페로브스카이트 생산 라인 구축의 과제: 기술적 관점

이미 성숙한 결정질 실리콘 태양광 생산 라인과 비교했을 때, 페로브스카이트 생산 라인 구축은 훨씬 더 복잡하고 어려운 과제입니다. 결정질 실리콘 모듈 제조는 주로 물리적 공정에 의존하는 반면, 페로브스카이트 생산은 복잡한 화학 조성과 고도로 맞춤화된 장비를 필요로 하므로 산업화에 있어 고유한 난관을 제시합니다.

1. 생산 공정의 근본적인 차이점

결정질 실리콘 생산:

결정질 실리콘 모듈 제조는 주로 물리적 방법을 이용합니다. 이 공정은 고순도 폴리실리콘을 결정 인발로를 통해 실리콘 막대로 변환하는 것으로 시작됩니다. 그 후 절단, 표면 처리, 박막 증착, 레이저 에칭, 이온 주입 등의 일련의 단계를 거칩니다. TOPCon 및 BC(백컨택트) 배터리와 같은 기술은 박막 증착 및 레이저 에칭 공정과 같은 특정 측면을 더욱 정교하게 개선했습니다. 이러한 접근 방식은 수십 년에 걸친 최적화 및 표준화의 이점을 누리고 있습니다.

페로브스카이트 생산:

반면, 페로브스카이트 생산은 다음 사항에 달려 있습니다.화학 제형(제형들)페로브스카이트는 고정된 분자 구조(ABX₃)를 가지고 있지만, 이 구조를 구성할 수 있는 물질의 종류는 매우 다양하며 이미 수백 가지의 파생물이 개발되었습니다. 새로운 물질이 개발될 때마다 맞춤형 장비와 공정이 필요하기 때문에 생산 라인 구축의 복잡성이 크게 증가합니다.

. 예를 들어,RenShuo Guangneng현재 페로브스카이트 박막층은 습식 방법을 이용하여 제조하고 있으며, 다른 기능성 층들은 물리적 증착 또는 증발 공정을 통해 제작됩니다. 업계 관행은 매우 다양하며, 일부는 건식-습식 혼합 방법을 사용하고, 심지어 모든 기능성 층에 습식 방법을 적용하는 곳도 있습니다. 이러한 불균일성은 다음과 같은 점을 시사합니다.페로브스카이트 공정은 아직 표준화되지 않았습니다..

2. 핵심 과제: 자재 및 장비

장비 맞춤화 및 통합:

소재와 장비는 페로브스카이트 생산 라인 모델의 두 가지 핵심적인 난관입니다. 종합적인 기술 서비스를 제공하는 제조업체들은 장비 출하량을 늘려 업계 비용을 절감하고자 합니다. 그러나 통일된 장비와 공정이 부재한 상황에서, 주요 소자 제조업체들은 포괄적인 페로브스카이트 장비 솔루션을 출시하는 데 상대적으로 더디게 움직이고 있습니다.

예를 들어,마이어 버거지난 5월, 페로브스카이트 탠덤 태양전지 장비 산업화 프로젝트 개발을 위해 약 20억 엔을 조달할 계획을 발표했습니다. 프로젝트가 완료되면 연간 20세트의 장비를 생산하여 연간 약 40억 엔의 매출과 약 6억 엔의 순이익을 창출할 것으로 예상됩니다.

현재 페로브스카이트 모듈 제조업체들은 주로 다음을 사용합니다.반맞춤형 장비기존의 결정질 실리콘 장비 공급업체들은 아직 페로브스카이트 생산 라인의 모든 요구 사항을 충족하지 못하고 있습니다. 심지어 완벽한 장비 세트를 제공하는 업체조차도 서로 다른 장치 간의 효과적인 연결을 구현하는 데 어려움을 겪고 있습니다. 이러한 맞춤형 환경에서 단일 고객의 주문은 장비 제조업체의 연구 개발 비용을 충당하지 못하는 경우가 많아 다음과 같은 상황으로 이어집니다.총마진은 낮지 않지만 수익성은 제한적입니다..

재료 관련 과제:

재료비는 여전히 중요한 문제로 남아 있습니다.왕설게부사장지디엔광능맞춤형 풀라인 공급 사업에 대해 논의하면서 언급했듯이, 산업화가 진전되었음에도 불구하고 부품 와트당 비용에서 재료비가 차지하는 비중은 여전히 ​​높습니다. 상류 및 하류 공급업체와의 소통을 통해 페로브스카이트 생산 능력 개발 주기가 재료 공급업체에게 있어 길다는 것을 알게 되었습니다. 대규모의 집중적인 주문 지원 없이는 재료비 절감은 단기간에 이루어질 수 없으며, 더 많은 시장 참여자의 투자가 필요합니다. 맞춤형 풀라인 공급 모델은 산업 생산 능력 확장에 크게 기여할 수 있습니다.

3. 표준화 및 공정 균일성 부족

표준화된 프로세스의 부재는 심각한 장애물입니다. 예를 들어,RenShuo Guangneng일부 업체는 페로브스카이트 층 준비에 습식 방법을 사용하는 반면, 다른 기능성 층에는 물리적 증착 또는 증발법을 사용합니다. 어떤 업체는 건식-습식 혼합 방법을 채택하고, 소수의 업체는 모든 기능성 층에 습식 방법을 사용합니다. 이러한 다양성은 다음과 같은 점을 강조합니다.업계 전반의 프로세스 표준화 부족이로 인해 실험실 수준의 효율성을 대규모로 재현하기 어렵고, 서로 다른 공급업체의 장비를 원활하게 통합하기도 어렵습니다.

4. 경제 및 산업화 장벽

페로브스카이트 생산 라인에 요구되는 높은 수준의 맞춤화는 다음과 같은 의미를 갖습니다.개별 고객 주문으로는 연구 개발 비용을 충당하기 어려운 경우가 많습니다.장비 제조업체들이 이러한 제약을 받고 있습니다. 그 결과, 매출총이익률은 양호해 보이지만 전반적인 수익성은 제한되는 역설적인 상황이 발생합니다. 또한, 재료비는 와트당 총비용에 상당한 영향을 미치며, 이러한 비용을 줄이기 위해서는 지속적인 노력과 더 폭넓은 시장 참여가 필요합니다.

결론: 나아갈 길

페로브스카이트 생산 라인 구축은 여러 가지 어려움에 직면해 있습니다.재료의 다양성, 장비 맞춤화, 그리고 공정 표준화의 부족. 회사들은 다음과 같은 일을 합니다.마이어 버거업계 관계자들은 장비 솔루션 발전을 위해 막대한 투자를 하고 있으며, 생산 능력 증대를 위해 맞춤형 공급 모델을 모색하고 있습니다. 규모의 경제 달성과 비용 절감을 위해서는 공급망 전반에 걸친 지속적인 협력, 표준화 강화, 그리고 기술 혁신이 필수적입니다.

페로브스카이트의 산업화는 아직 초기 단계에 있지만, 이러한 핵심 과제들을 해결하기 위한 공동의 노력이 있다면, 페로브스카이트 기술은 미래에 더 높은 효율과 더 낮은 비용을 제공함으로써 태양광 산업에 혁명을 일으킬 잠재력을 지니고 있습니다.