Fotovoltaïese selle het drie generasies van tegnologiese ontwikkeling ondergaan:
Eerste Generasie: Kristallyne Silikon Tegnologie
Dit is gebaseer op silikon as die kernmateriaal, met tegnologieë soos BSF, PERC, TOPCon, HJT en IBC.
Tweede Generasie: Dunfilmtegnologie
Dunfilmselle, wat verteenwoordig word deur materiale soos koperindium-galliumselenied (CIGS), kadmiumtelluried (CdTe) en galliumarsenied (GaAs), sukkel om met kristallyne silikon mee te ding as gevolg van laer doeltreffendheid en hoë koste (meer as $2 miljard per GW se belegging). Tans is hul markaandeel minder as 5%.
Derde Generasie: Perovskiet en Organiese Sonselle
Hierdie generasie, wat oorheers word deur perovskiet-sonselle, het die afgelope paar jaar vinnige ontwikkeling beleef. Dit word beskou as 'n belowende tegnologie wat kristallyne silikonselle as die volgende deurbraak in fotovoltaïese energie kan oortref.
Vordering in Fotovoltaïese Selomskakelingsdoeltreffendheid
In vergelyking met kristallyne silikon, bied perovskietselle hoër teoretiese doeltreffendheid en laer produksiekoste. Enkelaansluiting- en tandem-perovskietselle het teoretiese doeltreffendhede van onderskeidelik 33% en 45%, wat die plafon vir kristallyne silikon oorskry. Ekonomies word die langtermynkoste van enkelaansluiting-perovskietmodules geprojekteer op 0.5–0.6 RMB/W, aansienlik laer as kristallyne silikon, wat dit 'n fokuspunt vir toekomstige fotovoltaïese ontwikkeling maak.
Terwyl perovskietselle nog in die vroeë stadiums van industrialisasie is, belê beide kristallyne en amorfe silikonmaatskappye aktief in hierdie sektor. Verskeie kapitaalbronne het ook die mark betree, wat wydverspreide belangstelling aangewakker en kommersialisering versnel het.
Uitdagings en die pad na kommersialisering
Perovskietselle staar uitdagings in die gesig wat verband hou met stabiliteit en vervaardigingsprosesse, wat opgelos moet word om grootskaalse produksie te bereik. Huidige proefproduksielyne is steeds in die proeffase. Die primêre struikelblokke sluit in die verbetering van stabiliteit en omskakelingsdoeltreffendheid deur beter materiale en prosesse. Sleutelinnovasies, soos vog- en gasbestande materiale, bymiddels om stabiliteit te verbeter, passiveringslae en gevorderde toerusting, is noodsaaklik om hierdie hindernisse te oorkom. Deurbrake in hierdie gebiede sal die aanvaarding deur die bedryf dryf, met verspreide PV- en verbruikersgraadprodukte wat waarskynlik as aanvanklike toepassingscenario's sal dien.
Tandemselle: 'n Sleutel tot die Ontsluiting van Doeltreffendheid
In vergelyking met enkelaansluitingselle bied tandemkonfigurasies hoër doeltreffendheid. Onder hierdie vorder silikon-perovskiet vier-terminale tandemselle vinniger na kommersialisering as gevolg van hul eenvoudiger struktuur en doeltreffendheidsverhogende voordele vir kristallyne silikonselle. Twee-terminale tandemselle, hoewel meer kompleks, stroomlyn die selstruktuur en is beter geskik vir paring met HJT-tegnologie. Vol-perovskiet tandemselle verteenwoordig die uiteindelike oplossing, wat selfs hoër doeltreffendheid en laer koste bied.
Kompetisie en samewerking
Amorfe silikonpioniers, soos GCL Optoelectronics, Xinnano en Microquanta, het die voortou geneem in perovskietontwikkeling, met die doel om die PV-bedryf deur hierdie nuwe tegnologie te betree. Intussen het tradisionele kristallyne silikonmaatskappye effens later tot die wedloop toegetree en gefokus op tandemtegnologieë om die doeltreffendheid van bestaande kristallyne silikonselle te verbeter.
Amorfe silikonmaatskappye staar finansiële beperkings in die gesig en kan die ontwikkeling van vier-terminale tandemselle versnel om vinniger opbrengste te verseker. Omgekeerd sal kristallyne silikonmaatskappye waarskynlik verkrygings van innoverende perovskietfirmas nastreef om hul vooruitgang te integreer, wat tot konsolidasie in die bedryf sal lei.
Ten spyte van hul mededinging, deel kristallyne en amorfe silikonmaatskappye 'n gemeenskaplike doelwit: die bevordering van die industrialisering van perovskiettegnologie. Samewerkende pogings sal na verwagting in die nabye toekoms oorheers, aangesien beide kante werk om die volle potensiaal van perovskiettoepassings in die fotovoltaïese sektor te verwesenlik.
