Mae celloedd ffotofoltäig wedi mynd trwy dair cenhedlaeth o ddatblygiad technolegol:
Cenhedlaeth Gyntaf: Technoleg Silicon Grisialog
Mae hyn yn seiliedig ar silicon fel y deunydd craidd, gan gynnwys technolegau fel BSF, PERC, TOPCon, HJT, ac IBC.
Ail Genhedlaeth: Technoleg Ffilm Denau
Wedi'u cynrychioli gan ddeunyddiau fel Copr Indiwm Galliwm Selenid (CIGS), Cadmiwm Tellurid (CdTe), a Galliwm Arsenid (GaAs), mae celloedd ffilm denau wedi cael trafferth cystadlu â silicon crisialog oherwydd effeithlonrwydd is a chostau uchel (dros $2 biliwn fesul GW o fuddsoddiad). Ar hyn o bryd, mae eu cyfran o'r farchnad yn llai na 5%.
Trydydd Genhedlaeth: Celloedd Solar Perovskite ac Organig
Wedi'i dominyddu gan gelloedd solar perovskite, mae'r genhedlaeth hon wedi gweld datblygiad cyflym yn ystod y blynyddoedd diwethaf. Fe'i hystyrir yn dechnoleg addawol a allai ragori ar gelloedd silicon crisialog fel y datblygiad nesaf mewn ffotofoltäig.
Cynnydd mewn Effeithlonrwydd Trosi Celloedd Ffotofoltäig
O'i gymharu â silicon crisialog, mae celloedd perovskit yn cynnig effeithlonrwydd damcaniaethol uwch a chostau cynhyrchu is. Mae gan gelloedd perovskit un gyffordd a tandem effeithlonrwydd damcaniaethol o 33% a 45%, yn y drefn honno, gan ragori ar y nenfwd ar gyfer silicon crisialog. Yn economaidd, rhagwelir y bydd cost hirdymor modiwlau perovskit un gyffordd yn 0.5–0.6 RMB/W, sy'n sylweddol is na silicon crisialog, gan ei wneud yn ganolbwynt ar gyfer datblygiad ffotofoltäig yn y dyfodol.
Er bod celloedd perovskite yn parhau i fod yng nghyfnodau cynnar diwydiannu, mae cwmnïau silicon crisialog ac amorffaidd yn buddsoddi'n weithredol yn y sector hwn. Mae amrywiol ffynonellau cyfalaf hefyd wedi dod i mewn i'r farchnad, gan danio diddordeb eang a chyflymu masnacheiddio.
Heriau a Llwybr i Fasnacheiddio
Mae celloedd perovskite yn wynebu heriau sy'n gysylltiedig â sefydlogrwydd a phrosesau gweithgynhyrchu, y mae'n rhaid eu datrys i gyflawni cynhyrchu ar raddfa fawr. Mae llinellau cynhyrchu peilot cyfredol yn dal i fod yn y cyfnod treial. Mae'r prif rwystrau'n cynnwys gwella sefydlogrwydd ac effeithlonrwydd trosi trwy ddeunyddiau a phrosesau gwell. Mae arloesiadau allweddol, megis deunyddiau sy'n gwrthsefyll lleithder a nwy, ychwanegion i wella sefydlogrwydd, haenau goddefol, ac offer uwch, yn hanfodol i oresgyn y rhwystrau hyn. Bydd datblygiadau arloesol yn y meysydd hyn yn sbarduno mabwysiadu gan y diwydiant, gyda chynhyrchion PV dosbarthedig a gradd defnyddwyr yn debygol o wasanaethu fel senarios cymhwysiad cychwynnol.
Celloedd Tandem: Allwedd i Ddatgloi Effeithlonrwydd
O'i gymharu â chelloedd un gyffordd, mae cyfluniadau tandem yn cynnig effeithlonrwydd uwch. Ymhlith y rhain, mae celloedd tandem pedwar terfynell silicon-perovskit yn symud ymlaen yn gyflymach tuag at fasnacheiddio oherwydd eu strwythur symlach a'u manteision hybu effeithlonrwydd ar gyfer celloedd silicon crisialog. Mae celloedd tandem dwy derfynell, er eu bod yn fwy cymhleth, yn symleiddio strwythur y gell ac yn fwy addas ar gyfer paru â thechnoleg HJT. Mae celloedd tandem perovskit llawn yn cynrychioli'r ateb eithaf, gan gynnig effeithlonrwydd hyd yn oed yn uwch a chostau is.
Cystadleuaeth a Chydweithio
Mae arloeswyr silicon amorffaidd, fel GCL Optoelectronics, Xinnano, a Microquanta, wedi arwain y gad o ran datblygu perovskite, gyda'r nod o ymuno â'r diwydiant PV trwy'r dechnoleg newydd hon. Yn y cyfamser, mae cwmnïau silicon crisialog traddodiadol wedi ymuno â'r ras ychydig yn hwyrach, gan ganolbwyntio ar dechnolegau tandem i wella effeithlonrwydd celloedd silicon crisialog presennol.
Mae cwmnïau silicon amorffaidd yn wynebu cyfyngiadau ariannol ac efallai y byddant yn cyflymu datblygiad celloedd tandem pedwar terfynell i sicrhau enillion cyflymach. I'r gwrthwyneb, mae cwmnïau silicon crisialog yn debygol o fynd ar drywydd caffael cwmnïau perovskite arloesol i integreiddio eu datblygiadau, gan arwain at gydgrynhoi'r diwydiant.
Er gwaethaf eu cystadleuaeth, mae gan gwmnïau silicon crisialog ac amorffaidd nod cyffredin: hyrwyddo diwydiannu technoleg perovskite. Disgwylir i ymdrechion cydweithredol ddominyddu yn y tymor agos, wrth i'r ddwy ochr weithio tuag at wireddu potensial llawn cymwysiadau perovskite yn y sector ffotofoltäig.
