はじめに

2023年、多くの太陽電池メーカーは同じ経営課題に直面しました。業界がP型PERCからN型技術へ移行しなければならないなら、次の投資はTOPConとHJTのどちらにすべきか？

プレミアムかつ第三のルートの contender

すでにPERCラインを稼働している企業にとって、TOPConへのアップグレードには約 1GWあたり5000万～8000万元かかります。新しいHJTラインの建設には、設備価格が下落しているとはいえ、多くの場合 1GWあたり2億～3億5000万元が必要でした。この差は無視できるものではありませんでした。

つまり、TOPConが勝利したのは、単に最先端の技術だったからではありません。PERCからの道が自然にTOPConへとつながっていたからです。

核となる考え方

太陽光業界は、何もないところからTOPConを選んだわけではありません。10年にわたるPERC設備、PERCエンジニア、PERCサプライヤー、PERC品質データ、PERC生産習慣という重みのもとでTOPConを選んだのです。これはまさに 経路依存性.

技術パラメータ

の教科書的な事例です。

コストギャップが重要だった理由

技術的優位性

経路依存性：TOPCon勝利の背後にある隠れた力

経路依存性とは、今日の決定が過去の投資に大きく左右されることを意味します。一度産業が設備を構築し、人材を訓練し、標準を書き、失敗データを蓄積し、サプライチェーンを最適化すると、別の経路に移行するのはコストが高くリスクが伴います。

TOPConはPERCから3層すべての経路依存性を受け継ぎました。

• 低い切り替えコスト：TOPConは既存のPERCラインにいくつかの主要な新しいプロセスモジュール（ホウ素拡散やLPCVD/PECVDパッシベーションコンタクト工程など）を追加するだけで済みました。

• 正のフィードバックループ：TOPConラインが増えることで、装置メーカー、ペースト供給業者、プロセスエンジニア、品質チームがTOPConの改善を加速しました。

• ロックイン効果：TOPConが生産の主流言語になると、人材、標準、トラブルシューティング、サプライヤー開発がすべて同じ方向に流れ始めました。

TOPConはより多くの工場が選択したことで強くなりました。より多くの工場が選択したのは、それが強くなったからです。このループが決定的でした。

HJTが産業競争に敗れた理由：技術競争ではなく

HJTが劣った技術だから負けたわけではありません。多くの点で技術的に魅力的です。

• 対称構造により強力な両面受光性能を実現。

• 真性アモルファスシリコンが優れたパッシベーションを提供。

• 低温プロセスにより熱応力を低減可能。

• 低い温度係数が高温環境での性能向上に寄与。

• HJTは将来のペロブスカイトタンデムセルとの互換性が高い。

しかしHJTには深刻な産業上の問題がありました：PERCの生産基盤を継承していなかったのです。

HJTを選択した工場は、既存の資産の大部分を交換し、エンジニアを再教育し、新しいサプライヤーシステムを構築し、新しい歩留まり立ち上げサイクルを受け入れ、より大きな投資リスクを負うことを検討しなければなりませんでした。太陽電池製造のマージンが圧迫されていた時期に、これは単なる技術的な決定ではありませんでした。それは存続の決断でした。

BC：第三のルートだが、簡単な近道ではない

BC技術はしばしばもう一つの有力候補として説明されますが、その道筋はTOPConやHJTとは異なります。

BCは従来のPERC構造を完全に継承することはできません。なぜなら、裏面コンタクト構造がセル設計を根本的に変えるからです。パターニング、レーザー開口、マスキング、精密な裏面コンタクト形成が必要です。そのため、TOPConよりもはるかに複雑です。

しかし、BCは異なるベース技術に接続することができます：

• TBCTOPCon＋裏面コンタクト：TOPConのプロセスと装置のロジックを一部共有。

• HBCHJT＋裏面コンタクト：HJTのパッシベーションと裏面コンタクト構造を組み合わせ。

BCは単なる交差点ではありません。異なるタイプの車両を運べる新しい高速道路のようなものです。しかし、高速道路自体はまだ建設しなければならず、それは高価です。

重要な問題は歩留まりです。追加のプロセスステップはすべて歩留まりを低下させる可能性があります。BCが歩留まり、コスト、スループットをTOPConレベルに近づけるまでは、プレミアム市場では強いものの、大規模にTOPConを置き換えるのは難しいでしょう。

