Warum kann Musk mit 20 Milliarden US-Dollar die Marktbarkeitsbarriere der chinesischen Photovoltaikbranche nicht überwinden?

In letzter Zeit wurde der chinesische Photovoltaik-Sektor – der stärkste "Neuenergie-Konkurrenzjäger" auf der Welt – von jemandem ins Visier genommen.

Derjenige, der es ins Visier genommen hat, ist nicht jemand anderes, sondern Elon Musk, der behauptet, die Kernfusion mit Solarenergie besiegen zu können.

Am 20. März ging in der Photovoltaik-Branche die Nachricht um: Tesla unterhält Gespräche mit chinesischen Lieferanten und plant, 2,9 Milliarden US-Dollar (etwa 20 Milliarden Yuan) für die Anschaffung von Photovoltaik-Herstellungsausrüstung auszugeben. Mit diesem Geld sollen Geräte von chinesischen "Photovoltaik-Sternunternehmen" wie Suzhou Maiwei Technology, Jiejia Weichuang und Laplace erworben werden.

Genauer gesagt will Musk die HJT-Heteroübergangs-Gesamtlinienausrüstung dieser Unternehmen kaufen – also die Kernproduktionslinie für hochwertige Solarzellen. Zum Beispiel Siebdruck, Beschichtung und Schweißen, diese Industriemaschinen, die normale Siliziumscheiben in hocheffiziente Solarzellen verwandeln können.

Die Wichtigkeit von HJT liegt darin, dass es in Musks Energieplan die Mission der zukünftigen "Raum-Photovoltaik" übernimmt.

Die sogenannte Raum-Photovoltaik ist ein Konzept, das zur Lösung der Probleme der terrestrischen Photovoltaik entwickelt wurde.

An der Erde können Solarpanels maximal 8 bis 12 Stunden arbeiten, und das hängt auch von den "Witterungsbedingungen" ab. Ein Solarkraftwerk in geostationärer Umlaufbahn hat die meiste Zeit Sonneneinstrahlung und ist unabhängig von Tag und Nacht, Wetter und jahreszeitlichen Veränderungen. Im Weltraum kann es fast rund um die Uhr Strom liefern, und die Energiedichte ist viel höher als auf der Erde.

Dann stellt sich die Frage: In der extremen Weltraumumgebung können normale Photovoltaikpanels überhaupt nicht halten. Im Weltraum werden sie von hochenergetischen kosmischen Strahlen bombardiert, es gibt extreme Temperaturunterschiede von ±150 °C, und es muss in einem Hochvakuum Wärme abgeführt werden. Normale TOPCon- und PERC-Zellen würden in einem solchen Umfeld nicht einmal einige Umläufe überleben.

Hier kommt HJT-Heteroübergang ins Spiel. Es hat mehrere unschlagbare Vorteile gegenüber normalen Batterien, wie z. B. eine starke Strahlenresistenz, eine hohe Umwandlungseffizienz (die theoretische Obergrenze liegt bei 27,5 %), extreme Dünnheit und Leichtigkeit usw.

Mit anderen Worten, HJT ist derzeit die einzige Technologie auf der Siliziumroute, die in den drei Dimensionen "Hocheffizienz, Strahlenresistenz und Leichtbau" gleichzeitig hohe Punktzahlen erzielen kann.

Wenn Musk nur an HJT interessiert wäre, wäre das nicht so schlimm.

Aber das Problem ist: Diesmal interessiert Musk sich auch für die HJT-Gesamtlinienausrüstung – das ist sehr spannend. Musk ist in der Technologiebranche bekannt für seine Verfolgung der "vertikalen Integration". Sowohl bei der Automobilherstellung von Tesla als auch bei der Raketenbau von SpaceX will er alle Herstellungsschritte und Komponenten fest in der Hand halten.

Wenn Musk diesmal die Photovoltaikproduktionslinie "nachahmen" würde, würde die Stellung des chinesischen Photovoltaik-Sektors dadurch bedroht werden?

