले जाती थी।

मुख्य विचार

सौर उद्योग ने TOPCon को खालीपन में नहीं चुना। इसने TOPCon को दस वर्षों के PERC उपकरण, PERC इंजीनियरों, PERC आपूर्तिकर्ताओं, PERC गुणवत्ता डेटा, और PERC उत्पादन आदतों के भार के तहत चुना। यह पथ निर्भरता.

तकनीकी पैरामीटर

बाजार और प्रौद्योगिकी तुलना

लागत अंतर क्यों मायने रखता है

तकनीकी लाभ

पथ निर्भरता: TOPCon की जीत के पीछे छिपी ताकत

पथ निर्भरता का अर्थ है कि आज का निर्णय कल के निवेश से काफी प्रभावित होता है। एक बार जब उद्योग ने एक मार्ग के आसपास उपकरण बनाए, लोगों को प्रशिक्षित किया, मानक लिखे, विफलता डेटा संचित किया और आपूर्ति श्रृंखलाओं को अनुकूलित किया, तो दूसरे मार्ग पर जाना महंगा और जोखिम भरा हो जाता है।

TOPCon को PERC से पथ निर्भरता की तीनों परतें प्राप्त हुईं।

• कम स्विचिंग लागत: TOPCon को मौजूदा PERC लाइनों के ऊपर केवल कुछ प्रमुख नए प्रक्रिया मॉड्यूल की आवश्यकता थी, जैसे बोरॉन प्रसार और LPCVD या PECVD पैसिवेटेड संपर्क चरण।

• सकारात्मक प्रतिक्रिया लूप: अधिक TOPCon लाइनों ने उपकरण निर्माताओं, पेस्ट आपूर्तिकर्ताओं, प्रक्रिया इंजीनियरों और गुणवत्ता टीमों को TOPCon को तेजी से बेहतर बनाने के लिए प्रोत्साहित किया।

• लॉक-इन प्रभाव: एक बार जब TOPCon उत्पादन की मुख्यधारा भाषा बन गया, तो प्रतिभा, मानक, समस्या निवारण और आपूर्तिकर्ता विकास सभी एक ही दिशा में बहने लगे।

TOPCon मजबूत हो गया क्योंकि अधिक कारखानों ने इसे चुना। अधिक कारखानों ने इसे चुना क्योंकि यह मजबूत हो गया। वह लूप निर्णायक था।

HJT ने औद्योगिक दौड़ क्यों खो दी, तकनीकी दौड़ नहीं

HJT इसलिए नहीं हारा क्योंकि यह एक खराब तकनीक थी। कई मायनों में, यह तकनीकी रूप से आकर्षक है।

• सममित संरचना मजबूत द्विफलकीय प्रदर्शन का समर्थन करती है।

• आंतरिक अनाकार सिलिकॉन उत्कृष्ट पैसिवेशन प्रदान करता है।

• कम तापमान प्रसंस्करण थर्मल तनाव को कम कर सकता है।

• कम तापमान गुणांक गर्म जलवायु में प्रदर्शन में मदद करता है।

• HJT में भविष्य के पेरोव्स्काइट टंडेम कोशिकाओं के साथ मजबूत संगतता है।

लेकिन HJT को एक गंभीर औद्योगिक समस्या थी: इसे PERC उत्पादन आधार विरासत में नहीं मिला।

HJT चुनने वाली एक फैक्ट्री को मौजूदा संपत्तियों के बड़े हिस्से को बदलने, इंजीनियरों को फिर से प्रशिक्षित करने, एक नई आपूर्तिकर्ता प्रणाली बनाने, एक नया उपज रैंप-अप चक्र स्वीकार करने और अधिक निवेश जोखिम उठाने पर विचार करना पड़ा। ऐसे समय में जब सौर विनिर्माण मार्जिन दबाव में था, यह सिर्फ एक तकनीकी निर्णय नहीं था। यह एक अस्तित्व का निर्णय था।

BC: तीसरा मार्ग, लेकिन कोई आसान शॉर्टकट नहीं

BC तकनीक को अक्सर एक और संभावित विजेता के रूप में वर्णित किया जाता है, लेकिन इसका मार्ग TOPCon और HJT दोनों से अलग है।

