آیا تولیدکنندگان خورشیدی هند به فناوری پشت‌تماسی (Back-Contact) روی خواهند آورد؟

تولیدکنندگان پنل خورشیدی در هند در حال بررسی فناوری‌های جدید فراتر از سلول‌های خورشیدی TOPCon هستند. سلول‌های خورشیدی پشت‌تماسی (BC) به دلیل مزایای بالقوه‌ای که دارند، جذاب به نظر می‌رسند، اما بسیاری معتقدند که این فناوری هنوز به بلوغ کافی نرسیده است.

بیشتر تولیدکنندگان پنل خورشیدی در هند، تولید ماژول‌های خود را از فناوری   PERC (Passivated Emitter and Rear Contact)  به فناوری TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact) تغییر داده‌اند. درحال حاضر، TOPCon به دلیل سهولت انتقال و هزینه‌های کمتر، گزینه اصلی برای تولید انبوه سلول‌های خورشیدی شده است. این فناوری به دلیل قابلیت‌های بهبود یافته در تبدیل انرژی و کاهش هزینه‌های تولید، به سرعت جایگزین PERC می‌شود. همچنین به دلیل بهره‌وری مشابه با فناوری‌های پیشرفته‌تری مانند HJT (Heterojunction) با استقبال مواجه شده است.

در حالی که فناوری TOPCon در حال تسخیر صنعت خورشیدی هند است، برخی از متخصصان پیش‌بینی می‌کنند که فناوری پشت‌تماسی (IBC – Interdigitated Back Contact) و دیگر فناوری های مشابه (که بازده تبدیل بالاتری ارائه می‌دهند ) تا سال ۲۰۳۰ بخشی از بازار TOPCon را تصاحب کنند. فناوری (BC)  به دلیل طراحی منحصربه‌فرد خود که تمام اتصالات در پشت سلول قرار دارد، جلوی سلول را از تلفات ناشی از سایه‌زنی باس‌بارها (اتصالات الکتریکی جلویی) آزاد می‌کند و به همین دلیل می‌تواند بازده بیشتری ایجاد کند.

آیا تولیدکنندگان خورشیدی هند به فناوری پشت‌تماسی (Back-Contact) روی خواهند آورد؟-1

در حال حاضر، تعداد محدودی از تولیدکنندگان جهانی در حال پیمودن گام‌های تجاری برای توسعه فناوری (BC)  هستند، هرچند شرکت‌های بزرگی مانند  Aiko ،  Longiو  Maxeon می‌توانند به سرعت این فناوری جدید را به تولید انبوه برسانند. این تولیدکنندگان، با تجربه و منابع لازم می‌توانند به تسریع در پذیرش فناوری BC کمک کنند.

سلول‌های BC نمایانگر مجموعه‌ای از معماری‌های سلولی هستند که در برخی موارد با فناوری‌های دیگر مانند TOPCon یا HJT ترکیب می‌شوند. در ماژولهای  BC، تمامی اتصالات و ساختارهای لازم برای انتقال بار از سلول در سمت پشتی قرار دارند و باس‌بارهای جلویی را حذف می‌کنند که باعث کاهش تلفات سایه‌زنی و افزایش کارایی می‌شود. تولید فناوری BC نیازمند سرمایه‌گذاری در تجهیزات جدید و فرآیندهای پیچیده‌تر، تخصصی تر و حساس‌تری است که در تولید TOPCon ضروری نمیباشد.

تولیدکنندگان هندی، که با حاشیه سودهای پایین فعالیت می‌کنند، در نظر دارند که در کوتاه‌مدت به تولید  TOPCon ادامه دهند و به جای سرمایه‌گذاری در انرژی خورشیدی BC که هنوز با چالش‌هایی در تولید انبوه مواجه است، به توسعه بیشتر این فناوری بپردازند. شرکت Reliance Industries در حال حاضر تنها تولیدکننده‌ای در هند است که برنامه‌های مدون جهت تولید BC دارد. این شرکت قصد دارد تا سال ۲۰۲۶ فناوری HJT-IBC را تجاری‌سازی نماید. همچنین قابل ذکر است که شرکت فوق در حال توسعه پنل‌های دوطرفه نسل اول با ۲۶ درصد کارایی با استفاده از فناوری HJT است.

TOPCon در صدر

از سال ۲۰۲۱،  TOPCon به عنوان یک جانشین محبوب برای PERC در میان تولیدکنندگان، از جمله در هند، به‌وجود آمده است.   TOPCon ، انتقالی ساده‌تر و با هزینه کمتر را ارائه می‌دهد و در حال حاضر عملکردی مشابه با HJT، رقیب اصلی خود دارد. این فناوری به دلیل سهولت در تولید و سرمایه‌گذاری اولیه کمتر، جذابیت زیادی برای تولیدکنندگان ایجاد کرده است. در حالی که BC به عنوان گام تکاملی بعدی در فناوری خورشیدی در نظر گرفته می‌شود (به دلیل عملکرد بالقوه بالاتر نسبت به دیگر فناوری‌های سلولهای سیلیکونی) انتقال تولید انبوه به هر فناوری BC، به مراتب پیچیده‌تر از به‌روزرسانی به TOPCon خواهد بود.

