Photovoltaikzellen hunn dräi Generatioune vun technologescher Entwécklung duerchgemaach:
Éischt Generatioun: Kristallin Silizium Technologie
Dëst baséiert op Silizium als Kärmaterial, mat Technologien wéi BSF, PERC, TOPCon, HJT an IBC.
Zweet Generatioun: Dënnfilmtechnologie
Dënnschichtzellen, déi duerch Materialien wéi Kofferindium-Galliumselenid (CIGS), Cadmiumtellurid (CdTe) a Galliumarsenid (GaAs) representéiert ginn, hunn et schwéier, mat kristallinem Silizium ze konkurréieren, well se manner effizient sinn an den héije Käschten (iwwer 2 Milliarden Dollar pro GW Investitioun) hunn. Aktuell ass hire Maartundeel manner wéi 5%.
Drëtt Generatioun: Perovskit an organesch Solarzellen
Dës Generatioun, déi vu Perowskit-Solarzellen dominéiert gëtt, huet sech an de leschte Jore séier entwéckelt. Si gëllt als eng villverspriechend Technologie, déi kristallin Siliziumzellen als den nächsten Duerchbroch an der Photovoltaik kéint iwwerhuelen.
Fortschrëtter an der Effizienz vun der Photovoltaikzellenkonversioun
Am Verglach mat kristallinem Silizium bidden Perovskit-Zellen eng méi héich theoretesch Effizienz a méi niddreg Produktiounskäschten. Single-Junction- an Tandem-Perovskit-Zellen hunn theoretesch Effizienzen vun 33% respektiv 45%, wat d'Limit fir kristallint Silizium iwwerschreit. Wirtschaftlech ginn déi laangfristeg Käschte vu Single-Junction-Perovskit-Moduler op 0,5–0,6 RMB/W virausgesot, wat däitlech méi niddreg ass wéi bei kristallinem Silizium, wat et zu engem Schwéierpunkt fir zukünfteg photovoltaesch Entwécklung mécht.
Wärend Perovskit-Zellen nach ëmmer an der fréier Phas vun der Industrialiséierung sinn, investéiere souwuel kristallint wéi och amorph Siliziumfirmen aktiv an dëse Secteur. Verschidde Kapitalquellen sinn och op de Maart komm, wat e grousst Interessi ugedriwwen an d'Kommerzialiséierung beschleunegt huet.
Erausfuerderungen a Wee zur Kommerzialiséierung
Perovskit-Zelle stinn virun Erausfuerderungen am Zesummenhang mat der Stabilitéit an de Produktiounsprozesser, déi musse geléist ginn, fir eng grouss Produktioun z'erreechen. Déi aktuell Pilotproduktiounslinne sinn nach ëmmer an der Testphase. Zu den Haapthindernisser gehéiert d'Verbesserung vun der Stabilitéit an der Konversiounseffizienz duerch besser Materialien a Prozesser. Schlësselinnovatiounen, wéi fiichtegkeets- a gasbeständeg Materialien, Zousätz fir d'Stabilitéit ze verbesseren, Passivéierungsschichten a fortgeschratt Ausrüstung, si wesentlech fir dës Barrièren ze iwwerwannen. Duerchbréch an dëse Beräicher wäerten d'Adoptioun an der Industrie förderen, woubäi verdeelt PV a Konsumenteprodukter wahrscheinlech als initial Uwendungsszenarie déngen.
Tandemzellen: E Schlëssel fir d'Effizienz ze stäerken
Am Verglach mat Zellen mat enger Verbindungspunktioun bidden Tandemkonfiguratiounen eng méi héich Effizienz. Dorënner kommen déi véierterminal Tandemzellen aus Silizium-Perowskit méi séier a Richtung Kommerzialiséierung vir, wéinst hirer méi einfacher Struktur an hiren effizienzsteigerende Virdeeler fir kristallin Siliziumzellen. Zweeterminal Tandemzellen, obwuel méi komplex, rationaliséieren d'Zellstruktur a si besser geegent fir mat der HJT-Technologie ze kombinéieren. Vollperowskit Tandemzellen stellen déi ultimativ Léisung duer, andeems se nach méi héich Effizienz a méi niddreg Käschten ubidden.
Konkurrenz a Kooperatioun
Pionéier am Beräich vum amorphe Silizium, wéi GCL Optoelectronics, Xinnano a Microquanta, hunn d'Entwécklung vu Perowskit ugefouert a wëllen duerch dës nei Technologie an d'PV-Industrie antrieden. Mëttlerweil sinn traditionell Firmen am Beräich vum kristalline Silizium e bësse méi spéit an de Rennen agaangen a konzentréiere sech op Tandem-Technologien, fir d'Effizienz vun existente kristalline Siliziumzellen ze verbesseren.
Amorph Siliziumfirmen hunn finanziell Schwankungen a kéinten d'Entwécklung vu véierterminalen Tandemzellen beschleunegen, fir méi séier Renditen ze garantéieren. Am Géigendeel, kristallin Siliziumfirmen wäerten d'Acquisitioune vun innovativen Perovskitfirmen wahrscheinlech verfollegen, fir hir Fortschrëtter z'integréieren, wat zu enger Industriekonsolidéierung féiert.
Trotz hirer Konkurrenz deelen d'Firmen, déi kristallint an amorpht Silizium produzéieren, e gemeinsamt Zil: d'Industrialiséierung vun der Perovskit-Technologie virunzedreiwen. Et gëtt erwaart, datt d'Zesummenaarbecht an nächster Zukunft dominéiert, well béid Säiten dorun schaffen, dat vollt Potenzial vun de Perovskit-Applikatiounen am Photovoltaiksecteur ze realiséieren.
