ความท้าทายในการสร้างสายการผลิตเพอร์รอฟสไกต์: มุมมองด้านเทคโนโลยี

เมื่อเปรียบเทียบกับสายการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนผลึกที่พัฒนาแล้ว การสร้างสายการผลิตเพอร์รอฟสไกต์นั้นซับซ้อนและท้าทายกว่ามาก ในขณะที่การผลิตโมดูลซิลิคอนผลึกอาศัยกระบวนการทางกายภาพเป็นหลัก การผลิตเพอร์รอฟสไกต์เกี่ยวข้องกับสูตรทางเคมีที่ซับซ้อนและอุปกรณ์ที่ได้รับการปรับแต่งเป็นพิเศษ ซึ่งก่อให้เกิดอุปสรรคเฉพาะสำหรับการนำไปใช้ในระดับอุตสาหกรรม

1. ความแตกต่างพื้นฐานในกระบวนการผลิต

การผลิตซิลิคอนผลึก:

การผลิตโมดูลซิลิคอนผลึกส่วนใหญ่ใช้กรรมวิธีทางกายภาพ กระบวนการเริ่มต้นด้วยโพลีซิลิคอนที่มีความบริสุทธิ์สูง ซึ่งจะถูกเปลี่ยนเป็นแท่งซิลิคอนผ่านเตาหลอมดึงผลึก จากนั้นจึงตามด้วยขั้นตอนต่างๆ เช่น การตัด การสร้างพื้นผิว การเคลือบฟิล์ม การแกะสลักด้วยเลเซอร์ และการฝังไอออน เทคโนโลยีต่างๆ เช่น แบตเตอรี่ TOPCon และ BC (back-contact) ได้ปรับปรุงด้านเฉพาะต่างๆ เช่น กระบวนการเคลือบฟิล์มและการแกะสลักด้วยเลเซอร์ให้ดียิ่งขึ้น วิธีการนี้ได้รับประโยชน์จากการปรับปรุงและกำหนดมาตรฐานมานานหลายทศวรรษ

การผลิตเพอร์รอฟสไกต์:

ในทางตรงกันข้าม การผลิตเพอร์รอฟสไกต์ขึ้นอยู่กับ...สูตรเคมี (สูตรต่างๆ)แม้ว่าเพอร์รอฟสไกต์จะมีโครงสร้างโมเลกุลคงที่ (ABX₃) แต่ก็มีวัสดุหลากหลายชนิดที่สามารถประกอบเป็นโครงสร้างนี้ได้ โดยมีการพัฒนาอนุพันธ์ต่างๆ ขึ้นมาแล้วหลายร้อยชนิด วัสดุใหม่แต่ละชนิดมักต้องการอุปกรณ์และกระบวนการที่ปรับแต่งเฉพาะ ทำให้ความซับซ้อนของการจัดตั้งสายการผลิตเพิ่มขึ้นอย่างมาก

ตัวอย่างเช่นเหรินซั่ว กวงเหน่งปัจจุบันมีการใช้กรรมวิธีแบบเปียกในการเตรียมชั้นฟิล์มเพอร์รอฟสไกต์ ในขณะที่ชั้นฟังก์ชันอื่นๆ สร้างขึ้นโดยกระบวนการการตกตะกอนไอทางกายภาพหรือกระบวนการระเหย แนวทางปฏิบัติในอุตสาหกรรมมีความแตกต่างกันอย่างมาก บางแห่งใช้กรรมวิธีแบบผสมผสานระหว่างแห้งและเปียก และบางแห่งก็ใช้กรรมวิธีแบบเปียกสำหรับชั้นฟังก์ชันทั้งหมด ความไม่สม่ำเสมอเช่นนี้เน้นย้ำว่ากระบวนการผลิตเพอร์รอฟสไกต์ยังไม่มีมาตรฐานกำหนด.