Tote Geräte und lebendiges Wissen

Tatsächlich, obwohl der chinesische Photovoltaik-Sektor in der Kapazität extrem konkurrenzfähig ist und die Siliziumscheiben auf unter 1 Yuan pro Stück gedrückt wurden, ist die wahre Schutzmauer dieser Branche nie die Maschinen gewesen. Es ist das implizite Wissen, das Tausende von Feldingenieuren in den letzten Jahrzehnten auf den Produktionslinien mit ihrem eigenen Körper "erworben" haben.

Nehmen wir als Beispiel den Kernprozess der HJT-Zelle, die PECVD-Dünnschichtabscheidung. Dies ist wie das Anziehen einer nanoskaligen "Schutzhülle" für die Siliziumscheibe – mit Plasma wird eine wenige Nanometer dicke amorphe Silizium-Passivierungsschicht auf der Oberfläche der extrem dünnen Siliziumscheibe gleichmäßig aufgebracht. Die Glattheit und Kompaktheit dieser "Hülle" bestimmen direkt die Umwandlungseffizienz der Zelle.

Dieser Prozess ist jedoch so empfindlich gegenüber Parametern, dass es wie das Einstellen eines Kaffees mit tausendfacher Schwierigkeit ist: Ein leichter Druckunterschied kann die Passivierungsqualität verschlechtern, eine zu hohe Leistung kann die Oberfläche der Siliziumscheibe durch das Plasma beschädigen. Manchmal kann ein Temperaturunterschied von 5 °C die Homogenität der Dünnschicht sichtbar verschlechtern, ähnlich wie beim Einstellen eines Kaffees, wenn die Milchschaum nicht richtig gemacht wird.

Was noch schwieriger ist, ist, dass dieses Gerät nach drei Monaten "staubig" wird – die Ablagerungen in der Kammer verändern die Gasströmung, und die Parameter müssen neu kalibriert werden. Dies kann nicht einfach nach der Bedienungsanleitung erledigt werden, sondern erfordert das "Einschwingen" der Ingenieure mit der Maschine, ähnlich wie ein erfahrener Fahrer die Anomalien des Fahrzeugs vorausschauen kann.

Betrachten wir nun den PVD-Magnetron-Sputterprozess der TCO-Transparentleitfähigkeits-Schicht. Dies ist wie das "Beschichten" der Siliziumscheibe mit einer "Glashülle" – mit Hochgeschwindigkeitsionen werden Targets (ähnlich "Farbstoffblöcken" aus ITO oder AZO-Material) beschossen, sodass die Target-Atome wie ein Spray gleichmäßig auf der Oberfläche der Siliziumscheibe haften bleiben.

Aber diese "Farbstoffblöcke" werden kleiner und ihre Form ändert sich, ähnlich wie ein Bleistift, wenn man lange schreibt. Dies führt dazu, dass die Dicke und Dichte des "Sprays" sich ändern. Die Ingenieure müssen wie ein erfahrener Fahrer das Lenkrad fein einstellen und ständig die Leistung und das Gasverhältnis anhand der Echtzeitdaten anpassen. Ein solches "Anpassungsvermögen" an den Zustand des Targets kann erst nach drei bis fünf Jahren Erfahrung erworben werden, und man kann nicht eilig sein.

Es gibt auch den Siebdruck von Niedertemperatur-Silberpaste – dieser Schritt ist wie das "Sticken" von Schaltungen auf einem Chip. Die amorphe Siliziumschicht der HJT-Zelle ist empfindlich gegenüber hohen Temperaturen und kann nur mit einer "Niedertemperatur-Klebstoff" (Niedertemperatur-Silberpaste) verwendet werden, im Gegensatz zu herkömmlichen Zellen, die hitzebeständigen "Lötzinn" (Hochtemperatur-Silberpaste) verwenden können. Diese "Niedertemperatur-Klebstoff" ist sehr empfindlich: Wenn der Druck beim Drucken zu hoch ist, wird es "verschmiert"; wenn die Rakel zu schnell ist, gibt es "Unterbrechungen"; wenn das Sieb zu locker ist, gibt es "unscharfe Ränder". Sobald eine Gitterlinie unterbrochen oder nicht richtig bedruckt wird, fließt der Strom wie in einem geklemmten Wasserrohr nicht mehr, und die Ausbeute fällt sofort.