BC पारंपरिक PERC संरचना को पूरी तरह से विरासत में नहीं ले सकता क्योंकि बैक-कॉन्टैक्ट आर्किटेक्चर सेल डिज़ाइन को मौलिक रूप से बदल देता है। इसे पैटर्निंग, लेज़र ओपनिंग, मास्किंग और सटीक बैक-साइड कॉन्टैक्ट निर्माण की आवश्यकता होती है। यह इसे TOPCon की तुलना में अधिक जटिल बनाता है।

हालांकि, BC विभिन्न आधार तकनीकों से जुड़ सकता है:

• TBC: TOPCon प्लस बैक कॉन्टैक्ट, कुछ TOPCon प्रक्रिया और उपकरण तर्क साझा करना।

• HBC: HJT प्लस बैक कॉन्टैक्ट, HJT पैसिवेशन को बैक-कॉन्टैक्ट संरचना के साथ जोड़ना।

BC केवल एक चौराहा नहीं है। यह एक नए राजमार्ग की तरह है जो विभिन्न प्रकार के वाहनों को ले जा सकता है। लेकिन राजमार्ग को अभी भी बनाया जाना है, और वह महंगा है।

मुख्य समस्या उपज है। हर अतिरिक्त प्रक्रिया चरण उपज को मार सकता है। जब तक BC उपज, लागत और थ्रूपुट को TOPCon स्तरों के करीब नहीं ला सकता, यह प्रीमियम बाजारों में मजबूत रहेगा लेकिन बड़े पैमाने पर TOPCon को बदलना मुश्किल होगा।

उत्पाद अनुप्रयोग

सौर निर्माताओं के लिए इसका क्या अर्थ है

नई सेल या मॉड्यूल क्षमता की योजना बनाने वाले निर्माताओं के लिए, TOPCon-HJT-BC बहस केवल सेल दक्षता के बारे में नहीं है। यह फैक्ट्री अर्थशास्त्र के बारे में है।

• मौजूदा PERC-आधारित उत्पादक स्वाभाविक रूप से TOPCon की ओर बढ़े क्योंकि अपग्रेड मार्ग स्पष्ट था।

• पर्याप्त पूंजी वाले नए प्रवेशकर्ता HJT या BC पर विचार कर सकते हैं, लेकिन उन्हें उच्च प्रक्रिया जोखिम स्वीकार करना होगा।

• प्रीमियम मॉड्यूल निर्माता वितरित पीढ़ी, छत सौंदर्यशास्त्र और उच्च दक्षता खंडों को लक्षित करने के लिए BC का उपयोग कर सकते हैं।

• दीर्घकालिक प्रौद्योगिकी निवेशक HJT-पेरोव्स्काइट और TOPCon-पेरोव्स्काइट टंडम मार्गों पर बारीकी से नज़र रख रहे हैं।

उत्पादन इंजीनियरों के लिए इसका क्या अर्थ है

फ्रंट-लाइन इंजीनियरों के लिए, अगले तीन साल संभवतः TOPCon-भारी रहेंगे। सबसे मूल्यवान व्यावहारिक कौशल अभी भी पूर्ण-प्रक्रिया TOPCon नियंत्रण से संबंधित होंगे।

महत्वपूर्ण क्षेत्रों में शामिल हैं:

• पूर्व-सफाई और सतह तैयार करना

• बोरॉन प्रसार नियंत्रण

• BSG हटाना

• LPCVD या PECVD पैसिवेटेड संपर्क निर्माण

• एनीलिंग प्रक्रिया विंडो

• Al₂O₃ और SiNₓ फिल्म जमाव

• धातुकरण और पेस्ट मिलान

• विफलता विश्लेषण और उपज सुधार

साथ ही, इंजीनियरों को पेरोव्स्काइट टेंडम प्रगति को नजरअंदाज नहीं करना चाहिए। देखने के लिए मुख्य संकेतक केवल प्रयोगशाला दक्षता नहीं हैं, बल्कि स्थिरता, बड़े क्षेत्र का प्रदर्शन और प्रक्रिया पुनरावृत्ति भी हैं।

पेरोव्स्काइट टेंडम मोड़

पथ निर्भरता शक्तिशाली है, लेकिन यह स्थायी नहीं है। यह तब टूट सकती है जब किसी नए मार्ग का प्रदर्शन लाभ स्विचिंग लागत को उचित ठहराने के लिए पर्याप्त बड़ा हो जाए।

