Почему TOPCon победил HJT: зависимость от пути объясняет
Содержание
Краткий ответ: TOPCon победил HJT на рынке по причинам, которые были связаны не столько с физикой ячеек, сколько с зависимостью от предыдущего пути развития. Обе архитектуры повышают эффективность выше PERC, и HJT изначально имел преимущество в эффективности. TOPCon победил потому, что его можно было добавить к существующей линии PERC — борное легирование, туннельный оксид и осаждение поликремния на оборудовании, которое производитель уже имел, — тогда как HJT требует замены термического процесса на низкотемпературную последовательность. Стоимость такой замены была решающим числом: переоборудование линии означало вложение капитала в технологию, которую остальная часть цепочки поставок ещё не стандартизировала. Отраслевые обсуждения того времени оценивали решение о переоборудовании в диапазоне сотен миллионов юаней на линию. Результат показывает, что в производстве совместимость с установленными мощностями обычно перевешивает скромное преимущество в производительности.
Производство PV-модулей · от Джерри, Ooitech
Введение
TOPCon оборудование для линии производства солнечных панелей -" title="Почему TOPCon победил HJT: зависимость от пути объясняет гонку технологий солнечных элементов"/>
В 2023 году многие производители солнечных элементов столкнулись с одним и тем же вопросом на заседании совета директоров: если отрасли необходимо перейти от P-типа PERC к технологии N-типа, следует ли направить следующие инвестиции в TOPCon или HJT?
На бумаге HJT выглядел элегантно. У него была сильная пассивация, низкотемпературная обработка, отличные двусторонние характеристики и многообещающий теоретический предел. Но на реальных фабриках решение часто принималось по одному числу: стоимости конверсии.
Для компании, уже эксплуатирующей линии PERC, модернизация до TOPCon могла стоить примерно 50-80 млн юаней за ГВт. Строительство новой линии HJT часто требовало 200-350 млн юаней за ГВт, даже несмотря на падение цен на оборудование. Эту разницу было слишком трудно игнорировать.
Таким образом, TOPCon победил не просто потому, что был самой передовой технологией. Он победил, потому что путь от PERC естественным образом вел к TOPCon.
Основная идея
Солнечная промышленность не выбирала TOPCon в вакууме. Она выбрала TOPCon под тяжестью десяти лет оборудования PERC, инженеров PERC, поставщиков PERC, данных о качестве PERC и производственных привычек PERC. Это классический пример зависимости от пути.
Технические параметры
Сравнение рынка и технологий
| Позиция | TOPCon | HJT | BC |
|---|---|---|---|
| Основная промышленная позиция | Доминирующий маршрут N-типа | Многообещающий претендент | Премиальный и третий маршрут-претендент |
| Оценочная доля производства модулей в 2025 году | Около 77,1% в мире | Гораздо меньшая доля | Меньше, но растет |
| Оценочные поставки элементов в 2025 году | Около 320 ГВт | Около 48 ГВт | Около 36 ГВт |
| Эффективность массового производства | Около 25,5–26,5% | Выше 27% на ведущих линиях | Зависит от маршрута, высокий потенциал премии |
| Типичная совместимость с PERC | Высокое | Низкое | Средняя или низкая, в зависимости от конструкции TBC или HBC |
| Стоимость модернизации с PERC | Около 50–80 млн юаней/ГВт | Обычно требуется новая линия | Выше, чем у TOPCon, сложный процесс |
| Давление новых инвестиций в оборудование | Ниже для существующих игроков PERC | Высокое | Высокая или средне-высокая |
| Ключевая сложность процесса | Борная диффузия, пассивирующий контакт, металлизация | Низкотемпературная тонкая пленка, TCO, низкотемпературная паста | Формирование рисунка, лазерное открытие, маскирование, выравнивание |
| Основное преимущество | Быстрое промышленное масштабирование | Лучшая структура для потенциала тандема | Нет фронтальной сетки, меньшие оптические потери, премиальный внешний вид |
| Основная слабость | Улучшение эффективности замедляется | Слабая совместимость с устаревшим оборудованием | Сложность процесса и проблемы с выходом годных |
Почему разница в стоимости имела значение
| Габариты | TOPCon | HJT |
|---|---|---|
| Стоимость перехода | Низкая: частичная модернизация линии PERC | Очень высокая: в основном новая производственная линия |
| Преемственность оборудования | Многие инструменты PERC и заводские практики можно использовать повторно | Система оборудования существенно отличается |
| Кадровая база | Инженеры PERC могут адаптироваться быстрее | Требует нового мышления в области тонких пленок и низкотемпературных процессов |
| Цепочка поставок | Быстро унаследована и расширена из экосистемы PERC | Требует отдельной экосистемы паст, мишеней, TCO и процессов |
| Выход на проектную мощность | Легче для производителей на базе PERC | Более высокие затраты на обучение и более высокий риск выхода на мощность |
Технические преимущества
Эффект колеи: скрытая сила, стоящая за победой TOPCon
Эффект колеи означает, что сегодняшнее решение во многом определяется вчерашними инвестициями. Как только отрасль построила оборудование, обучила людей, написала стандарты, накопила данные об отказах и оптимизировала цепочки поставок вокруг одного маршрута, переход на другой становится дорогим и рискованным.