مدیرعامل بخش جهانی شرکت تجهیزات تولید سلول‌های خورشیدی چینی  Yingkou Jinchen Machineryبیان میکند که انتقال به فناوری BC نیاز به سرمایه‌گذاری کلان برای تغییر خطوط تولید، تأمین تجهیزات جدید و آموزش مجدد پرسنل خواهد داشت. برای تولیدکنندگان هندی، به‌ویژه آن‌هایی که با حاشیه‌ سودهای کم کار می‌کنند، این می‌تواند یک چالش باشد. هزینه‌های بالای اولیه ممکن است برخی از تولیدکنندگان، به ویژه تولیدکنندگان کوچکتر یا آن‌هایی که به تازگی ارتقا یافته‌اند، را دلسرد کند.

آیا تولیدکنندگان خورشیدی هند به فناوری پشت‌تماسی (Back-Contact) روی خواهند آورد؟ -2

ساختارهای BC می‌توانند بر روی انواع مختلف سلولها از جمله TOPCon و HJT اعمال شوند تا کارایی سلولها را بهبود ببخشند. سلول‌های خورشیدی BC پتانسیل دستیابی به کارایی تا ۲۹.۱ درصد را دارند که به‌عنوان بالاترین پتانسیل عملکرد در میان تمام فناوری‌های خورشیدی سیلیکونی شناخته شده است. با این حال، ساخت سلول‌های دوطرفه یک چالش بزرگ‌تر است. افزایش تولید در سمت جلویی IBC ممکن است همچنان توجیه‌کننده هزینه‌های بالاتر نسبت به TOPCon نباشد.

بالاچاندر کریشنان، مدیر عملیات کارخانه تولید سلول‌های خورشیدی در شرکت ایندوسول سولار، گفت که سلول‌های خورشیدی BC ممکن است نتوانند تا سال 2028 حداقل 10 درصد از سهم بازار را به خود اختصاص دهند. او به چندین مانع کلیدی در پذیرش IBC اشاره کرد. این موانع شامل هزینه‌های بالای سرمایه‌گذاری، فرآیندهای غیر استاندارد با مسیرهای مختلف و افزایش هزینه‌های عملیاتی است. مشکلات مربوط به قابلیت اطمینان، بازدهی پایین‌تر و افزایش رد و شکست‌های الکتریکی به دلیل پیچیدگی‌های تولید نیز چالش‌هایی را ایجاد می‌کند.

علاوه بر این، عامل دو وجهی سلول‌های خورشیدی BC 70 درصد است، در حالی که سلول‌های TOPCon دارای عامل 80 درصدی هستند. این اعداد نشان می‌دهند که سلول‌های BC توانایی جذب 70 درصد از نور دریافتی از طرف پشت خود را دارند، در حالی که سلول‌های TOPCon این توانایی را به 80 درصد افزایش می‌دهند. به عبارتی، سلول‌های دو وجهی TOPCon از هر دو طرف (جلو و عقب) به طور مؤثرتری نور را جذب کرده و انرژی بیشتری تولید می‌کنند، که این امر می‌تواند بر دشواری پذیرش فناوری BC تأثیر بگذارد.

جیانش چوداری رئیس و مدیرعامل  Vikram Solar  بیان کرد که حساسیت هزینه در بازار هند به این معناست که هزینه کلی انرژی خورشیدی، به ازای هر وات-پیک از ظرفیت تولید پنل، بسیار حیاتی است. فناوری BC در حال حاضر شامل فرآیندهای پیچیده و سرمایه‌گذاری بالایی میباشد. این فناوری اکنون در مرحله توسعه است و انتظار می‌رود پیشرفت‌های بیشتری تا سال ۲۰۲۵ حاصل شود.

آماده‌سازی برای انتقال

تا زمانی که فناوری BC به عنوان گزینه‌ای قابل‌قبول‌تر تثبیت نشود، تولیدکنندگان ترجیح می‌دهند بر روی فرآیندهای موجود در خطوط تولید خود تمرکز کنند تا کارایی سلول‌ها را افزایش دهند. با این حال، بسیاری از تولیدکنندگان پنل خورشیدی، فناوری BC را در نقشه‌راه فناوری خود گنجانده‌اند، همانطور که چندین تولیدکننده برتر ماژول در هند این مسئله را به نشریه pv magazine اعلام کرده‌اند.

