Qelizat fotovoltaike kanë kaluar nëpër tre breza zhvillimi teknologjik:
Gjenerata e Parë: Teknologjia e Silicit Kristalin
Kjo bazohet në silikon si material bazë, duke paraqitur teknologji të tilla si BSF, PERC, TOPCon, HJT dhe IBC.
Gjenerata e Dytë: Teknologjia e Filmit të Hollë
Të përfaqësuara nga materiale si Bakri, Indiumi, Galiumi, Selenidi (CIGS), Kadmiumi, Telluridi (CdTe) dhe Galiumi, Arsenuridi (GaAs), qelizat me film të hollë kanë pasur vështirësi në konkurrimin me silikonin kristalor për shkak të efikasitetit më të ulët dhe kostove të larta (mbi 2 miliardë dollarë për GW investim). Aktualisht, pjesa e tyre në treg është më pak se 5%.
Gjenerata e Tretë: Perovskiti dhe Qelizat Diellore Organike
E dominuar nga qelizat diellore perovskite, kjo gjeneratë ka parë një zhvillim të shpejtë vitet e fundit. Konsiderohet një teknologji premtuese që mund të tejkalojë qelizat kristalore të silikonit si përparimi i radhës në fotovoltaikë.
Progresi në Efikasitetin e Konvertimit të Qelizave Fotovoltaike
Krahasuar me silicin kristalor, qelizat perovskite ofrojnë efikasitet teorik më të lartë dhe kosto më të ulëta prodhimi. Qelizat perovskite me një kryqëzim dhe ato në tandem kanë efikasitet teorik prej 33% dhe 45%, përkatësisht, duke tejkaluar kufirin për silicin kristalor. Ekonomikisht, kostoja afatgjatë e moduleve perovskite me një kryqëzim të vetëm parashikohet të jetë 0.5–0.6 RMB/W, dukshëm më e ulët se silici kristalor, duke e bërë atë një pikë qendrore për zhvillimin e ardhshëm fotovoltaik.
Ndërsa qelizat perovskite mbeten në fazat e hershme të industrializimit, kompanitë si të silikonit kristalor ashtu edhe të atij amorf po investojnë në mënyrë aktive në këtë sektor. Burime të ndryshme kapitali kanë hyrë gjithashtu në treg, duke nxitur interes të gjerë dhe duke përshpejtuar komercializimin.
Sfidat dhe Rruga drejt Komercializimit
Qelizat perovskite përballen me sfida që lidhen me stabilitetin dhe proceset e prodhimit, të cilat duhet të zgjidhen për të arritur prodhim në shkallë të gjerë. Linjat aktuale pilot të prodhimit janë ende në fazën e provës. Pengesa kryesore përfshijnë përmirësimin e stabilitetit dhe efikasitetit të konvertimit përmes materialeve dhe proceseve më të mira. Inovacionet kryesore, të tilla si materialet rezistente ndaj lagështirës dhe gazit, aditivët për të rritur stabilitetin, shtresat e pasivizimit dhe pajisjet e përparuara, janë thelbësore për kapërcimin e këtyre barrierave. Përparimet në këto fusha do të nxisin miratimin e industrisë, me produktet fotovoltaike të shpërndara dhe produktet e nivelit të konsumatorit që ka të ngjarë të shërbejnë si skenarë fillestarë të aplikimit.
Qelizat Tandem: Një çelës për zhbllokimin e efikasitetit
Krahasuar me qelizat me një kryqëzim të vetëm, konfigurimet në tandem ofrojnë efikasitet më të lartë. Midis këtyre, qelizat në tandem me katër terminale silic-perovskit po përparojnë më shpejt drejt komercializimit për shkak të strukturës së tyre më të thjeshtë dhe përfitimeve që rrisin efikasitetin për qelizat kristalore të silikonit. Qelizat në tandem me dy terminale, ndërsa janë më komplekse, e përmirësojnë strukturën e qelizave dhe janë më të përshtatshme për çiftëzimin me teknologjinë HJT. Qelizat në tandem me perovskit të plotë përfaqësojnë zgjidhjen përfundimtare, duke ofruar efikasitet edhe më të lartë dhe kosto më të ulëta.
Konkurrenca dhe Bashkëpunimi
Pionierët e silikonit amorf, të tillë si GCL Optoelectronics, Xinnano dhe Microquanta, kanë udhëhequr zhvillimin e perovskitit, duke synuar të hyjnë në industrinë fotovoltaike përmes kësaj teknologjie të re. Ndërkohë, kompanitë tradicionale të silikonit kristalor kanë hyrë në garë pak më vonë, duke u përqendruar në teknologjitë tandem për të rritur efikasitetin e qelizave ekzistuese të silikonit kristalor.
Kompanitë e silikonit amorf përballen me kufizime financiare dhe mund të përshpejtojnë zhvillimin e qelizave tandem me katër terminale për të siguruar kthime më të shpejta. Anasjelltas, kompanitë e silikonit kristalor ka të ngjarë të ndjekin blerjet e firmave inovative të perovskitit për të integruar përparimet e tyre, duke çuar në konsolidimin e industrisë.
Pavarësisht konkurrencës së tyre, kompanitë e silikonit kristalor dhe amorf ndajnë një qëllim të përbashkët: avancimin e industrializimit të teknologjisë së perovskitit. Përpjekjet bashkëpunuese pritet të dominojnë në afat të shkurtër, ndërsa të dyja palët punojnë drejt realizimit të potencialit të plotë të aplikimeve të perovskitit në sektorin fotovoltaik.