Chinesische Ingenieure haben fast zehn Jahre gebraucht, um den Prozessfenster dieses Schritts zu verstehen und die heimische Niedertemperatur-Silberpaste von "akzeptabel" bis hin zu "vergleichbar mit japanischen Importprodukten" zu verbessern – wie viele Siliziumscheiben und Silberpaste in diesem Prozess verworfen wurden, ist für Außenstehende gar nicht zu sehen.

Kein Wort dieses Wissens steht in der Gerätebedienungsanleitung.

Was noch schlimmer ist, ist, dass dieses implizite Wissen nicht isoliert existiert, sondern eng mit der einzigartigen chinesischen Branchenökologie verknüpft ist und ein "lebendiges System" bildet.

Die Kernrohstoffe der HJT-Zelle werden von einer äußerst präzisen heimischen Lieferkette gestützt. Das ITO-Target ist ein Verbrauchsmaterial für die Sputterung der TCO-Leitfähigkeits-Schicht. Seine Qualität beeinflusst direkt die Leitfähigkeit und Transparenz der Schicht. Nach Jahren der heimischen Technologieentwicklung hat sich in China eine Reihe von Target-Unternehmen mit Massenproduktionsfähigkeit gebildet.

In Bezug auf die Niedertemperatur-Silberpaste wurde die heimische Substitution der Hochtemperatur-Silberpaste um 2020 herum grundsätzlich abgeschlossen. Die Technologie der HJT-spezifischen Niedertemperatur-Silberpaste hat jedoch einen höheren technologischen Schwellenwert, und die führenden chinesischen Unternehmen haben erst in den letzten Jahren nacheinander Durchbrüche erzielt. Diese Materialunternehmen sind in der Nähe von Jiangsu und Zhejiang konzentriert und haben eine hochfrequente interaktive und gemeinsame Evolutionsbeziehung zu den HJT-Zellenfabriken – Wenn eine Zellenfabrik feststellt, dass die Rheologie einer Charge Silberpaste instabil ist, kann ein Anruf ausreichen, und die Ingenieure der Materialfabrik können am gleichen Tag mit Proben kommen, um gemeinsam die Ursache zu finden; Wenn die Target-Fabrik die Formel ändert, schickt sie kleine Teststücke an die Zellenfabrik, und beide Seiten laufen gemeinsam die Prozessvalidierung ab.

Diese Beziehung ist nicht einfach ein Kauf zwischen "Lieferant und Kunde", sondern eine gemeinsame technologische Entwicklung. Ein Großteil des technologischen Fortschritts des chinesischen Photovoltaik-Sektors steckt in diesen Tausenden von "gemeinsamen Anpassungen der Materialfabrik-Ingenieure in der Zellenfabrik".

Wenn Sie die Geräte nach Arizona transportieren, können diese Leute nicht mitkommen. Der nächste ITO-Target-Lieferant befindet sich auf der anderen Seite des Pazifiks; der Ingenieur, der am besten mit der PECVD-Maschine vertraut ist, befindet sich in Suzhou. Die Geräte sind tot und können in Kisten verpackt und wegtransportiert werden; aber diese Branchenökologie, die aus Menschen, Materialien, Erfahrungen und Beziehungen gemeinsam gewebt ist, ist lebendig. Sie wächst auf chinesischem Boden und kann überhaupt nicht herausgerissen werden.

