Ngành quang điện toàn cầu đang trải qua quá trình chuyển đổi công nghệ sâu sắc khi-pin mặt trời loại N-đặc biệt là cấu trúc TOPCon và HJT-nhanh chóng thay thế pin PERC truyền thống làm tiêu chuẩn ngành. Sự thay đổi hướng tới các công nghệ tế bào hiệu quả cao hơn-đang lan truyền trong toàn bộ chuỗi cung ứng, tạo ra các yêu cầu về hiệu suất mới cho thiết bị và vật liệu sản xuất. Ở giai đoạn phát triển tinh thể, nơi sản xuất các thỏi silicon đơn tinh thể, các lò nung và nồi nấu bằng than chì đẳng tĩnh có độ tinh khiết- cao đã trở thành những yếu tố quan trọng tạo nên chất lượng tế bào loại N-, mang lại độ tinh khiết nâng cao, tính đồng nhất về nhiệt và độ ổn định của quy trình cần thiết để sản xuất tấm bán dẫn loại N-hiệu suất cao.
Theo PW Consulting, than chì đặc biệt toàn cầu dành cho thị trường quang điện được định giá 1,44 tỷ USD vào năm 2025 và dự kiến sẽ đạt 2,38 tỷ USD vào năm 2032 với tốc độ CAGR 7,42%. Trong thị trường này, than chì đẳng tĩnh chiếm ưu thế với 67,7% thị phần và tầm quan trọng của nó ngày càng tăng khi ngành chuyển đổi sang công nghệ loại N. Giá cao hơn cho các loại than chì đẳng tĩnh loại N-có độ tinh khiết cao là đáng kể: than chì đẳng tĩnh loại P-loại PERC-tiêu chuẩn được bán với giá khoảng 46.500 RMB mỗi tấn, trong khi các loại than chì có độ tinh khiết cực cao-được tối ưu hóa cho công nghệ HJT và xBC-có hàm lượng tro dưới 3ppm và độ xốp dưới Giá lệnh 12%{20}}là 69.200 RMB/tấn, thể hiện mức giá cao hơn 48,8% phản ánh các rào cản kỹ thuật quan trọng liên quan.
Yêu cầu về hiệu suất đối với các thành phần vùng nóng than chì đối với sự phát triển của tinh thể loại N- cao hơn đáng kể so với sản xuất loại P-truyền thống. Tấm silicon loại N-, đặc biệt là những tấm được sử dụng trong tế bào HJT, nhạy cảm hơn nhiều với ô nhiễm kim loại. Ngay cả một lượng nhỏ tạp chất kim loại chuyển tiếp từ các thành phần than chì cũng có thể khuếch tán vào silicon nóng chảy và làm giảm tuổi thọ của chất mang thiểu số, làm giảm trực tiếp hiệu quả cuối cùng của pin. Điều này có nghĩa là quá trình sản xuất loại N{6}}yêu cầu than chì có độ tinh khiết cao hơn đáng kể-thường có tổng hàm lượng tro dưới 5ppm và các kim loại quan trọng riêng lẻ được đo bằng phần tỷ. Than chì đẳng tĩnh được ưu tiên hơn than chì đúc cho các ứng dụng này vì quá trình ép 360 độ đồng đều của nó tạo ra vật liệu có mật độ ổn định, độ xốp tối thiểu và phân bố tạp chất đồng đều khắp nơi.
Bộ gia nhiệt bằng than chì, chiếm 39,4% thị trường than chì đẳng tĩnh quang điện theo thành phần, đặc biệt quan trọng đối với chất lượng quy trình loại N{1}}. Các bộ phận gia nhiệt hình trụ này bao quanh nồi nấu kim loại và tạo ra biên dạng nhiệt chính xác giúp kiểm soát sự phát triển của tinh thể. Đối với các thỏi loại N-, độ đồng đều nhiệt phải cực kỳ chặt chẽ-sự thay đổi nhiệt độ chỉ một vài độ có thể gây ra các khuyết tật về tinh thể, tăng sự kết hợp tạp chất và giảm hiệu suất bán dẫn. Bộ gia nhiệt bằng than chì đẳng tĩnh chất lượng cao- mang lại điện trở ổn định và tạo nhiệt đồng đều xung quanh toàn bộ chu vi của buồng tăng trưởng, đảm bảo cấu hình nhiệt đối xứng tạo ra các tinh thể-không khuyết tật với các đặc tính điện nhất quán từ tâm đến cạnh.
Nồi nấu kim loại và hệ thống đỡ nồi nấu kim loại đều quan trọng như nhau. Nồi nấu kim loại than chì bên ngoài hỗ trợ nồi nấu kim loại thạch anh bên trong chứa silicon nóng chảy, mang lại độ cứng cấu trúc ở 1.420 độ trong khi vẫn đảm bảo truyền nhiệt đồng đều đến nóng chảy. Để sản xuất loại N{4}}, nồi nấu kim loại phải có độ xốp đặc biệt thấp và mật độ cao để ngăn tạp chất thoát ra khỏi cấu trúc than chì và làm nhiễm bẩn silicon nóng chảy. Nhiều chu trình ngâm tẩm và xử lý tinh chế tiên tiến là tiêu chuẩn cho nồi nấu kim loại than chì loại N{6}}, đóng độ xốp bên trong và loại bỏ tạp chất dạng vết để duy trì độ tinh khiết tan chảy trong toàn bộ chu kỳ phát triển tinh thể.