کریشنان از ایندوسول گفت: «برای تأمین‌کنندگان سلول‌های خورشیدی رده یک، TOPCon با معرفی فرآیند LECO [laser-enhanced contact opening] و استفاده از روش edge passivation به عنوان یک فرآیند استاندارد در خطوط تولید خود، به کارایی 26 درصد دست یافته است.»

در این راستا، کریشنان معتقد است که TOPCon با اتخاذ مجموعه‌ای از نوآوری‌ها هنوز پتانسیل بیشتری برای رسیدن به کارایی بیش از 28 درصد در سلول‌ها دارد.

او افزود: «با در نظر گرفتن این نقشه‌راه روشن، تولیدکنندگان تمرکز خود را بر روی بهره‌برداری حداکثری از ظرفیت‌های موجود در خطوط TOPCon فعلی خواهند گذاشت، نه بر روی فناوری جدیدی که هنوز در تولید انبوه از نظر هزینه، بازده و قابلیت اطمینان اثبات نشده است.»

اگرچه برخی از تولیدکنندگان ممکن است زودتر به پذیرش فناوری BC بپردازند، اما درک و بهره‌برداری از امکانات ذکر شده برای TOPCon باید این فناوری را در کوتاه‌مدت رقابتی نگه دارد. جویی ماروادی، مدیر شرکت تولید ماژول Pixon، گفت: «با توجه به اینکه روش‌های BC می‌توانند کارایی بیشتری نسبت به TOPCon ارائه دهند، تولیدکنندگان هندی باید بر ادغام تکنیک‌های پیشرفته‌ای مانند selective doping، light trapping و surface passivation تمرکز کنند. این اقدامات به آنها کمک می‌کند تا در بازار جهانی رقابتی باقی بمانند، زیرا سایر تولیدکنندگان نیز به سمت سلول‌های با کارایی بالا حرکت می‌کنند.»

در خصوص انتقال به BC، وجود مشوق‌های دولتی، همکاری‌های فناوری و آموزش نیروی کار برای تسهیل این فرآیند ضروری است.

ماروادی اظهار داشت: «تولیدکنندگان باید خطوط تولید موجود خود را ارزیابی کنند و درک نمایند که تا چه حد با تولید آینده BC سازگاری دارند.» او توضیح داد که این ارزیابی شامل بهینه‌سازی فرآیندهایی مانند چاپ تماس، پاسیوه‌سازی و مونتاژ ماژول و سایر جنبه‌ها می‌شود. برای تسهیل انتقال به BC، ماروادی پیش‌بینی کرد که تولیدکنندگان هندی باید به دنبال همکاری با شرکت‌های فناوری بین‌المللی و مؤسسات تحقیقاتی باشند که در زمینه فناوری خورشیدی BC تخصص دارند. این نوع همکاری می‌تواند به تسریع روند انتقال فناوری و کاهش منحنی یادگیری در روش‌های جدید کمک کند. او همچنین افزود: «تولیدکنندگان باید در به‌روزرسانی مهارت‌های نیروی کار خود سرمایه‌گذاری کنند تا بتوانند فرآیندهای پیشرفته‌تر IBC را به خوبی مدیریت کنند.» ماروادی در پایان خاطرنشان کرد: «طرح PLI [مشوق‌های مرتبط با تولید] دولت هند و دیگر مشوق‌های صنعت خورشیدی ممکن است حمایت‌های مالی لازم را برای تولیدکنندگانی که به فناوری‌های نسل بعدی مانند IBC انتقال می‌یابند، فراهم کند.»

هاردیپ سینگ، مدیرعامل شرکت Grew Energy، بیان کرد که سرعت بالای پیشرفت‌های فناوری در صنعت خورشیدی، چالش بزرگی برای تولیدکنندگان هندی به شمار می‌آید. نرخ بازگشت سرمایه در فناوری‌های تولید اغلب از این پیشرفت‌ها عقب می‌افتد. سینگ پیش‌بینی کرد که این روند ادامه خواهد داشت و از تولیدکنندگان می‌خواهد که یا خود را با شرایط جدید تطبیق دهند یا راه‌حل‌های نوآورانه‌ای پیدا کنند. او همچنین اشاره کرد که تولیدکنندگان از قبل به دنبال حمایت‌های دولتی برای مواجهه با این مشکل هستند.

سوهس دانتی، رئیس و مدیرعامل گروه Emmvee، گفت: «با توجه به انتقال مورد انتظار به پنل‌های BC از اوایل سال 2025، ما به دقت پیشرفت‌های فناوری BC را زیر نظر داریم. ما آماده‌ایم تا این راه‌حل‌های پیشرفته را به بازار هند معرفی کنیم، زمانی که به مرحله مناسبی برای استقرار تجاری در مقیاس بزرگ برسند.»