TOPCon получил все три уровня эффекта колеи от PERC.
Более низкие затраты на переключение: TOPCon требовал лишь нескольких новых ключевых технологических модулей поверх существующих линий PERC, таких как диффузия бора и этапы пассивированного контакта LPCVD или PECVD.
Цикл положительной обратной связи: Больше линий TOPCon побуждало производителей оборудования, поставщиков паст, инженеров-технологов и группы контроля качества быстрее совершенствовать TOPCon.
Эффект блокировки: Как только TOPCon стал основным языком производства, таланты, стандарты, устранение неполадок и развитие поставщиков начали течь в одном направлении.
TOPCon становился сильнее, потому что его выбирало больше заводов. Больше заводов выбирало его, потому что он становился сильнее. Этот цикл был решающим.
Почему HJT проиграл промышленную гонку, а не технологическую
HJT не проиграл, потому что это была плохая технология. Во многих отношениях она технически привлекательна.
Симметричная структура обеспечивает высокие показатели двусторонности.
Встроенный аморфный кремний обеспечивает отличную пассивацию.
Низкотемпературная обработка может снизить термическое напряжение.
Более низкий температурный коэффициент способствует производительности в жарком климате.
HJT обладает высокой совместимостью с будущими тандемными элементами на основе перовскита.
Но у HJT была серьезная промышленная проблема: он не унаследовал производственную базу PERC.
Заводу, выбирающему HJT, приходилось рассматривать замену большей части существующих активов, переобучение инженеров, создание новой системы поставщиков, принятие нового цикла выхода на проектную мощность и больший инвестиционный риск. В период, когда маржа в солнечном производстве была под давлением, это было не просто технологическое решение. Это было решение о выживании.
BC: третий путь, но не легкий короткий путь
Технологию BC часто описывают как еще одного возможного победителя, но ее путь отличается от пути TOPCon и HJT.
BC не может полностью унаследовать традиционную структуру PERC, потому что архитектура заднего контакта принципиально меняет конструкцию ячейки. Она требует патернирования, лазерного открытия, маскирования и точного формирования контактов на задней стороне. Это делает её гораздо сложнее, чем TOPCon.
Однако BC может быть привязан к различным базовым технологиям:
TBC: TOPCon плюс задний контакт, разделяя некоторые процессы и логику оборудования TOPCon.
HBC: HJT плюс задний контакт, сочетая пассивацию HJT со структурой заднего контакта.
BC — это не просто перекрёсток. Это скорее новая автомагистраль, по которой могут ездить разные типы транспортных средств. Но саму магистраль всё равно нужно построить, и это дорого.
Ключевая проблема — выход годных. Каждый дополнительный технологический шаг может стать причиной снижения выхода. Пока BC не сможет приблизить выход, стоимость и производительность к уровням TOPCon, он останется сильным в премиальных сегментах, но его будет трудно заменить TOPCon в массовом масштабе.
Применение продукции
Что это значит для производителей солнечных панелей
Для производителей, планирующих новые мощности по ячейкам или модулям, дискуссия TOPCon-HJT-BC касается не только эффективности ячеек. Речь идёт об экономике завода.
