Как да класифицираме слънчевите клетки?
Резюме: Понастоящем слънчевите клетки използват предимно материали от кристален силиций, но пускането на новата китайска икономическа национална политика, която подтиква към постепенно увеличаване на дела на монокристалния силиций, 2020 г. постигна обратна тенденция спрямо поликристалния силиций, в тази статия ще бъдат обсъдени техническите пробиви на монокристалния силиций и текущото пазарно представяне на монокристалния силиций, за да се обясни обратната тенденция на монокристалния силиций.
Както всички знаем, веригата на производството на фотоволтаична слънчева енергия включва основно силиций, силициеви пластини, слънчеви клетки, слънчеви модули и продукти за системно приложение и други пет звена. Сред тях силицият и силициевите пластини принадлежат към горната част на промишлената верига; клетките и модулите принадлежат към средната част на промишлената верига; продуктите за системно приложение са долната част на промишлената верига. В зависимост от химикала, използван за производството на слънчеви клетки, те могат да бъдат класифицирани в три категории: първата категория са кристалните силициеви слънчеви клетки, включващи основно монокристален силиций и поликристален силиций; втората категория са тънкослойните слънчеви клетки, включващи основно тънкослойни клетки на силициева основа, клетки от медно-индиев галиев селенид, кадмиев телурид и галиев арсенид; третата категория са новите слънчеви клетки, включващи основно халкогенидни клетки, чувствителни към багрила клетки, полимерни слънчеви клетки и клетки с колоидни квантови точки. Тънкослойните клетки и новите слънчеви клетки все още не се използват поради ниския им коефициент на преобразуване в сравнение с кристалните силициеви клетки, слабата стабилност и високите производствени разходи, технологията за производство на слънчева енергия от тънкослойни клетки все още не е узряла, а новите слънчеви клетки все още са на етап лабораторни изследвания и разработки. Поради това клетките, които понастоящем се произвеждат масово и се предлагат на пазара, са предимно кристални силициеви слънчеви клетки.
Според статистическите данни на силициевия бранш производственият капацитет на поликристали в Китай от 2015 г. до 2017 г. постепенно се увеличава, като годишният производствен капацитет е съответно 169 000 тона, 210 000 тона и 276 000 тона. Темпът на нарастване на производствения капацитет на поликристали през 2016 г. спрямо 2015 г. е 24,26 %, а темпът на нарастване на производствения капацитет на поликристали през 2017 г. спрямо 2016 г. е 31,43 %. От тези данни изглежда, че до 2017 г. До 2017 г. производственият капацитет на поликристалина в Китай постепенно се е увеличил. Въпреки това, според експертния анализ на Професионалния комитет по фотоволтаика към Китайското дружество за възобновяема енергия, основната причина за това статукво е, че процесът на производство на поликристален силиций е по-прост и по-евтин от монокристалния силиций, което може да донесе повече краткосрочни ползи за предприятията като фотоволтаични модули за наземни слънчеви електроцентрали. Въпреки това, след въвеждането на китайската национална икономическа политика, фотоволтаиците ще се стремят да бъдат разпределени като потоволтаични станции за производство на слънчева енергия, делът на монокристалния силиций постепенно ще се увеличава бързо, а пазарът на поликристалния ще бъде намален.
1.Технологията на рязане е зряла и разходите са значително намалени. Както монокристалният, така и поликристалният силиций първо се приготвят като силициеви пръчки или слитъци и след това чрез технологията на рязане се нарязват до съответната дебелина. Традиционната технология на рязане е основно чрез проводник от легирана стомана, който движи абразива от силициев карбид напред-назад, за да реже. През последните години технологията за рязане на монокристален силиций бързо се развива с диамантена тел вместо с тел от легирана стомана. Скоростта на рязане на диамантената тел е висока, потреблението на енергия е ниско, загубите на силициев материал са значително намалени и тази технология се е развила много добре при подготовката на монокристален силиций за масово производство, което е намалило значително разходите за целия производствен процес на монокристален силиций, но този процес все още не е приложен при полисилиция.
2.Монокристалният силиций в сравнение с поликристалния силиций , ефективността на преобразуване се е увеличила. Основната технология за производство на кристални силициеви батерии преди това е била в ръцете на САЩ, Германия, Япония и други национални предприятия, докато през 2005 г. не се овладява технологията за производство на кристален силиций, в масовото производство, като същевременно се съсредоточава и върху подобряването на технологията за изследване и развитие на кристални силициеви слънчеви клетки. Неотдавна Държавната ключова технологична лаборатория на Trina Solar съвместно разработи и синтезира монокристални слънчеви клетки с малки размери с лабораторна ефективност от 24,4 %, докато лабораторната ефективност на преобразуване на разработените от нея поликристални силициеви слънчеви клетки достигна само 21,25 %, което е най-високото ниво в момента и постави световен рекорд. Що се отнася до масовото производство, по последни данни на Професионалния фотоволтаичен комитет на Китайското дружество за възобновяема енергия, ефективността на обикновените монокристални слънчеви клетки е между 20,5 % и 22,5 %, докато ефективността на поликристалния силиций е между 18 % и 21 %, а ефективността на преобразуване на монокристалните силициеви слънчеви модули е по-висока от тази на поликристалния силиций.
3.Според публичната информация, от 2018 г. насам, повлияна от политиките, изоставеното светлинно явление и т.н., цените на силициевите пластини продължават да падат, едновременното намаляване на цените на монокристалния силиций и поликристалния силиций, което осигурява по-голям избор за кристалните силициеви слънчеви клетки. От 2018 г. насам производството на монокристални силициеви пластини продължава да нараства, като през тази година заема две трети от производствения капацитет на кристалните силициеви пластини. Производството на поликристални силициеви пластини продължи да спада. От данните става ясно, че монокристалният силиций заема все по-голям дял от пазара, когато ценовата конкуренция не е твърде голяма.
4.Поликристалният силиций се дължи на предишните държавни субсидии, за да се насърчат предприятията да инсталират голям брой наземни слънчеви електроцентрали, след което поликристалният пазар представлява просперираща сцена, но с коригирането на националните политики, пазарът се обърна отново, в съчетание с монокристалния силиций, който сам по себе си по отношение на технологията постигна по-голям пробив, производствените разходи значително намаляха и други фактори, на пазара на монокристален силиций се появи добро пространство за развитие, следователно бъдещето на слънчевите клетки ще бъде по-склонно към областта на монокристалния силиций.