Nhà máy khuôn than chì và mài mòn Huixian JinThành, có trụ sở tại Thành phố Huixian, tỉnh Hà Nam với hơn 40 năm kinh nghiệm sản xuất than chì, sản xuất- lò sưởi than chì đúc và đẳng nhiệt chất lượng cao, nồi nấu kim loại và các thành phần vùng nóng cho các ứng dụng phát triển tinh thể quang điện. Được thành lập vào năm 1984, công ty đã phát triển cùng với ngành công nghiệp năng lượng mặt trời, liên tục nâng cấp khả năng tinh chế vật liệu và gia công chính xác để đáp ứng các yêu cầu ngày càng nghiêm ngặt của công nghệ pin tiên tiến.
Tấn Thành Graphite cung cấp vật liệu nền than chì đẳng tĩnh cao cấp và áp dụng các quy trình gia công chính xác, ngâm tẩm và tinh chế thứ cấp của riêng mình để sản xuất các thành phần vùng nóng được tối ưu hóa cho sự phát triển của tinh thể PV. Nhiều chu trình ngâm tẩm chân không của công ty đóng lỗ xốp bên trong, cải thiện tính đồng nhất về nhiệt và giảm sự giải phóng tạp chất trong quá trình vận hành ở nhiệt độ{1}}cao. Với hơn 50 trung tâm gia công CNC và kích thước xử lý tối đa là 1.000 mm, Tấn Thành Graphite có thể sản xuất các bộ vùng nóng hoàn chỉnh bao gồm bộ gia nhiệt, nồi nấu kim loại, tấm chắn nhiệt và bệ cho các lò nung tinh thể quy mô-trung bình phục vụ cả dây chuyền sản xuất loại P-và cấp-cấp N{9}}.
Công ty hợp tác chặt chẽ với các nhà sản xuất thiết bị quang điện và xưởng tăng trưởng tinh thể để tối ưu hóa thiết kế thành phần than chì cho các yêu cầu quy trình cụ thể. Đối với những khách hàng chuyển sang sản xuất TOPCon loại N-, Tấn Thành Graphite cung cấp-các loại vật liệu có độ tinh khiết cao hơn với mật độ nâng cao và mức độ tạp chất giảm để hỗ trợ chất lượng tấm bán dẫn được cải thiện. Đối với các ứng dụng nhạy cảm về-khối lượng, chi phí{5}}cao hơn, công ty cung cấp các giải pháp thay thế than chì đúc được tối ưu hóa mang lại hiệu suất đáng tin cậy ở mức chi phí thấp hơn. Cách tiếp cận linh hoạt này cho phép các nhà sản xuất PV chọn loại than chì tối ưu cho mục tiêu chi phí và công nghệ cụ thể của họ.
Đảm bảo chất lượng là điều tối quan trọng đối với các thành phần than chì PV, vì hiệu suất vật liệu ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất tấm bán dẫn và hiệu suất tế bào. Tấn Thành Graphite thực hiện kiểm tra toàn diện bao gồm phân tích độ tinh khiết, xác minh mật độ, đo điện trở suất và kiểm tra kích thước cho từng lô thành phần vùng nóng. Hệ thống truy xuất nguồn gốc của công ty cho phép theo dõi đầy đủ từ nguyên liệu thô đến thành phần hoàn thiện, giúp các nhà sản xuất PV có thể nhìn thấy được thông số kỹ thuật vật liệu và lịch sử sản xuất.
Trong tương lai, nhu cầu về các thành phần than chì PV-hiệu suất cao sẽ tiếp tục tăng nhanh cùng với quá trình chuyển đổi công nghệ loại N-. Các nhà phân tích ngành dự đoán rằng tế bào loại N-sẽ chiếm hơn 75% sản lượng toàn cầu vào năm 2028, thúc đẩy tăng trưởng bền vững về nhu cầu đối với vật liệu vùng nóng than chì đẳng tĩnh cao cấp. Các định dạng wafer lớn hơn-210mm trở lên yêu cầu lò có đường kính lớn hơn và các thành phần than chì lớn hơn, làm tăng thêm mức tiêu thụ than chì trên mỗi dây chuyền sản xuất. Và khi hiệu suất của tế bào tiếp tục tăng đến giới hạn lý thuyết, các yêu cầu về độ tinh khiết và tính đồng nhất đối với vật liệu than chì sẽ ngày càng bị thắt chặt.
Đối với các nhà sản xuất than chì như Tấn Thành Graphite, quá trình chuyển đổi này tạo ra cả thách thức lẫn cơ hội. Tiêu chuẩn kỹ thuật cho than chì loại N-cao hơn, đòi hỏi phải đầu tư liên tục vào công nghệ tinh chế và hệ thống chất lượng. Nhưng thị trường thưởng cho hiệu suất bằng tỷ suất lợi nhuận cao hơn và quan hệ đối tác khách hàng mạnh mẽ hơn. Khi ngành công nghiệp quang điện tiếp tục quỹ đạo tăng trưởng đáng chú ý, các nhà cung cấp than chì chuyên dụng có khả năng kỹ thuật để hỗ trợ sản xuất loại N-tiên tiến sẽ có vị trí tốt nhất để thu được giá trị trong chuỗi cung ứng năng lượng sạch quan trọng này.