2. ความท้าทายหลัก: วัสดุและอุปกรณ์

การปรับแต่งและการบูรณาการอุปกรณ์:

วัสดุและอุปกรณ์เป็นอุปสรรคสำคัญสองประการในแบบจำลองสายการผลิตเพอร์รอฟสไกต์ ผู้ผลิตที่ให้บริการด้านเทคนิคแบบครบวงจรมีเป้าหมายที่จะลดต้นทุนอุตสาหกรรมโดยการเพิ่มการจัดส่งอุปกรณ์ อย่างไรก็ตาม หากไม่มีอุปกรณ์และกระบวนการที่เป็นมาตรฐานเดียวกัน ผู้ผลิตอุปกรณ์ชั้นนำจึงค่อนข้างช้าในการเปิดตัวโซลูชันอุปกรณ์เพอร์รอฟสไกต์แบบครบวงจร

ตัวอย่างเช่น,เบอร์เกอร์เมเยอร์เมื่อเดือนพฤษภาคมที่ผ่านมา ได้ประกาศแผนการระดมทุนประมาณ 2 พันล้านเยน เพื่อพัฒนาโครงการอุตสาหกรรมการผลิตอุปกรณ์เซลล์แสงอาทิตย์แบบแทนเดมชนิดเพอร์รอฟสไกต์ เมื่อโครงการเสร็จสมบูรณ์ คาดว่าจะสามารถผลิตอุปกรณ์ได้ 20 ชุดต่อปี สร้างรายได้ประมาณ 4 พันล้านเยนต่อปี และกำไรสุทธิประมาณ 600 ล้านเยน

ปัจจุบัน ผู้ผลิตโมดูลเพอร์รอฟสไกต์ส่วนใหญ่ใช้อุปกรณ์กึ่งสั่งทำพิเศษผู้ผลิตอุปกรณ์ซิลิคอนผลึกแบบดั้งเดิมยังไม่สามารถตอบสนองความต้องการทั้งหมดของสายการผลิตเพอร์รอฟสไกต์ได้ แม้แต่ผู้ที่เสนออุปกรณ์ครบชุดก็ยังประสบปัญหาในการเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่างๆ เข้าด้วยกันอย่างมีประสิทธิภาพ ในบริบทของการปรับแต่งเฉพาะนี้ คำสั่งซื้อจากลูกค้ารายเดียวมักไม่ครอบคลุมต้นทุนการวิจัยและพัฒนาของผู้ผลิตอุปกรณ์ ทำให้เกิดสถานการณ์ที่...อัตรากำไรขั้นต้นไม่ต่ำ แต่ผลกำไรมีจำกัด.

ความท้าทายด้านวัสดุ:

ต้นทุนวัสดุยังคงเป็นประเด็นสำคัญ เนื่องจากหวังเสวี่ยเกอรองประธานของจี้เตียน กวงเหน่งดังที่ได้กล่าวไว้ในการพูดคุยเกี่ยวกับการดำเนินธุรกิจจัดส่งแบบครบวงจรที่ปรับแต่งได้ตามความต้องการของลูกค้า สัดส่วนของต้นทุนวัสดุในต้นทุนต่อวัตต์ของชิ้นส่วนยังคงสูงอยู่ แม้ว่าจะมีการพัฒนาด้านอุตสาหกรรมไปแล้วก็ตาม การสื่อสารกับซัพพลายเออร์ต้นน้ำและปลายน้ำเผยให้เห็นว่าวงจรการพัฒนาสำหรับกำลังการผลิตเพอร์รอฟสไกต์นั้นยาวนานสำหรับซัพพลายเออร์วัสดุ หากปราศจากการสนับสนุนจากคำสั่งซื้อขนาดใหญ่และกระจุกตัว การลดต้นทุนวัสดุจะไม่สามารถเกิดขึ้นได้ในชั่วข้ามคืน และจำเป็นต้องมีผู้เข้าร่วมตลาดมากขึ้นในการลงทุน รูปแบบการจัดส่งแบบครบวงจรที่ปรับแต่งได้ตามความต้องการของลูกค้าสามารถช่วยเพิ่มกำลังการผลิตของอุตสาหกรรมได้อย่างมีนัยสำคัญ

