ความท้าทายในการสร้างสายการผลิตเพอรอฟสไกต์: มุมมองทางเทคโนโลยี

เมื่อเทียบกับสายการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนผลึกที่สมบูรณ์แล้ว การสร้างสายการผลิตเพอรอฟสไกต์มีความซับซ้อนและท้าทายกว่ามาก แม้ว่าการผลิตโมดูลซิลิคอนผลึกจะอาศัยกระบวนการทางกายภาพเป็นหลัก แต่การผลิตเพอรอฟสไกต์นั้นต้องใช้สูตรทางเคมีที่ซับซ้อนและอุปกรณ์ที่ปรับแต่งตามความต้องการเฉพาะสูง ซึ่งก่อให้เกิดอุปสรรคเฉพาะตัวสำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรม

1. ความแตกต่างพื้นฐานในกระบวนการผลิต

การผลิตซิลิกอนผลึก:

การผลิตโมดูลซิลิคอนผลึกนั้นใช้วิธีการทางกายภาพเป็นหลัก กระบวนการเริ่มต้นด้วยโพลีซิลิคอนความบริสุทธิ์สูง ซึ่งจะถูกเปลี่ยนเป็นแท่งซิลิคอนผ่านเตาดึงผลึก ตามด้วยขั้นตอนต่างๆ ได้แก่ การตัด การทำพื้นผิว การสะสมฟิล์ม การกัดด้วยเลเซอร์ และการฝังไอออน เทคโนโลยีต่างๆ เช่น แบตเตอรี่ ท็อปคอน และ ก่อนคริสตกาล (กลับ-ติดต่อ) ได้พัฒนากระบวนการเฉพาะทางต่างๆ ให้ดียิ่งขึ้น เช่น การสะสมฟิล์มและการกัดด้วยเลเซอร์ แนวทางนี้ได้รับประโยชน์จากการปรับปรุงประสิทธิภาพและมาตรฐานที่สั่งสมมานานหลายทศวรรษ

การผลิตเพอรอฟสไกต์:

ในทางตรงกันข้าม การผลิตเพอรอฟสไกต์ขึ้นอยู่กับสูตรเคมีแม้ว่าเพอรอฟสไกต์จะมีโครงสร้างโมเลกุลคงที่ (เอบีเอ็กซ์₃) แต่วัสดุที่สามารถสร้างโครงสร้างนี้ได้นั้นมีหลากหลายมาก โดยมีการพัฒนาอนุพันธ์หลายร้อยชนิดแล้ว วัสดุใหม่แต่ละชนิดมักต้องใช้อุปกรณ์และกระบวนการเฉพาะทาง ซึ่งเพิ่มความซับซ้อนในการตั้งค่าสายการผลิตอย่างมาก

. เช่น,เหรินซั่ว กวงเหน่งปัจจุบันใช้วิธีเปียกในการเตรียมชั้นฟิล์มเพอรอฟสไกต์ ในขณะที่ชั้นฟังก์ชันอื่นๆ ถูกสร้างขึ้นโดยกระบวนการสะสมไอทางกายภาพหรือการระเหย แนวปฏิบัติในอุตสาหกรรมมีความหลากหลายมาก บางกลุ่มใช้วิธีไฮบริดแบบแห้ง-เปียก และบางกลุ่มใช้วิธีเปียกสำหรับชั้นฟังก์ชันทั้งหมด การขาดความสม่ำเสมอนี้เน้นย้ำว่ากระบวนการเพอรอฟสไกต์ยังไม่ได้มาตรฐาน-

2. ความท้าทายหลัก: วัสดุและอุปกรณ์

การปรับแต่งและการบูรณาการอุปกรณ์:

วัสดุและอุปกรณ์เป็นอุปสรรคสำคัญสองประการในสายการผลิตเพอรอฟสไกต์ ผู้ผลิตที่ให้บริการทางเทคนิคแบบครบวงจรมีเป้าหมายที่จะลดต้นทุนของอุตสาหกรรมด้วยการเพิ่มการจัดส่งอุปกรณ์ อย่างไรก็ตาม หากปราศจากอุปกรณ์และกระบวนการแบบครบวงจร ผู้ผลิตอุปกรณ์ชั้นนำจึงค่อนข้างล่าช้าในการเปิดตัวโซลูชันอุปกรณ์เพอรอฟสไกต์ที่ครอบคลุม

ตัวอย่างเช่น,เมเยอร์เบอร์เกอร์ประกาศแผนการระดมทุนประมาณ 2 พันล้านเยนในเดือนพฤษภาคม เพื่อพัฒนาโครงการอุตสาหกรรมอุปกรณ์เซลล์แสงอาทิตย์แบบแทนเดมเพอรอฟสไกต์ เมื่อโครงการแล้วเสร็จ คาดว่าโครงการนี้จะผลิตอุปกรณ์ได้ 20 ชุดต่อปี สร้างรายได้ประมาณ 4 พันล้านเยนต่อปี และมีกำไรสุทธิประมาณ 600 ล้านเยน