Die schwierig zu verfolgende Iterationsgeschwindigkeit

Vielleicht wird jemand sagen: Solche Dinge wie Ingenieure und Branchenwissen werden sich schließlich im Laufe der Zeit ansammeln, sobald die Produktionslinie aufgebaut ist. Angesichts Musks "Engineering-Maniak"-Charakter könnte er vielleicht tatsächlich einige Durchbrüche erzielen.

Was die Konkurrenten des chinesischen Photovoltaik-Sektors jedoch wirklich verzweifeln lässt, ist nicht seine gegenwärtige Stärke, sondern seine atemberaubende Evolutionsgeschwindigkeit.

Nehmen wir als Beispiel: Vor 2015 war die Mehrheit der chinesischen Photovoltaikindustrie noch auf polykristalline Solarzellen ausgerichtet, und die Umwandlungseffizienz lag bei etwas über 18 %. Ehrlich gesagt war der technologische Gehalt nicht sehr hoch, und die Welt konnte diese Zellen herstellen. Dann, in nur fünf Jahren von 2015 bis 2020, hat die gesamte Branche den großen Wechsel von polykristallinen zu monokristallinen PERC-Zellen vollzogen. Die Umwandlungseffizienz wurde auf über 22 % erhöht, und die Kosten sind sogar gesunken – diese Runde des Wettbewerbs hat fast die gesamte Photovoltaikindustrie Europas in den Tod getrieben.

Aber das ist noch nicht alles. Ab 2021 hat die N-Typ-Technologie in vollem Umfang explodiert. TOPCon hat PERC abgelöst, und die Effizienz wurde auf 27,79 % gesteigert. Gleichzeitig hat die HJT-Heteroübergang-Technologie auf einem anderen Weg ebenfalls einen rasanten Fortschritt gemacht. Die Massenproduktionseffizienz hat in der Regel den Wert von 24 % überschritten, und der Prozessschritt ist weniger, und der Temperaturkoeffizient ist besser.

Die beiden Technologierouten laufen nicht "relaisartig", sondern "parallel" – während TOPCon noch in der Phase der massiven Kapazitätserweiterung ist, hat HJT bereits auf der Seite die Kurve überholt.

Wenn Sie diesen Prozess beobachten, werden Sie feststellen, dass die technologische Iteration des chinesischen Photovoltaik-Sektors nicht linear "in einer Reihe" erfolgt, sondern "gefaltet" und fast gleichzeitig stattfindet.

Was bedeutet das? Das bedeutet, dass wenn Musk die HJT-Produktionslinie nach Amerika transportiert, installiert, einrichtet und die Arbeiter ausbildet und die Ausbeute optimiert, hat die chinesische Technologie bereits einen großen Schritt vorausgelegt.

Dies ist keine Schreckgesichte. Bereits im Jahr 2025 hat LONGi Green Energy die Effizienz von Silizium-Perowskit-Schichtzellen auf kommerzieller Größe auf 33 % gebracht, und die Effizienz auf kleiner Fläche hat sogar erstaunliche 34,85 % erreicht – diese Zahl hat die theoretische Obergrenze von 29,4 % der monokristallinen Siliziumzellen weit überschritten. Noch beeindruckender ist, dass LONGi auch flexible Schichtzellen entwickelt hat, deren Effizienz von der Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) mit 29,8 % bestätigt wurde, was einen Weltrekord für die Effizienz von flexiblen Silizium-Perowskit-Schichtzellen darstellt.

Denken Sie mal darüber nach: Während die Amerikaner noch darüber nachdenken, wie sie die HJT-Produktionslinie effizient betreiben können, spielt China bereits mit der nächsten Generation der "Schichtzellen". Es ist wie, wenn Sie sich mit aller Kraft Mühe geben, endlich das Fahren eines Handschaltwagens zu lernen, und dann aufschauen und feststellen, dass andere bereits mit autonomem Fahren fahren.

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