CHLB ĐỨC – Một sự thay đổi nhanh chóng trong công nghệ pin năng lượng mặt trời đang trở nên rõ ràng – pin năng lượng mặt trời tế bào loại N (N-type)* hiệu suất cao với ba loại pin TOPCon, HJT và IBC đang nhanh chóng trở thành dòng chính trong sản xuất pin và dần thay thế pin tế bào loại P (P-type). Điều này có ý nghĩa gì đối với ngành sản xuất, nhà phân phối và nhà lắp đặt?
* Pin năng lượng mặt trời loại N (N-type) hay pin tế bào loại N: một loại tấm pin quang điện sử dụng một loại silicon khác làm vật liệu cơ bản. Các tấm pin năng lượng mặt trời truyền thống sử dụng silicon loại P, trong khi các tấm pin N-Type sử dụng silicon loại N.

Ông Radovan Kopecek, Giám đốc điều hành kiêm Giám đốc công nghệ và đồng sáng lập của Trung tâm Nghiên cứu Năng lượng Mặt trời Quốc tế (ISC – International Solar Energy Research Center) tại thành phố Konstanz, CHLB Đức. Kể từ khi thành lập vào năm 2005 viện nghiên cứu đã thúc đẩy việc sử dụng các pin tế bào loại N hai mặt.

Bài viết bên dưới là những thông tin mà ông Kopecek đã chia sẻ vào thời điểm tháng 11/2023.

Viện ISC đã thực hiện tám lần chuyển giao công nghệ pin tế bào loại N với các công ty từ Châu Âu, Trung Quốc và Ấn Độ. Ông Kopecek đánh giá quá trình chuyển đổi hiện tại: “Khi Trung Quốc quyết định áp dụng một công nghệ, mọi thứ diễn ra nhanh hơn nhiều so với dự đoán.” 

Ngành công nghiệp năng lượng mặt trời hiện đang trải qua sự chuyển đổi công nghệ từ tế bào loại P sang loại N. Ông có thể ước tính trong năm 2023, pin tế bào loại N sẽ chiếm bao nhiêu phần trăm trong thị phần, xét về sản lượng hiện tại, việc tạo ra công suất sản xuất mới và các nhà máy hiện có?

Cho đến nay, hơn một terawatt (TW) thiết bị sản xuất đã được chế tạo cho các pin tế bào loại N. Tuy nhiên, vấn đề mà các nhà sản xuất gặp phải hiện nay là họ không thể bán nó. Điều này là do các hạn chế thương mại quốc tế về thiết bị quang điện (PV) giữa Trung Quốc và Ấn Độ. Có một sự dư thừa công suất rất lớn, không chỉ trong sản xuất tế bào và module nói chung, mà là do đã có quá nhiều máy móc sản xuất được chế tạo. Công ty PVinsights ước tính có 500 gigawatt (GW) máy móc cho công nghệ pin tế bào loại N vào cuối năm 2023, trong khi trên thực tế, số lượng máy móc hiện nay nhiều hơn gấp đôi, tức là một terawatt!

Tuy nhiên, chúng tôi vẫn chưa có đủ dây chuyền sản xuất để đáp ứng tất cả những điều đó.

Công suất sản xuất cho công nghệ pin tế bào loại N hiện tại được ước tính khoảng 400 GW, nhưng dự báo cho năm 2024 con số này lớn hơn – dự kiến 70% sản lượng của năm 2024 sẽ là pin tế bào loại N. Sự chuyển đổi diễn ra nhanh chóng. Công nghệ tế bào TOPCon sẽ chiếm 80%, công nghệ tế bào dị hợp – HJT (heterojunction) chiếm 10% và công nghệ tế bào tiếp xúc xen kẽ IBC (Interdigised Back Contact) chiếm 10%.

Thặng dư thiết bị này xuất hiện như thế nào? Nguyên nhân có phải là module tồn đọng không?
Có bốn đến năm nhà sản xuất máy móc lớn trên thế giới muốn đưa sản phẩm của họ đến với cả khách hàng mới và khách hàng hiện tại nhanh hơn nhưng lại vượt quá sản lượng mục tiêu.

