Olgun kristal silisyum fotovoltaik üretim hatlarına kıyasla, bir perovskit üretim hattı kurmak çok daha karmaşık ve zorludur. Kristal silisyum modül üretimi esas olarak fiziksel süreçlere dayanırken, perovskit üretimi karmaşık kimyasal formülasyonlar ve son derece özelleştirilmiş ekipmanlar gerektirdiğinden, endüstriyelleşmenin önünde benzersiz engeller oluşturur.
1. Üretim Süreçlerindeki Temel Farklılıklar
Kristalin Silisyum Üretimi:
Kristal silisyum modüllerin üretimi fiziksel yöntemlere dayanmaktadır. Süreç, kristal çekme fırınları aracılığıyla silisyum çubuklara dönüştürülen yüksek saflıktaki polisilikon ile başlar. Bunu kesme, dokulandırma, film biriktirme, lazerle aşındırma ve iyon aşılama gibi bir dizi adım takip eder. TOPCon ve BC (geri temaslı) piller gibi teknolojiler, film biriktirme ve lazerle aşındırma süreçleri gibi belirli yönleri daha da geliştirmiştir. Bu yaklaşım, onlarca yıllık optimizasyon ve standardizasyondan faydalanmaktadır.
Perovskit Üretimi:
Buna karşılık, perovskit üretimi şuna bağlıdır:kimyasal formülasyonlarPerovskit sabit bir moleküler yapıya (ABX₃) sahip olsa da, bu yapıyı oluşturabilecek malzeme çeşitliliği çok geniştir ve halihazırda geliştirilmiş yüzlerce türevi vardır. Her yeni malzeme genellikle özel ekipman ve süreçler gerektirir ve bu da üretim hattı kurulumunun karmaşıklığını önemli ölçüde artırır.
. Örneğin,RenShuo GuangnengPerovskit film katmanlarını hazırlamak için şu anda ıslak yöntem kullanılırken, diğer işlevsel katmanlar fiziksel buhar biriktirme veya buharlaştırma işlemleriyle oluşturulmaktadır. Sektör uygulamaları büyük ölçüde farklılık göstermektedir: Bazıları kuru-ıslak hibrit yöntemleri kullanırken, bazıları ise tüm işlevsel katmanlar için ıslak yöntemler uygulamaktadır. Bu tekdüzelik eksikliği,perovskit süreçleri henüz standartlaştırılmadı.
2. Temel Zorluklar: Malzemeler ve Ekipman
Ekipman Özelleştirme ve Entegrasyonu:
Malzemeler ve ekipmanlar, perovskit üretim hattı modelindeki iki temel engeldir. Tam kapsamlı teknik hizmetler sunan üreticiler, ekipman sevkiyatlarını artırarak sektör maliyetlerini düşürmeyi hedefler. Ancak, birleşik ekipman ve süreçler olmadan, önde gelen cihaz üreticileri kapsamlı perovskit ekipman çözümlerini piyasaya sürmekte nispeten yavaş kalmıştır.
Örneğin,Meyer BurgerMayıs ayında, perovskit tandem güneş pili ekipmanı endüstriyelleştirme projesi geliştirmek için yaklaşık 2 milyar ¥ fon toplamayı planladığını duyurdu. Proje tamamlandığında, yılda 20 set ekipman üretilmesi, tahmini yıllık gelirinin 4 milyar ¥ ve net kârının yaklaşık 600 milyon ¥ olması bekleniyor.
Şu anda, perovskit modül üreticileri öncelikleyarı özelleştirilmiş ekipmanGeleneksel kristal silikon ekipman tedarikçileri henüz perovskit üretim hatlarının tüm ihtiyaçlarını karşılayamıyor. Tam ekipman setleri sunanlar bile, farklı cihazlar arasında etkili bağlantı sağlamakta zorlanıyor. Bu özelleştirilmiş bağlamda, tek bir müşteriden gelen siparişler genellikle ekipman üreticilerinin Ar-Ge maliyetlerini karşılayamıyor ve bu da şu senaryolara yol açıyor:"brüt kar marjları düşük değil ama karlılık sınırlı".
Maddi Zorluklar:
Malzeme maliyetleri önemli bir sorun olmaya devam ediyor.Wang Xuege, Başkan YardımcısıJi Dian Guangneng, özelleştirilmiş tam hat teslimatı işlerini tartışırken, sanayileşmedeki ilerlemelere rağmen, bileşenlerin watt başına maliyetindeki malzeme maliyetlerinin oranının yüksek kaldığını belirtti. Hem ana hem de alt tedarikçilerle yapılan görüşmeler, perovskit kapasitesi geliştirme döngüsünün malzeme tedarikçileri için uzun olduğunu ortaya koyuyor. Büyük ve yoğun siparişlerin desteği olmadan, malzeme maliyetlerinde bir gecede düşüş sağlanamaz ve daha fazla piyasa katılımcısının yatırım yapmasını gerektirir. Özelleştirilmiş tam hat teslimat modeli, endüstri kapasitesinin ölçeklendirilmesine önemli ölçüde yardımcı olabilir.
3. Standardizasyon ve Süreç Tekdüzeliğinin Eksikliği
Standartlaştırılmış süreçlerin yokluğu kritik bir engeldir. ŞirketlerRenShuo GuangnengPerovskit katman hazırlığı için ıslak yöntemler kullanılırken, diğerleri diğer işlevsel katmanlar için fiziksel buhar biriktirme veya buharlaştırma yöntemini kullanır. Bazı firmalar kuru-ıslak hibrit yöntemleri benimserken, bazıları ise tüm işlevsel katmanlar için ıslak yöntemler kullanır. Bu çeşitlilik,sektör çapında süreç standardizasyonunun eksikliğiBu durum, laboratuvar verimliliğinin ölçekte tekrarlanmasını ve farklı tedarikçilerden gelen ekipmanların sorunsuz bir şekilde entegre edilmesini zorlaştırmaktadır.
4. Ekonomik ve Sanayileşme Engelleri
Perovskit üretim hatları için gereken yüksek düzeyde özelleştirme,tek bir müşteri siparişi çoğu zaman Ar-Ge maliyetlerini karşılayamazEkipman üreticilerinin. Bu durum, brüt kâr marjlarının sağlıklı görünebileceği, ancak genel kârlılığın kısıtlı olduğu bir paradoksa yol açar. Ayrıca, malzeme maliyetleri watt başına toplam maliyete önemli ölçüde katkıda bulunur ve bu maliyetleri düşürmek için sürekli çaba ve daha geniş bir pazar katılımı gerekir.
Sonuç: İleriye Giden Yol
Perovskit üretim hatlarının inşası, kökeninde aşağıdaki zorlukların yattığı bir süreçtir:malzeme çeşitliliği, ekipman özelleştirmesi ve süreç standardizasyonunun eksikliğiŞirketler gibiMeyer Burgerekipman çözümlerini geliştirmek için büyük yatırımlar yapıyor ve sektör oyuncuları kapasiteyi artırmak için özelleştirilmiş teslimat modellerini araştırıyor. Ölçek ekonomisi ve maliyet azaltma elde etmek, tedarik zinciri boyunca sürekli iş birliği, artan standardizasyon ve daha fazla teknolojik yenilik gerektirecek.
Perovskit endüstriyelleşmesine giden yol henüz erken aşamalarında olsa da, bu temel zorlukların ele alınmasına yönelik ortak çabalarla perovskit teknolojisi, gelecekte daha yüksek verimlilik ve daha düşük maliyetler sunarak güneş enerjisi endüstrisinde devrim yaratma potansiyeline sahiptir.
