Sel surya fotovoltaik telah mengalami tiga generasi pengembangan teknologi:
Generasi Pertama: Teknologi Silikon Kristal
Ini didasarkan pada silikon sebagai bahan inti, dan menampilkan teknologi seperti BSF, PERC, TOPCon, HJT, dan IBC.
Generasi Kedua: Teknologi Film Tipis
Diwakili oleh material seperti Tembaga Indium Galium Selenida (CIGS), Kadmium Telurida (CdTe), dan Galium Arsenida (GaAs), sel film tipis kesulitan bersaing dengan silikon kristal karena efisiensi yang lebih rendah dan biaya yang tinggi (lebih dari $2 miliar per GW investasi). Saat ini, pangsa pasar mereka kurang dari 5%.
Generasi Ketiga: Sel Surya Perovskit dan Organik
Didominasi oleh sel surya perovskit, generasi ini telah mengalami perkembangan pesat dalam beberapa tahun terakhir. Teknologi ini dianggap menjanjikan dan berpotensi melampaui sel silikon kristalin sebagai terobosan selanjutnya dalam bidang fotovoltaik.
Kemajuan dalam Efisiensi Konversi Sel Fotovoltaik
Dibandingkan dengan silikon kristalin, sel perovskit menawarkan efisiensi teoretis yang lebih tinggi dan biaya produksi yang lebih rendah. Sel perovskit sambungan tunggal dan tandem memiliki efisiensi teoretis masing-masing sebesar 33% dan 45%, melampaui batas atas untuk silikon kristalin. Secara ekonomi, biaya jangka panjang modul perovskit sambungan tunggal diproyeksikan sebesar 0,5–0,6 RMB/W, jauh lebih rendah daripada silikon kristalin, menjadikannya fokus utama untuk pengembangan fotovoltaik di masa depan.
Meskipun sel perovskit masih dalam tahap awal industrialisasi, baik perusahaan silikon kristal maupun amorf secara aktif berinvestasi di sektor ini. Berbagai sumber modal juga telah memasuki pasar, memicu minat yang luas dan mempercepat komersialisasi.
Tantangan dan Jalan Menuju Komersialisasi
Sel surya perovskit menghadapi tantangan terkait stabilitas dan proses manufaktur, yang harus diatasi untuk mencapai produksi skala besar. Lini produksi percontohan saat ini masih dalam tahap uji coba. Hambatan utama meliputi peningkatan stabilitas dan efisiensi konversi melalui material dan proses yang lebih baik. Inovasi kunci, seperti material tahan kelembaban dan gas, aditif untuk meningkatkan stabilitas, lapisan pasivasi, dan peralatan canggih, sangat penting untuk mengatasi hambatan ini. Terobosan di bidang ini akan mendorong adopsi industri, dengan produk PV terdistribusi dan produk kelas konsumen kemungkinan akan menjadi skenario aplikasi awal.
Sel Tandem: Kunci untuk Membuka Efisiensi
Dibandingkan dengan sel sambungan tunggal, konfigurasi tandem menawarkan efisiensi yang lebih tinggi. Di antara konfigurasi ini, sel tandem empat terminal silikon-perovskit berkembang lebih cepat menuju komersialisasi karena strukturnya yang lebih sederhana dan manfaat peningkatan efisiensi untuk sel silikon kristal. Sel tandem dua terminal, meskipun lebih kompleks, menyederhanakan struktur sel dan lebih cocok untuk dipasangkan dengan teknologi HJT. Sel tandem perovskit penuh mewakili solusi terbaik, menawarkan efisiensi yang lebih tinggi dan biaya yang lebih rendah.
Persaingan dan Kolaborasi
Para pelopor silikon amorf, seperti GCL Optoelectronics, Xinnano, dan Microquanta, telah memimpin pengembangan perovskit, dengan tujuan memasuki industri PV melalui teknologi baru ini. Sementara itu, perusahaan silikon kristal tradisional memasuki persaingan sedikit lebih lambat, dengan fokus pada teknologi tandem untuk meningkatkan efisiensi sel silikon kristal yang ada.
Perusahaan silikon amorf menghadapi kendala keuangan dan mungkin akan mempercepat pengembangan sel tandem empat terminal untuk memastikan pengembalian yang lebih cepat. Sebaliknya, perusahaan silikon kristal kemungkinan akan mengejar akuisisi perusahaan perovskit inovatif untuk mengintegrasikan kemajuan mereka, yang mengarah pada konsolidasi industri.
Terlepas dari persaingan mereka, perusahaan silikon kristalin dan amorf memiliki tujuan bersama: memajukan industrialisasi teknologi perovskit. Upaya kolaboratif diperkirakan akan mendominasi dalam waktu dekat, karena kedua pihak bekerja untuk mewujudkan potensi penuh aplikasi perovskit di sektor fotovoltaik.