Существующие производители на базе PERC естественным образом перешли к TOPCon, потому что путь модернизации был более понятным.
Новые игроки с достаточным капиталом могут рассмотреть HJT или BC, но они должны принять более высокий технологический риск.
Производители премиальных модулей могут использовать BC для распределённой генерации, эстетики кровли и высокоэффективных сегментов.
Долгосрочные технологические инвесторы внимательно следят за тандемными маршрутами HJT-перовскит и TOPCon-перовскит.
Что это значит для инженеров-технологов
Для инженеров на передовой ближайшие три года, скорее всего, останутся ориентированными на TOPCon. Наиболее ценные практические навыки по-прежнему будут связаны с контролем полного процесса TOPCon.
Важные области включают:
Предварительная очистка и подготовка поверхности
Контроль диффузии бора
Удаление BSG
Формирование пассивированных контактов методом LPCVD или PECVD
Технологические окна отжига
Осаждение плёнок Al₂O₃ и SiNₓ
Металлизация и подбор паст
Анализ отказов и повышение выхода годных
В то же время инженерам не следует игнорировать прогресс в области перовскитных тандемов. Ключевые показатели, за которыми стоит следить, — это не только лабораторная эффективность, но также стабильность, характеристики на больших площадях и воспроизводимость процесса.
Поворотный момент для перовскитных тандемов
Зависимость от выбранного пути сильна, но не вечна. Она может быть нарушена, когда выигрыш в производительности нового направления становится достаточно большим, чтобы оправдать затраты на переход.
Именно поэтому перовскитные тандемы важны. Если тандемная технология достигнет стабильного промышленного производства, старый спор между однопереходными TOPCon и однопереходными HJT может стать менее значимым. Отрасль может перейти от оптимизации только кристаллического кремния к перестройке всего потолка эффективности.
Сторонники HJT делают на это большую ставку. Низкотемпературный процесс и симметричная структура HJT делают его естественно подходящим для интеграции с перовскитными тандемами. Но компании TOPCon также разрабатывают тандемные решения, так что HJT — не единственный возможный победитель.
Контакты и покупка
Три четких суждения
Во-первых, TOPCon останется основным направлением в ближайшие три года. С 2026 по 2029 год TOPCon, вероятно, сохранит более 70% доли рынка. Его преимущество не только в эффективности. Это доступность оборудования, обученные инженеры, зрелость поставщиков, базы данных качества и меньший риск модернизации.
Во-вторых, HJT нужен перовскитный тандем для реального возвращения. Если HJT останется только однопереходной технологией, ему будет трудно обратить вспять промышленный масштаб TOPCon. Если перовскитно-HJT тандем достигнет стабильного массового производства, ситуация может измениться.
В-третьих, BC — самая сильная структурная угроза для TOPCon, если он решит проблемы выхода годного и стоимости. BC имеет видимые преимущества во внешнем виде и снижении оптических потерь, особенно для высококлассных кровельных и распределенных применений. Но если процесс не станет стабильным и доступным, он останется премиальным направлением, а не универсальной заменой.
Заключительная мысль
Лучшая технология не всегда побеждает первой. Технология, которая вписывается в существующую дорогу, часто побеждает быстрее.
TOPCon победил HJT не потому, что у HJT не было потенциала, а потому, что десятилетнее промышленное накопление PERC указывало прямо на TOPCon. Оборудование, инженеры, поставщики, технологические окна и заводские привычки — все толкало в одном направлении.
HJT теперь нуждается в достаточно большой технологической дивиденде, чтобы увести отрасль с её исторического пути. BC пытается проложить собственный путь через крупные инвестиции и зрелость процессов. Перовскитный тандем может стать следующей настоящей точкой перелома.
Мнение Ooitech
Как наблюдатель со стороны оборудования, Ooitech видит в подъёме TOPCon напоминание о том, что переходы в солнечных технологиях решаются на производственной линии, а не только в таблицах эффективности. Для производителей модулей выигрышный маршрут должен сочетать преемственность оборудования, скорость выхода на проектную мощность, доступность материалов и кривые обучения операторов. Следующий прорыв, вероятно, произойдёт только тогда, когда тандемная технология предложит достаточно большой скачок производительности, чтобы преодолеть сегодняшнюю зависимость от TOPCon.