製品用途

太陽電池メーカーにとっての意味

新しいセルまたはモジュール容量を計画しているメーカーにとって、TOPCon-HJT-BCの議論はセル効率だけの問題ではありません。工場の経済性の問題です。

• 既存のPERCベースの生産者は、アップグレードルートが明確だったため、自然にTOPConへ移行しました。

• 十分な資本を持つ新規参入者はHJTやBCを検討するかもしれませんが、より高いプロセスリスクを受け入れなければなりません。

• プレミアムモジュールメーカーは、分散型発電、屋根の美観、高効率セグメントをターゲットにBCを使用するかもしれません。

• 長期的な技術投資家は、HJT-ペロブスカイトおよびTOPCon-ペロブスカイトタンデムルートを注意深く見守っています。

生産エンジニアにとっての意味

現場のエンジニアにとって、今後3年間はおそらくTOPCon中心が続くでしょう。最も価値のある実践的スキルは、依然として全プロセスTOPCon制御に関連するものです。

重要な分野は以下の通りです：

• 予備洗浄と表面処理

• ボロン拡散制御

• BSG除去

• LPCVDまたはPECVDによる不動態化コンタクト形成

• アニーリングプロセスウィンドウ

• Al₂O₃およびSiNₓ膜の堆積

• メタライゼーションとペーストマッチング

• 故障解析と歩留まり改善

同時に、エンジニアはペロブスカイトタンデムの進捗を見逃すべきではありません。注目すべき主要指標は、実験室効率だけでなく、安定性、大面積性能、プロセス再現性です。

ペロブスカイトタンデムの転換点

経路依存性は強力ですが、永続的ではありません。新しい経路の性能向上が切り替えコストを正当化するほど大きくなったときに、それは破られる可能性があります。

これがペロブスカイトタンデムが重要な理由です。タンデム技術が安定した工業生産に達すれば、単接合TOPConと単接合HJTの古い議論は重要性を失うかもしれません。業界は結晶シリコン単独の最適化から、効率の天井全体を再構築することへとシフトするかもしれません。

HJT支持者はこれに大きく賭けています。HJTの低温プロセスと対称構造は、ペロブスカイトタンデム統合に自然に適しています。しかし、TOPCon企業もタンデムソリューションを開発しているため、HJTだけが唯一の勝者ではありません。

お問い合わせとご購入

3つの明確な判断

第一に、TOPConは今後3年間、主流の経路であり続けるでしょう。 2026年から2029年にかけて、TOPConは70%以上の市場シェアを維持する可能性があります。その優位性は効率だけではありません。装置の入手可能性、訓練されたエンジニア、サプライヤーの成熟度、品質データベース、そしてアップグレードリスクの低さです。

第二に、HJTは真の復活のためにペロブスカイトタンデムを必要としています。 HJTが単接合技術のままであるならば、TOPConの産業規模を覆すのに苦労するでしょう。ペロブスカイト-HJTタンデムが安定した量産に達すれば、状況は変わるかもしれません。

第三に、BCは歩留まりとコストを解決すれば、TOPConにとって最も強力な構造的脅威です。 BCは外観と光損失低減において明らかな利点があり、特に高級屋根用および分散型用途に適しています。しかし、プロセスが安定し手頃な価格にならない限り、普遍的な代替ではなくプレミアム経路として留まるでしょう。

最終的な考察

最高の技術が常に最初に勝つわけではありません。既存の道に適合する技術がより速く勝つことが多いのです。

TOPConがHJTに勝ったのは、HJTに可能性がなかったからではなく、PERCの10年にわたる産業蓄積が直接TOPConを指し示していたからです。設備、エンジニア、サプライヤー、プロセスウィンドウ、工場の習慣がすべて同じ方向に押し進めました。

HJTは今、産業を歴史的な道から引き離すのに十分な大きな技術的優位性を必要としています。BCは巨額の投資とプロセスの成熟を通じて独自の道を築こうとしています。ペロブスカイトタンデムが次の真の転換点になるかもしれません。

Ooitechの見解

設備側の観察者として、OoitechはTOPConの台頭が、太陽光技術の移行は効率チャートだけでなく生産現場で決まるということを思い出させると見ています。モジュールメーカーにとって、勝利するルートは設備の継続性、歩留まり向上のスピード、材料の入手可能性、オペレーターの学習曲線に適合しなければなりません。次の破壊的変化は、タンデム技術が今日のTOPConのロックインを克服するのに十分な性能向上をもたらしたときにのみ起こるでしょう。