Rozwój przemysłu doprowadził do masowej produkcji wysokowydajnych ogniw mono-PERC typu p, ogniw bifacyjnych. Rozwijają się też nowe technologie produkcji modułów, które są dostępne w różnych konfiguracjach.

Z roku na rok coraz większe rozmiary

Stopniowy, ale rosnący udział ogniw typu n na rynku otworzył różne dostępne możliwości rozwoju ogniw typu n, na przykład nPERC, emiter selektywny i technologie heterozłącza (HJT).

Zmiana wielkości ogniw zmniejsza ogólne koszty produkcji. Przed 2010 r. tradycyjnie płytki monokrystaliczne miały rozmiary szerokości 125×125 mm (średnica wlewka krzemowego 164 mm) a czasami też 156×156 mm (średnica wlewka krzemowego 200 mm). Ta druga wielkość była dominującą wielkością w przemyśle produkującym półprzewodniki.
W późniejszym czasie wiodące firmy przyjęły formy o średnicy 300 mm. Zmiana ta jest spowodowana tym, że przy mniejszych ogniwach, koszty produkcji były znacznie wyższe, a całkowita pojemność była znacznie niższa niż w przypadku polikrystalicznych.

To wszystko było motorem dla wszystkich producentów płytek krzemowych. Po 2010 r. popularnym wyborem stały się płytki o wymiarach 156×156 mm (niższy koszt na wat) w przypadku ogniw mono- i polikrystalicznych typu p.

Płytki o rozmiarach 125×125 mm typu P zostały prawie całkowicie wyeliminowane z rynku do 2014 r. i są wykorzystywane jedynie w niszowych przypadkach.

Końcem 2013 r. chińscy producenci tacy jak LONGi, Zhonghuan, Jinglong, Solargiga i Comtec wspólnie ustalili standardy dla płytek mono typu p (M2). To wymiar 156,75×156,75 mm przy formie krzemowej o średnicy 205 mm lub 210 mm.

Większe płytki zapewnią większą moc modułu

Bez zwiększania wymiarów 60-ogniwowego modułu, płytki o określonych parametrach 156,75× 156,75 są w stanie zwiększyć moc modułu o więcej niż 5 Wp, co stanowi znaczący wzrost w stosunku do konkurencyjnego kosztu na wat. W międzyczasie na rynku pojawiły się płytki M4 o wymiarach 161,7 x 161,6 mm (forma krzemu o średnicy 211 mm). Ich powierzchnia była o 5,7% większa niż M2. Były one używane głównie do bifacialnych modułów typu n.

Zmiany w masowej produkcji zastępujące płytki 156 x 156 mm większymi formatami 156,75 x 156,75 mm rozpoczęły się w 2016 r. Stary format (156 mm x 156 mm), ma całkowicie zniknąć z rynku do końca 2019 r. Jednak przejście do nowego, standardowego rozmiaru będzie trudne, podobnie jak porównywanie efektywności konwersji modułów.

Jak wygląda dostępność na rynku

Branża zmienia się szybciej niż oczekiwano, a kluczowi producenci modułów PV, tacy jak LONGi i JinkoSolar, zwiększają wydajność płytek półprzewodnikowych, m. in.  produkując płytki większych rozmiarów.

Oczekuje się również, podobnej ewolucji  w kwestii płytek wielowarstwowych. Dominujący format to 156,75×156,7 mm, ale w masowej produkcji zaczynają pojawiać się jeszcze większe rozmiary takie jak 157×157 mm, a nawet 158,75×158,75 mm, które mogą być standardem za kilka lat.

Co dalej?

W ciągu najbliższych 10 lat do produkcji mają wejść większe formaty takie jak 166 x166 mm, które mogą stanowić 15% udziału w rynku. Według badań rynkowych niewykluczone są jeszcze większe. Taki rozwój sytuacji jest bardzo prawdopodobny ze względu na nasiloną konkurencję rynkową obserwowaną w drugiej połowie 2018 roku, kiedy Chiny obniżyły mechanizmy wsparcia dla rynków na skalę przemysłową i generację rozproszoną w ramach „nowej umowy 531”.

