Im Vergleich zu ausgereiften Produktionslinien für kristallines Silizium in der Photovoltaik ist der Aufbau einer Perowskit-Produktionslinie deutlich komplexer und anspruchsvoller. Während die Herstellung von kristallinen Siliziummodulen hauptsächlich auf physikalischen Prozessen beruht, erfordert die Perowskit-Produktion komplizierte chemische Formulierungen und hochgradig kundenspezifische Anlagen, was die Industrialisierung erheblich erschwert.
1. Grundlegende Unterschiede in den Produktionsprozessen
Produktion von kristallinem Silizium:
Die Herstellung kristalliner Siliziummodule basiert überwiegend auf physikalischen Verfahren. Der Prozess beginnt mit hochreinem Polysilizium, das in Kristallziehöfen in Siliziumstäbe umgewandelt wird. Darauf folgen eine Reihe von Schritten, darunter Schneiden, Texturieren, Filmabscheidung, Laserätzen und Ionenimplantation. Technologien wie TOPCon- und BC-Batterien (Back-Contact-Batterien) haben spezifische Aspekte wie Filmabscheidung und Laserätzprozesse weiter verfeinert. Dieser Ansatz profitiert von jahrzehntelanger Optimierung und Standardisierung.
Perowskit-Produktion:
Im Gegensatz dazu hängt die Perowskit-Produktion vonchemische FormulierungenObwohl Perowskit eine feste Molekülstruktur (ABX₃) aufweist, ist die Vielfalt der Materialien, aus denen diese Struktur bestehen kann, enorm. Hunderte von Derivaten wurden bereits entwickelt. Jedes neue Material erfordert oft maßgeschneiderte Ausrüstung und Prozesse, was die Komplexität der Produktionslinieneinrichtung drastisch erhöht.
. Zum Beispiel,RenShuo GuangnengDerzeit wird zur Herstellung von Perowskit-Filmschichten ein Nassverfahren verwendet, während andere Funktionsschichten durch physikalische Gasphasenabscheidung oder Verdampfungsverfahren erzeugt werden. Die Branchenpraktiken variieren stark: Einige verwenden Trocken-Nass-Hybridverfahren, andere wenden sogar Nassverfahren für alle Funktionsschichten an. Diese mangelnde Einheitlichkeit unterstreicht, dassPerowskit-Prozesse sind noch nicht standardisiert.
2. Kernherausforderungen: Materialien und Ausrüstung
Anpassung und Integration der Ausrüstung:
Materialien und Ausrüstung sind zwei zentrale Hürden im Perowskit-Produktionslinienmodell. Hersteller, die umfassende technische Dienstleistungen anbieten, versuchen, die Branchenkosten durch erhöhte Ausrüstungslieferungen zu senken. Ohne einheitliche Ausrüstung und Prozesse haben führende Gerätehersteller jedoch relativ langsam umfassende Perowskit-Ausrüstungslösungen auf den Markt gebracht.
Zum Beispiel,Meyer BurgerIm Mai kündigte das Unternehmen Pläne an, rund 2 Milliarden Yen für die Entwicklung eines Industrialisierungsprojekts für Perowskit-Tandem-Solarzellen aufzubringen. Nach Abschluss des Projekts sollen jährlich 20 Anlagen produziert werden, was einen geschätzten Jahresumsatz von 4 Milliarden Yen und einen Nettogewinn von rund 600 Millionen Yen erwirtschaftet.
Derzeit verwenden Hersteller von Perowskit-Modulen vor allemhalbkundenspezifische Ausrüstung. Traditionelle Anbieter von kristalliner Siliziumausrüstung können noch nicht alle Anforderungen der Perowskit-Produktionslinien erfüllen. Selbst Anbieter kompletter Ausrüstungssätze haben Schwierigkeiten, eine effektive Konnektivität zwischen verschiedenen Geräten zu erreichen. In diesem kundenspezifischen Kontext decken Einzelaufträge oft nicht die Forschungs- und Entwicklungskosten der Anlagenhersteller, was zu Szenarien führt, in denen"Die Bruttomargen sind nicht niedrig, aber die Rentabilität ist begrenzt..
Materielle Herausforderungen:
Die Materialkosten bleiben ein wichtiges Thema.Wang Xuege, Vizepräsident vonJi Dian Guangneng, wies bei der Erörterung ihres kundenspezifischen Komplettangebots darauf hin, dass der Anteil der Materialkosten an den Kosten pro Watt der Komponenten trotz fortschreitender Industrialisierung nach wie vor hoch ist. Die Kommunikation mit vor- und nachgelagerten Lieferanten zeigt, dass der Entwicklungszyklus für Perowskit-Kapazitäten für Materiallieferanten langwierig ist. Ohne die Unterstützung großer, konzentrierter Aufträge können Materialkostensenkungen nicht über Nacht erfolgen und erfordern Investitionen von mehr Marktteilnehmern. Das kundenspezifische Komplettangebot könnte erheblich zur Skalierung der Industriekapazität beitragen.
3. Mangelnde Standardisierung und Prozesseinheitlichkeit
Das Fehlen standardisierter Prozesse ist ein kritisches Hindernis. Unternehmen wieRenShuo Guangnengverwenden Nassverfahren zur Herstellung von Perowskitschichten, während andere physikalische Gasphasenabscheidung oder Verdampfung für andere Funktionsschichten einsetzen. Einige Firmen setzen Trocken-Nass-Hybridverfahren ein, und einige wenige verwenden sogar Nassverfahren für alle Funktionsschichten. Diese Vielfalt unterstreicht dieMangel an branchenweiter Prozessstandardisierung, wodurch es schwierig wird, die Effizienz von Laboren im großen Maßstab zu reproduzieren und Geräte verschiedener Lieferanten nahtlos zu integrieren.
4. Wirtschaftliche und Industrialisierungsbarrieren
Der hohe Grad an Individualisierung, der für Perowskit-Produktionslinien erforderlich ist, bedeutet, dassEinzelne Kundenaufträge können die F&E-Kosten oft nicht deckender Gerätehersteller. Dies führt zu einem Paradoxon: Die Bruttomargen mögen zwar gesund erscheinen, die Gesamtrentabilität ist jedoch begrenzt. Darüber hinaus tragen die Materialkosten erheblich zu den Gesamtkosten pro Watt bei, und ihre Senkung erfordert nachhaltige Anstrengungen und eine breitere Marktbeteiligung.
Fazit: Der Weg nach vorn
Der Bau von Perowskit-Produktionslinien ist mit Herausforderungen verbunden, die aufMaterialvielfalt, Geräteanpassung und fehlende Prozessstandardisierung. Während Unternehmen wieMeyer Burgerinvestieren massiv in die Weiterentwicklung von Ausrüstungslösungen und Branchenakteure erkunden maßgeschneiderte Liefermodelle zur Kapazitätssteigerung. Um Skaleneffekte und Kostensenkungen zu erzielen, sind eine kontinuierliche Zusammenarbeit entlang der Lieferkette, eine stärkere Standardisierung und weitere technologische Innovationen erforderlich.
Die Industrialisierung von Perowskit befindet sich noch in einem frühen Stadium, doch mit konzertierten Anstrengungen zur Bewältigung dieser zentralen Herausforderungen birgt die Perowskit-Technologie das Potenzial, die Solarindustrie zu revolutionieren, indem sie künftig höhere Wirkungsgrade und niedrigere Kosten bietet.
