Zelula fotovoltaikoek hiru belaunaldiko garapen teknologikoa izan dute:
Lehen Belaunaldia: Silizio Kristalikoaren Teknologia
Hau silizioan oinarritzen da oinarrizko material gisa, BSF, PERC, TOPCon, HJT eta IBC bezalako teknologiak erabiliz.
Bigarren belaunaldia: film meheko teknologia
Kobre, Indio, Galio Selenuro (CIGS), Kadmio Telururo (CdTe) eta Galio Arsenuro (GaAs) bezalako materialek ordezkatuta, film meheko zelulek zailtasunak izan dituzte silizio kristalinoarekin lehiatzeko, eraginkortasun txikiagoa eta kostu handiak direla eta (2.000 milioi dolar baino gehiago inbertsio GW bakoitzeko). Gaur egun, haien merkatu-kuota % 5etik beherakoa da.
Hirugarren belaunaldia: Perovskita eta eguzki-zelula organikoak
Perovskitazko eguzki-zelulek nagusituta, belaunaldi honek garapen azkarra izan du azken urteotan. Teknologia itxaropentsutzat hartzen da, silizio kristalinozko zelulak gainditu ditzakeena fotovoltaikoen hurrengo aurrerapen gisa.
Aurrerapena Zelula Fotovoltaikoen Bihurketa Eraginkortasunean
Silizio kristalinoarekin alderatuta, perovskita zelulek eraginkortasun teoriko handiagoa eta ekoizpen-kostu txikiagoak eskaintzen dituzte. Juntura bakarreko eta tandemeko perovskita zelulek % 33ko eta % 45eko eraginkortasun teorikoak dituzte, hurrenez hurren, silizio kristalinoaren muga gaindituz. Ekonomikoki, juntura bakarreko perovskita moduluen epe luzerako kostua 0,5-0,6 RMB/W-koa izatea aurreikusten da, silizio kristalinoa baino nabarmen txikiagoa, eta etorkizuneko garapen fotovoltaikoaren ardatz bihurtuz.
Perovskita zelulak industrializazioaren hasierako faseetan dauden arren, silizio kristalino eta amorfoko enpresek aktiboki inbertitzen ari dira sektore honetan. Hainbat kapital iturri ere sartu dira merkatuan, interes zabala piztuz eta merkaturatzea bizkortuz.
Erronkak eta komertzializaziorako bidea
Perovskita zelulek egonkortasunarekin eta fabrikazio-prozesuekin lotutako erronkei aurre egin behar diete, eta horiek gainditu behar dira eskala handiko ekoizpena lortzeko. Gaur egungo pilotu-ekoizpen-lerroak oraindik proba-fasean daude. Oztopo nagusien artean, egonkortasuna eta bihurketa-eraginkortasuna hobetzea dago, material eta prozesu hobeak erabiliz. Berrikuntza gakoak, hala nola hezetasunarekiko eta gasarekiko erresistenteak diren materialak, egonkortasuna hobetzeko gehigarriak, pasibazio-geruzak eta ekipamendu aurreratuak, ezinbestekoak dira oztopo horiek gainditzeko. Arlo horietako aurrerapenek industriaren adopzioa bultzatuko dute, eta banatutako fotovoltaikoa eta kontsumo-mailako produktuak hasierako aplikazio-eszenatoki gisa balioko dute ziurrenik.
Tandem zelulak: eraginkortasuna desblokeatzeko gakoa
Juntura bakarreko zelulekin alderatuta, tandem konfigurazioek eraginkortasun handiagoa eskaintzen dute. Horien artean, silizio-perovskita lau terminaleko tandem zelulak azkarrago ari dira merkaturatzen, egitura sinpleagoa dutelako eta silizio kristalinoko zelulen eraginkortasuna handitzen duten onuren ondorioz. Bi terminaleko tandem zelulak, konplexuagoak diren arren, zelulen egitura errazten dute eta HJT teknologiarekin parekatzeko egokiagoak dira. Perovskita osoko tandem zelulak dira irtenbiderik onena, eraginkortasun handiagoa eta kostu txikiagoak eskainiz.
Lehia eta Lankidetza
Silizio amorfoaren aitzindariek, hala nola GCL Optoelectronics, Xinnano eta Microquanta, perovskitaren garapenaren buru izan dira, teknologia berri honen bidez fotovoltaikoen industrian sartzeko helburuarekin. Bitartean, silizio kristalinoko enpresa tradizionalak lasterketan sartu dira pixka bat beranduago, silizio kristalinoko zelulen eraginkortasuna hobetzeko tandem teknologietan zentratuz.
Silizio amorfoko enpresek finantza-mugak dituzte eta lau terminaleko tandem-zelulen garapena bizkortu dezakete etekin azkarragoak bermatzeko. Alderantziz, silizio kristalinoko enpresek perovskita-enpresa berritzaileen erosketak bilatuko dituzte haien aurrerapenak integratzeko, eta horrek industriaren bateratzea ekarriko du.
Lehiakortasuna gorabehera, silizio kristalino eta amorfoaren enpresek helburu komun bat dute: perovskita teknologiaren industrializazioa aurrera eramatea. Lankidetza ahaleginak nagusituko direla espero da epe laburrean, bi aldeek perovskita aplikazioen potentzial osoa sektore fotovoltaikoan gauzatzeko lanean ari baitira.