ปัจจุบันผู้ผลิตโมดูลเพอรอฟสไกต์ใช้เป็นหลักอุปกรณ์กึ่งปรับแต่งซัพพลายเออร์อุปกรณ์ซิลิคอนผลึกแบบดั้งเดิมยังไม่สามารถตอบสนองความต้องการทั้งหมดของสายการผลิตเพอรอฟสไกต์ได้ แม้แต่ผู้ผลิตอุปกรณ์ที่เสนอชุดอุปกรณ์ครบชุดก็ยังประสบปัญหาในการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในบริบทที่ปรับแต่งตามความต้องการนี้ คำสั่งซื้อจากลูกค้ารายเดียวมักไม่ครอบคลุมต้นทุนการวิจัยและพัฒนาของผู้ผลิตอุปกรณ์ ซึ่งนำไปสู่สถานการณ์ที่"อัตรากำไรขั้นต้นไม่ต่ำแต่กำไรจำกัด"-

ความท้าทายด้านวัสดุ:

ต้นทุนวัสดุยังคงเป็นปัญหาสำคัญ เนื่องจากหวังเสวี่ยเกอ, รองประธานจี้เตียน กวงเหน่งจากการหารือเกี่ยวกับธุรกิจ "กำหนดเอง เต็ม-เส้น เดลิเวอรี่จ้าาา พบว่าสัดส่วนต้นทุนวัสดุต่อวัตต์ของส่วนประกอบยังคงสูงแม้จะมีความก้าวหน้าทางอุตสาหกรรม การสื่อสารกับซัพพลายเออร์ต้นน้ำและปลายน้ำเผยให้เห็นว่าวงจรการพัฒนากำลังการผลิตเพอรอฟสไกต์นั้นยาวนานสำหรับซัพพลายเออร์วัสดุ หากปราศจากการสนับสนุนจากคำสั่งซื้อจำนวนมากที่เข้มข้น การลดต้นทุนวัสดุจะไม่สามารถเกิดขึ้นได้ในชั่วข้ามคืนและจำเป็นต้องมีผู้เข้าร่วมตลาดมากขึ้นในการลงทุน รูปแบบการส่งมอบแบบ เต็ม-เส้น ที่กำหนดเองสามารถช่วยขยายขีดความสามารถของอุตสาหกรรมได้อย่างมาก

3. การขาดมาตรฐานและความสม่ำเสมอของกระบวนการ

การไม่มีกระบวนการมาตรฐานถือเป็นอุปสรรคสำคัญ บริษัทต่างๆ เช่นเหรินซั่ว กวงเหน่งใช้วิธีการแบบเปียกสำหรับการเตรียมชั้นเพอรอฟสไกต์ ในขณะที่บางบริษัทใช้วิธีการสะสมไอทางกายภาพหรือการระเหยสำหรับชั้นฟังก์ชันอื่นๆ บริษัทบางแห่งใช้วิธีไฮบริดแบบแห้ง-เปียก และบางแห่งใช้วิธีการแบบเปียกสำหรับชั้นฟังก์ชันทั้งหมด ความหลากหลายนี้เน้นย้ำถึงการขาดการกำหนดมาตรฐานกระบวนการในระดับอุตสาหกรรมทำให้ยากต่อการจำลองประสิทธิภาพของห้องปฏิบัติการในระดับขนาดใหญ่และบูรณาการอุปกรณ์จากซัพพลายเออร์ที่แตกต่างกันได้อย่างราบรื่น

4. อุปสรรคด้านเศรษฐกิจและอุตสาหกรรม

ความต้องการการปรับแต่งระดับสูงสำหรับสายการผลิตเพอรอฟสไกต์หมายความว่าคำสั่งซื้อของลูกค้ารายเดียวมักไม่สามารถครอบคลุมต้นทุนการวิจัยและพัฒนาได้ของผู้ผลิตอุปกรณ์ ส่งผลให้เกิดความขัดแย้งที่อัตรากำไรขั้นต้นอาจดูดี แต่ผลกำไรโดยรวมกลับถูกจำกัด นอกจากนี้ ต้นทุนวัสดุยังส่งผลต่อต้นทุนต่อวัตต์โดยรวมอย่างมีนัยสำคัญ และการลดต้นทุนเหล่านี้จำเป็นต้องอาศัยความพยายามอย่างต่อเนื่องและการมีส่วนร่วมในตลาดที่กว้างขวางยิ่งขึ้น

บทสรุป: เส้นทางข้างหน้า

การสร้างสายการผลิตเพอรอฟสไกต์เต็มไปด้วยความท้าทายที่หยั่งรากลึกความหลากหลายของวัสดุ การปรับแต่งอุปกรณ์ และการขาดมาตรฐานกระบวนการในขณะที่บริษัทต่างๆ เช่นเมเยอร์เบอร์เกอร์กำลังลงทุนอย่างหนักเพื่อพัฒนาโซลูชันอุปกรณ์ และผู้เล่นในอุตสาหกรรมกำลังสำรวจรูปแบบการจัดส่งที่กำหนดเองเพื่อเพิ่มขีดความสามารถ การบรรลุเป้าหมายการประหยัดจากขนาดและการลดต้นทุนจะต้องอาศัยความร่วมมืออย่างต่อเนื่องตลอดห่วงโซ่อุปทาน การเพิ่มมาตรฐาน และนวัตกรรมทางเทคโนโลยีเพิ่มเติม

การเดินทางสู่การผลิตอุตสาหกรรมเพอรอฟสไกต์ยังคงอยู่ในระยะเริ่มต้น แต่ด้วยความพยายามร่วมกันในการแก้ไขความท้าทายหลักเหล่านี้ เทคโนโลยีเพอรอฟสไกต์จึงมีศักยภาพที่จะปฏิวัติอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์โดยนำเสนอประสิทธิภาพที่สูงขึ้นและต้นทุนที่ต่ำลงในอนาคต