Фотоволтаичните ќелии поминале низ три генерации на технолошки развој:
Прва генерација: Технологија на кристален силициум
Ова е базирано на силикон како основен материјал, со технологии како што се BSF, PERC, TOPCon, HJT и IBC.
Втора генерација: Тенкофилмска технологија
Претставени со материјали како бакар индиум галиум селенид (CIGS), кадмиум телурид (CdTe) и галиум арсенид (GaAs), тенкослојните ќелии се борат да се натпреваруваат со кристалниот силициум поради пониската ефикасност и високите трошоци (над 2 милијарди долари по гигават инвестиција). Во моментов, нивниот пазарен удел е помал од 5%.
Трета генерација: Перовскит и органски сончеви ќелии
Доминирана од перовскитни сончеви ќелии, оваа генерација доживеа брз развој во последниве години. Се смета за ветувачка технологија што може да ги надмине кристалните силициумски ќелии како следен пробив во фотоволтаиците.
Напредок во ефикасноста на конверзијата на фотоволтаични ќелии
Во споредба со кристалниот силициум, перовскитните ќелии нудат поголема теоретска ефикасност и пониски трошоци за производство. Едноспојните и тандемските перовскитни ќелии имаат теоретска ефикасност од 33% и 45%, соодветно, надминувајќи го плафонот за кристален силициум. Економски, долгорочната цена на едноспојните перовскитни модули е проектирана на 0,5–0,6 RMB/W, значително пониска од кристалниот силициум, што го прави фокусна точка за иден развој на фотоволтаичните системи.
Иако перовскитните ќелии се уште се во раните фази на индустријализација, компаниите за кристален и аморфен силициум активно инвестираат во овој сектор. Различни извори на капитал, исто така, влегоа на пазарот, поттикнувајќи широк интерес и забрзувајќи ја комерцијализацијата.
Предизвици и пат кон комерцијализација
Перовскитните ќелии се соочуваат со предизвици поврзани со стабилноста и производствените процеси, кои мора да се решат за да се постигне производство во голем обем. Тековните пилот-производствени линии се сè уште во фаза на тестирање. Примарните пречки вклучуваат подобрување на стабилноста и ефикасноста на конверзијата преку подобри материјали и процеси. Клучните иновации, како што се материјали отпорни на влага и гас, адитиви за подобрување на стабилноста, слоеви за пасивација и напредна опрема, се неопходни за надминување на овие бариери. Пробивите во овие области ќе го поттикнат усвојувањето на индустријата, при што дистрибуираните фотоволтаични системи и производите за широка потрошувачка веројатно ќе послужат како почетни сценарија за примена.
Тандем ќелии: Клуч за отклучување на ефикасноста
Во споредба со едноспојните ќелии, тандем конфигурациите нудат поголема ефикасност. Меѓу нив, силициум-перовскитните четиритерминални тандем ќелии напредуваат побрзо кон комерцијализација поради нивната поедноставна структура и придобивките од зголемување на ефикасноста за кристалните силициумски ќелии. Двотерминалните тандем ќелии, иако се посложени, ја поедноставуваат структурата на ќелиите и се посоодветни за спарување со HJT технологијата. Целосно перовскитните тандем ќелии претставуваат врвно решение, нудејќи уште поголема ефикасност и пониски трошоци.
Конкуренција и соработка
Пионерите на аморфниот силициум, како што се GCL Optoelectronics, Xinnano и Microquanta, го предводеа развојот на перовскитот, со цел да влезат во фотоволтаичната индустрија преку оваа нова технологија. Во меѓувреме, традиционалните компании за кристален силициум влегоа во трката малку подоцна, фокусирајќи се на тандем технологии за подобрување на ефикасноста на постојните кристални силициумски ќелии.
Компаниите за аморфен силициум се соочуваат со финансиски ограничувања и може да го забрзаат развојот на четиритерминални тандем ќелии за да обезбедат побрза заработка. Спротивно на тоа, компаниите за кристален силициум веројатно ќе продолжат со аквизиции на иновативни фирми за перовскит за да ги интегрираат своите достигнувања, што ќе доведе до консолидација на индустријата.
И покрај конкуренцијата, компаниите за кристален и аморфен силициум делат заедничка цел: унапредување на индустријализацијата на перовскитната технологија. Се очекува соработката да доминира во блиска иднина, бидејќи двете страни работат на реализација на целосниот потенцијал на перовскитните апликации во фотоволтаичниот сектор.