यही कारण है कि पेरोव्स्काइट टेंडम मायने रखता है। यदि टेंडम तकनीक स्थिर औद्योगिक उत्पादन तक पहुँचती है, तो सिंगल-जंक्शन TOPCon और सिंगल-जंक्शन HJT के बीच पुरानी बहस कम महत्वपूर्ण हो सकती है। उद्योग अकेले क्रिस्टलीय सिलिकॉन को अनुकूलित करने से पूरी दक्षता सीमा को फिर से बनाने की ओर स्थानांतरित हो सकता है।

HJT समर्थक इस पर भारी दांव लगा रहे हैं। HJT की कम तापमान प्रक्रिया और सममित संरचना इसे पेरोव्स्काइट टेंडम एकीकरण के लिए स्वाभाविक रूप से उपयुक्त बनाती है। लेकिन TOPCon कंपनियां भी टेंडम समाधान विकसित कर रही हैं, इसलिए HJT एकमात्र संभावित विजेता नहीं है।

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तीन स्पष्ट निर्णय

पहला, TOPCon अगले तीन वर्षों में मुख्यधारा का मार्ग बना रहेगा। 2026 से 2029 तक, TOPCon के 70% से अधिक बाजार हिस्सेदारी बनाए रखने की संभावना है। इसका लाभ केवल दक्षता नहीं है। यह उपकरण उपलब्धता, प्रशिक्षित इंजीनियर, आपूर्तिकर्ता परिपक्वता, गुणवत्ता डेटाबेस और कम उन्नयन जोखिम है।

दूसरा, HJT को वास्तविक वापसी के लिए पेरोव्स्काइट टेंडम की आवश्यकता है। यदि HJT केवल एक सिंगल-जंक्शन तकनीक बनी रहती है, तो इसे TOPCon के औद्योगिक पैमाने को उलटने में संघर्ष करना पड़ेगा। यदि पेरोव्स्काइट-HJT टेंडम स्थिर बड़े पैमाने पर उत्पादन तक पहुँचता है, तो कहानी बदल सकती है।

तीसरा, BC TOPCon के लिए सबसे मजबूत संरचनात्मक खतरा है यदि यह उपज और लागत को हल करता है। BC में दिखावट और ऑप्टिकल हानि में कमी में स्पष्ट लाभ हैं, विशेष रूप से उच्च-स्तरीय छत और वितरित अनुप्रयोगों के लिए। लेकिन जब तक प्रक्रिया स्थिर और किफायती नहीं हो जाती, यह एक सार्वभौमिक प्रतिस्थापन के बजाय एक प्रीमियम मार्ग बना रहेगा।

अंतिम विचार

सबसे अच्छी तकनीक हमेशा पहले नहीं जीतती। वह तकनीक जो मौजूदा रास्ते पर फिट बैठती है, अक्सर तेजी से जीतती है।

TOPCon ने HJT को नहीं हराया क्योंकि HJT में क्षमता की कमी थी, बल्कि इसलिए कि PERC का दशकों का औद्योगिक संचय सीधे TOPCon की ओर इशारा करता था। उपकरण, इंजीनियर, आपूर्तिकर्ता, प्रक्रिया विंडो और फैक्ट्री की आदतें सभी एक ही दिशा में धकेल रही थीं।

HJT को अब उद्योग को अपने ऐतिहासिक पथ से हटाने के लिए पर्याप्त बड़े तकनीकी लाभ की आवश्यकता है। BC भारी निवेश और प्रक्रिया परिपक्वता के माध्यम से अपना रास्ता बनाने की कोशिश कर रहा है। पेरोव्स्काइट टेंडम अगला वास्तविक मोड़ बन सकता है।

Ooitech का दृष्टिकोण

एक उपकरण-पक्षीय पर्यवेक्षक के रूप में, Ooitech देखता है कि TOPCon का उदय एक अनुस्मारक है कि सौर तकनीकी परिवर्तन उत्पादन फर्श पर तय होते हैं, न कि केवल दक्षता चार्ट में। मॉड्यूल निर्माताओं के लिए, जीतने वाला मार्ग उपकरण निरंतरता, उपज वृद्धि गति, सामग्री उपलब्धता और ऑपरेटर सीखने की अवस्था से मेल खाना चाहिए। अगला व्यवधान संभवतः तभी आएगा जब टेंडम तकनीक इतनी बड़ी प्रदर्शन छलांग प्रदान करेगी कि वह आज के TOPCon लॉक-इन को पार कर सके।