3. ขาดมาตรฐานและความสม่ำเสมอของกระบวนการ

การขาดกระบวนการที่เป็นมาตรฐานถือเป็นอุปสรรคสำคัญ บริษัทต่างๆ เช่นเหรินซั่ว กวงเหน่งบางบริษัทใช้วิธีเปียกในการเตรียมชั้นเพอร์รอฟสไกต์ ในขณะที่บางบริษัทใช้การตกตะกอนไอทางกายภาพหรือการระเหยสำหรับชั้นฟังก์ชันอื่นๆ บางบริษัทใช้วิธีผสมผสานระหว่างแห้งและเปียก และบางบริษัทก็ใช้วิธีเปียกสำหรับชั้นฟังก์ชันทั้งหมด ความหลากหลายนี้เน้นให้เห็นถึง...ขาดการกำหนดมาตรฐานกระบวนการในระดับอุตสาหกรรมทำให้การจำลองประสิทธิภาพของห้องปฏิบัติการในระดับใหญ่และการบูรณาการอุปกรณ์จากผู้จำหน่ายที่แตกต่างกันได้อย่างราบรื่นเป็นเรื่องยาก

4. อุปสรรคทางเศรษฐกิจและการพัฒนาอุตสาหกรรม

ความต้องการในการปรับแต่งระดับสูงสำหรับสายการผลิตเพอร์รอฟสไกต์หมายความว่าคำสั่งซื้อจากลูกค้ารายเดียวมักไม่เพียงพอที่จะครอบคลุมค่าใช้จ่ายด้านการวิจัยและพัฒนาของผู้ผลิตอุปกรณ์ ส่งผลให้เกิดความขัดแย้งที่ว่าอัตรากำไรขั้นต้นอาจดูดี แต่ผลกำไรโดยรวมกลับถูกจำกัด นอกจากนี้ ต้นทุนวัสดุยังมีส่วนสำคัญต่อต้นทุนต่อวัตต์โดยรวม และการลดต้นทุนเหล่านี้ต้องอาศัยความพยายามอย่างต่อเนื่องและการมีส่วนร่วมของตลาดที่กว้างขึ้น

บทสรุป: เส้นทางข้างหน้า

การสร้างสายการผลิตเพอร์รอฟสไกต์นั้นเต็มไปด้วยความท้าทาย ซึ่งมีรากฐานมาจาก...ความหลากหลายของวัสดุ การปรับแต่งอุปกรณ์ และการขาดมาตรฐานกระบวนการในขณะที่บริษัทต่างๆ เช่นเบอร์เกอร์เมเยอร์บริษัทต่างๆ กำลังลงทุนอย่างหนักเพื่อพัฒนาโซลูชันด้านอุปกรณ์ และผู้เล่นในอุตสาหกรรมกำลังสำรวจรูปแบบการจัดส่งที่ปรับแต่งได้เพื่อเพิ่มกำลังการผลิต การบรรลุผลประโยชน์จากขนาดเศรษฐกิจและการลดต้นทุนจะต้องอาศัยความร่วมมืออย่างต่อเนื่องตลอดห่วงโซ่อุปทาน การเพิ่มมาตรฐาน และนวัตกรรมทางเทคโนโลยีเพิ่มเติม

เส้นทางสู่การพัฒนาอุตสาหกรรมเพอร์รอฟสไกต์ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น แต่ด้วยความพยายามอย่างมุ่งมั่นในการแก้ไขปัญหาหลักเหล่านี้ เทคโนโลยีเพอร์รอฟสไกต์มีศักยภาพที่จะปฏิวัติอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ โดยนำเสนอประสิทธิภาพที่สูงขึ้นและต้นทุนที่ต่ำลงในอนาคต