Ljósvirkjar hafa gengið í gegnum þrjár kynslóðir tækniþróunar:
Fyrsta kynslóð: Kristallað kísilltækni
Þetta byggir á kísil sem kjarnaefni, með tækni eins og BSF, PERC, TOPCon, HJT og IBC.
Önnur kynslóð: Þunnfilmutækni
Þunnfilmufrumur, sem samanstanda af efnum eins og koparindíumgallíumseleníði (CIGS), kadmíumtellúríði (CdTe) og gallíumarseníði (GaAs), hafa átt erfitt með að keppa við kristallað kísill vegna minni skilvirkni og mikils kostnaðar (yfir 2 milljarðar Bandaríkjadala á hvert GW af fjárfestingu). Eins og er er markaðshlutdeild þeirra minni en 5%.
Þriðja kynslóð: Perovskít og lífrænar sólarsellur
Þessi kynslóð sólarsella, sem eru ríkjandi í perovskíti, hefur þróast hratt á undanförnum árum. Hún er talin efnileg tækni sem gæti tekið fram úr kristallaðri kísilsellu sem næsta bylting í sólarorku.
Framfarir í skilvirkni umbreytingar ljósrafmagnsfrumna
Í samanburði við kristallað kísill bjóða perovskítfrumur upp á meiri fræðilega skilvirkni og lægri framleiðslukostnað. Perovskítfrumur með einum tengipunkti og tandemfrumur hafa fræðilega skilvirkni upp á 33% og 45%, talið í sömu röð, sem er umfram hámarkið fyrir kristallað kísill. Efnahagslega er áætlaður langtímakostnaður perovskíteininga með einum tengipunkti 0,5–0,6 RMB/W, sem er töluvert lægri en fyrir kristallað kísill, sem gerir þær að brennidepli fyrir framtíðarþróun sólarorkuvera.
Þótt perovskítfrumur séu enn á frumstigi iðnvæðingar, eru bæði kristallaðar og ókristölluð kísillfyrirtæki að fjárfesta virkt í þessum geira. Ýmsar fjármagnsuppsprettur hafa einnig komið inn á markaðinn, sem hefur ýtt undir mikinn áhuga og hraðað markaðssetningu.
Áskoranir og leið til markaðssetningar
Perovskítfrumur standa frammi fyrir áskorunum sem tengjast stöðugleika og framleiðsluferlum, sem verður að leysa til að ná stórfelldri framleiðslu. Núverandi tilraunaframleiðslulínur eru enn á tilraunastigi. Helstu hindranirnar eru meðal annars að bæta stöðugleika og skilvirkni umbreytingar með betri efnum og ferlum. Lykilnýjungar, svo sem raka- og gasþolin efni, aukefni til að auka stöðugleika, óvirkjunarlög og háþróaður búnaður, eru nauðsynlegar til að yfirstíga þessar hindranir. Byrtingar á þessum sviðum munu knýja áfram notkun iðnaðarins, þar sem dreifðar sólarorkuver og neytendavörur munu líklega verða fyrstu notkunarsviðsmyndir.
Tandem-frumur: Lykillinn að því að opna skilvirkni
Í samanburði við einhliða frumur bjóða tandem-stillingar upp á meiri skilvirkni. Meðal þessara eru fjögurra enda tandem-frumur úr kísil-perovskíti að þróast hraðar í átt að markaðssetningu vegna einfaldari uppbyggingar þeirra og aukinnar skilvirkni fyrir kristallaðar kísilfrumur. Tvíenda tandem-frumur, þótt þær séu flóknari, hagræða frumubyggingu og henta betur til pörunar við HJT tækni. Full-perovskít tandem-frumur eru fullkomin lausn, bjóða upp á enn meiri skilvirkni og lægri kostnað.
Samkeppni og samstarf
Frumkvöðlar í þróun ókristölluðs kísils, eins og GCL Optoelectronics, Xinnano og Microquanta, hafa verið leiðandi í þróun perovskíts og stefna að því að komast inn í sólarorkuiðnaðinn með þessari nýju tækni. Á sama tíma hafa hefðbundin kristallað kísillfyrirtæki komið aðeins síðar inn í keppnina og einbeitt sér að samhliða tækni til að auka skilvirkni núverandi kristallaðra kísilsella.
Fyrirtæki sem framleiða ókristölluð kísill standa frammi fyrir fjárhagslegum takmörkunum og gætu hraðað þróun fjögurra tengipunkta tandemfrumu til að tryggja hraðari ávöxtun. Aftur á móti eru fyrirtæki sem framleiða kristallað kísill líkleg til að sækjast eftir yfirtökum á nýstárlegum perovskítfyrirtækjum til að samþætta framfarir þeirra, sem leiðir til samþjöppunar í greininni.
Þrátt fyrir samkeppni sína eiga fyrirtæki sem framleiða kristallað og ókristallað kísill sameiginlegt markmið: að efla iðnvæðingu perovskíttækni. Gert er ráð fyrir að samstarf verði ráðandi á næstunni, þar sem báðir aðilar vinna að því að nýta alla möguleika perovskítnotkunar í sólarorkugeiranum.