Việc mở rộng, chuyển đổi và xây dựng các nhà máy sản xuất pin tế bào loại N đang thay đổi như thế nào?
Các nhà sản xuất cấp 1 lớn, có công suất công nghệ PERC* cao, đang mở rộng. Chủ yếu là công nghệ TOPCon vì công nghệ PERC có thể được mở rộng rất dễ dàng. Những nhà sản xuất mới sẽ bổ sung thêm công suất công nghệ tế bào quang điện HJT và TOPCon. Điều này có nghĩa là các nhà sản xuất lớn của Trung Quốc sẽ cung cấp các nhà máy dưới hình thức chìa khóa trao tay, cho phép các nhà sản xuất trước đây chưa tập trung vào quang điện PV, chỉ cần đặt hàng và mua các nhà máy chìa khóa trao tay có công suất vài GW.
* Công nghệ PERC (Passivated Emitter and Rear Cell): bộ phát thụ động và tiếp điểm phía sau hay còn gọi công nghệ hấp thu năng lượng thụ động.

Nói cách khác, đó là sự kết hợp giữa việc mở rộng các dòng pin năng lượng mặt trời trước đây và lắp đặt công nghệ TOPCon và HJT mới. Sau đó, sẽ hướng nhiều hơn về công nghệ TOPCon do các nâng cấp được thực hiện đối với các dòng công nghệ PERC trước đây và CAPEX cũng như OPEX.

Những nhân tố chủ chốt trong ngành, chẳng hạn như nhà sản xuất hoặc nhà đầu tư, đang ngày càng phụ thuộc vào pin tế bào loại N và tại sao?
Trung Quốc đã quyết định chuyển hoàn toàn từ công nghệ tế bào PERC sang công nghệ tế bào loại N. Tuy nhiên, sự chuyển đổi diễn ra quá nhanh, khiến một số nhà sản xuất chưa theo kịp. Hiện tại, các sản phẩm hàng đầu vẫn từ các nhà sản xuất cấp 1 có nhiều năm nghiên cứu và đội ngũ công nhân dày dặn kinh nghiệm.

Các nhà máy mới xây dựng chủ yếu từ các công ty mua dây chuyền sản xuất trao tay, ban đầu sẽ gặp khó khăn trong việc sản xuất các sản phẩm chất lượng cao.

Do sự phát triển diễn ra quá nhanh, công nghệ tế bào PERC dường như không có sự thay đổi, tuy nhiên pin tế bào loại N vẫn tốt hơn so với loại P. Khi các quá trình sản xuất pin năng lượng mặt trời ngày càng phức tạp thì khả năng công nghệ mới thay thế sẽ cao hơn. 

Các công ty dịch vụ lắp đặt pin năng lượng mặt trời cũng như các công ty kinh doanh nên dựa vào những tiêu chí nào khi quyết định mua pin tế bào?
Điều này cần sự xem xét, vì một số module công nghệ PERC vẫn rẻ hơn. Ví dụ: trong thời điểm hiện tại, module PERC có giá 12 xu Euro cho mỗi 1 Wp (Watt peak). Công nghệ pin năng lượng mặt trời đang trong giai đoạn chuyển tiếp, trong đó pin tế bào loại P vẫn có giá trị, nhưng loại N tốt hơn. Trong vài năm tới, pin tế bào loại P sẽ không còn giá trị nữa.

Ưu điểm và nhược điểm của pin tế bào loại N so với loại P là gì?
Đối với nhà sản xuất mới sẽ có một số nhược điểm như công nghệ của pin tế bào loại N phức tạp hơn và nhiều bước sản xuất hơn. Do đó, doanh nghiệp cần nắm rõ mục đích của từng bước sản xuất và những vấn đề phát sinh xảy ra. Tuy nhiên, pin tế bào loại N lại có nhiều ưu điểm như: tính ổn định cao và thời gian bảo hành lên đến 50 năm, hiệu suất mặt trước cao hơn (trên 22%), khả năng hấp thụ ánh sáng hai mặt tốt hơn, hệ số nhiệt độ thấp hơn (có nghĩa là khi trời nóng, module hoạt động tốt hơn và độ suy giảm ít hơn).

Sự sẵn có của nguồn vật liệu để sản xuất pin tế bào loại N?
Cần nhiều bạc hơn để sản xuất pin tế bào loại N. Bạc đang được thay thế một phần bằng đồng. Các nhà nghiên cứu cho biết, từ năm 2027 trên thế giới sẽ sản xuất nhiều hơn một terawatt mỗi năm, do đó sẽ không đủ nguyên liệu bạc để sản xuất pin tế bào loại N.

Để xem các tin bài khác về “Pin tế bào”, hãy nhấn vào đây.

 

(Nguồn: intersolar)