Rosnące wymagania klientów i sposób na ich sprostaniu

W drugiej połowie 2018 roku, wielu klientów było zainteresowanych modułami o mocy wyjściowej w zakresie 400 Wp. Taka moc jest trudna do osiągnięcia w krótkim czasie. Zmiana rozmiaru płytki i zastosowanie ogniw typu half-cut było postrzegane jako najkorzystniejsza opcja do uzyskania 400 Wp.

Kilku producentów takich jak koreańskie firmy LG i Q CELLS miało swoje własne pomysły na to, jaki powinien być większy rozmiar płytek, na przykład 157,4 mm, 158,75 mm i 161,7 mm. Tak więc w drugiej połowie ubiegłego roku na rynku panowała niepewność, która doprowadziła do nieporozumień z wieloma klientami. Rynek potrzebuje czasu, aby zostać odpowiednio poinformowanym o następnej zmianie rozmiarów płytek, gdyż wpłynie to zwłaszcza na wymiary modułów i porównywanie masy z modułami bifacjalnymi. Dotyczy to również produkcji ogniw, przy jednoczesnym zmniejszeniu kosztu na wat. Przy obecnych zdolnościach produkcyjnych ogniw i modułów, zastosowanie większych płytek może być problematyczne, ponieważ nakłady inwestycyjne musiałyby być wydane na pewne ulepszenia linii produkcyjnych.

Plany na jeszcze większe płytki

Producenci żywią nadzieję, że dalszy wzrost mocy wyjściowej modułu poprzez zwiększenie rozmiaru płytek krzemowych będzie najtańszą drogą do zapewnienia konkurencyjności produktu. Jedną z dróg, by to osiągnąć jest zastosowanie płytek M2 i dalsze zwiększanie jej szerokości do 157 mm, 157,25 mm lub 157,4 mm, bez zwiększania ogólnych wymiarów modułu. Modelowanie wykazało jednak, że wzrost mocy wyjściowej byłby ograniczony.

Zwiększyłyby się również inne czynniki, takie jak wymagania dotyczące dokładności produkcji.
Ponadto może to mieć wpływ na niezgodność certyfikacji.

Inna metoda zwiększenia mocy modułów polega na zwiększeniu szerokości płytki z 125 mm do 156 mm, zwiększając rozmiar modułu. Na przykład 158,75 mm pseudokwadratowej lub kwadratowej płytki z formy krzemu o średnicy 223 mm. Zwiększenie obszaru płytki o około 3%, jest w stanie zwiększyć moc 60-ogniwowego modułu o prawie 10 Wp. Producenci modułów typu n planują w przyszłości wybierać płytki M4 o średnicy 161,7 mm, podczas gdy niektórzy planują wprowadzić płytki o rozmiarze 166 mm.

Większe płytki redukują koszty

Być może nie dziwi fakt, że najwięksi producenci wybrali rozmiar płytki o rozmiarze 166 mm, ponieważ jest to najwyraźniej maksymalny rozmiar zgodny ze wszystkimi standardowymi narzędziami do produkcji.

Z jednej strony, amortyzacja i praca w przeliczeniu na wat mocy zostaną znacznie zmniejszone dzięki zwiększeniu zdolności produkcyjnych ogniw i modułów. Z drugiej strony, moduły z większymi płytkami mają wyższą moc i mogą przyczynić się do obniżenia całkowitego kosztu systemu. W przypadku większych płytek wzrasta również zapotrzebowanie na ogniwa typu half-cut or multi-cut. Ogniwa monokrystaliczne typu p cechują się dużym wzrostem negatywnych strat rezystancyjnych. Mniejszy opór między ogniwami wyraźnie zwiększa moc wyjściową modułu. Tak więc, w przyszłości, w przypadku monokrystalicznych ogniw typu p, większy rozmiar będzie korzystniejszy, o ile zostaną przyjęte ogniwa cut cells i inne technologie redukcji strat między ogniwami. Wśród producentów panuje coraz większa zgoda, że kolejnym standardem będzie płytka M6 o rozmiarze 166 mm. Zostaną podjęte prace w celu poinformowania rynku o tym kolejnym standardzie, a przejście na tego typu rozmiar powinien zająć od pół roku do roku.

Redakcja GLOBEnergia