Sel fotovoltaik telah melalui tiga generasi perkembangan teknologi:
Generasi Pertama: Teknologi Silikon Kristal
Ini berdasarkan silikon sebagai bahan teras, menampilkan teknologi seperti BSF, PERC, TOPCon, HJT dan IBC.
Generasi Kedua: Teknologi Filem Nipis
Diwakili oleh bahan-bahan seperti Kuprum Indium Galium Selenida (CIGS), Kadmium Tellurida (CdTe), dan Galium Arsenida (GaAs), sel filem nipis telah bergelut untuk bersaing dengan silikon kristal kerana kecekapan yang lebih rendah dan kos yang tinggi (lebih $2 bilion setiap GW pelaburan). Pada masa ini, bahagian pasaran mereka adalah kurang daripada 5%.
Generasi Ketiga: Sel Suria Perovskit dan Organik
Didominasi oleh sel solar perovskit, generasi ini telah menyaksikan perkembangan pesat dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Ia dianggap sebagai teknologi yang menjanjikan yang mungkin mengatasi sel silikon kristal sebagai kejayaan seterusnya dalam fotovoltaik.
Kemajuan dalam Kecekapan Penukaran Sel Fotovoltaik
Berbanding dengan silikon kristal, sel perovskit menawarkan kecekapan teori yang lebih tinggi dan kos pengeluaran yang lebih rendah. Sel perovskit simpang tunggal dan sel perovskit tandem mempunyai kecekapan teori masing-masing sebanyak 33% dan 45%, mengatasi siling untuk silikon kristal. Secara ekonomi, kos jangka panjang modul perovskit simpang tunggal diunjurkan pada 0.5–0.6 RMB/W, jauh lebih rendah daripada silikon kristal, menjadikannya titik fokus untuk pembangunan fotovoltaik masa hadapan.
Walaupun sel perovskit masih berada di peringkat awal perindustrian, kedua-dua syarikat silikon kristal dan amorfus sedang giat melabur dalam sektor ini. Pelbagai sumber modal juga telah memasuki pasaran, mendorong minat yang meluas dan mempercepatkan pengkomersialan.
Cabaran dan Laluan ke Pengkomersialan
Sel perovskit menghadapi cabaran berkaitan kestabilan dan proses pembuatan, yang mesti diselesaikan untuk mencapai pengeluaran berskala besar. Barisan pengeluaran rintis semasa masih dalam peringkat percubaan. Halangan utama termasuk meningkatkan kestabilan dan kecekapan penukaran melalui bahan dan proses yang lebih baik. Inovasi utama, seperti bahan tahan kelembapan dan gas, bahan tambahan untuk meningkatkan kestabilan, lapisan pasifasi dan peralatan canggih, adalah penting untuk mengatasi halangan ini. Terobosan dalam bidang ini akan memacu penerimaan industri, dengan produk PV teragih dan gred pengguna mungkin berfungsi sebagai senario aplikasi awal.
Sel Tandem: Kunci untuk Membuka Kunci Kecekapan
Berbanding dengan sel simpang tunggal, konfigurasi tandem menawarkan kecekapan yang lebih tinggi. Antaranya, sel tandem empat terminal silikon-perovskit semakin pantas menuju pengkomersialan kerana strukturnya yang lebih ringkas dan manfaat peningkatan kecekapan untuk sel silikon kristal. Sel tandem dua terminal, walaupun lebih kompleks, memperkemas struktur sel dan lebih sesuai untuk dipasangkan dengan teknologi HJT. Sel tandem perovskit penuh mewakili penyelesaian muktamad, menawarkan kecekapan yang lebih tinggi dan kos yang lebih rendah.
Persaingan dan Kerjasama
Perintis silikon amorfus, seperti GCL Optoelectronics, Xinnano dan Microquanta, telah menerajui pembangunan perovskit, dengan tujuan untuk memasuki industri PV melalui teknologi baharu ini. Sementara itu, syarikat silikon kristal tradisional telah memasuki perlumbaan sedikit kemudian, dengan memberi tumpuan kepada teknologi tandem untuk meningkatkan kecekapan sel silikon kristal sedia ada.
Syarikat silikon amorfus menghadapi kekangan kewangan dan mungkin mempercepatkan pembangunan sel tandem empat terminal untuk memastikan pulangan yang lebih cepat. Sebaliknya, syarikat silikon kristal berkemungkinan akan meneruskan pengambilalihan firma perovskit inovatif untuk mengintegrasikan kemajuan mereka, yang membawa kepada penyatuan industri.
Walaupun terdapat persaingan, syarikat silikon kristal dan amorfus berkongsi matlamat yang sama: memajukan perindustrian teknologi perovskit. Usaha kolaboratif dijangka akan mendominasi dalam jangka masa terdekat, memandangkan kedua-dua pihak berusaha ke arah merealisasikan potensi penuh aplikasi perovskit dalam sektor fotovoltaik.
