Ҳуҷайраҳои фотоэлектрикӣ се насли рушди технологӣро аз сар гузаронидаанд:
Насли аввал: Технологияи кремнийи кристаллӣ
Ин ба кремний ҳамчун маводи асосӣ асос ёфтааст ва дорои технологияҳое ба монанди BSF, PERC, TOPCon, HJT ва IBC мебошад.
Насли дуюм: Технологияи плёнкаи тунук
Ҳуҷайраҳои плёнкаи тунук, ки бо маводҳое ба монанди селениди галлий мис индий (CIGS), теллуриди кадмий (CdTe) ва арсениди галлий (GaAs) муаррифӣ мешаванд, аз сабаби самаранокии паст ва хароҷоти баланд (зиёда аз 2 миллиард доллар барои як ГВт сармоягузорӣ) дар рақобат бо кремнийи кристаллӣ душворӣ мекашанд. Айни замон, саҳми бозории онҳо камтар аз 5% аст.
Насли сеюм: Перовскит ва батареяҳои офтобии органикӣ
Ин насл, ки аз ҷониби батареяҳои офтобии перовскитӣ бартарӣ дорад, дар солҳои охир рушди босуръатро аз сар гузаронидааст. Он технологияи умедбахш ҳисобида мешавад, ки метавонад аз батареяҳои кремнийи кристаллӣ ҳамчун як пешрафти навбатӣ дар фотоэлектрика пеш гузарад.
Пешрафт дар самаранокии табдили ҳуҷайраҳои фотоэлектрикӣ
Дар муқоиса бо кремнийи кристаллӣ, ҳуҷайраҳои перовскитӣ самаранокии назариявии баландтар ва хароҷоти камтари истеҳсолӣ доранд. Ҳуҷайраҳои перовскитии якқабатӣ ва тандемӣ самаранокии назариявии мутаносибан 33% ва 45% доранд, ки аз ҳадди ниҳоии кремнийи кристаллӣ зиёдтар аст. Аз ҷиҳати иқтисодӣ, арзиши дарозмуддати модулҳои перовскитии якқабатӣ дар 0,5-0,6 юан/Вт пешбинӣ шудааст, ки нисбат ба кремнийи кристаллӣ ба таври назаррас камтар аст ва онро ба нуқтаи марказии рушди ояндаи фотоэлектрикӣ табдил медиҳад.
Дар ҳоле ки ҳуҷайраҳои перовскитӣ дар марҳилаҳои аввали саноатикунонӣ боқӣ мемонанд, ҳам ширкатҳои кремнийи кристаллӣ ва ҳам аморфӣ фаъолона ба ин бахш сармоягузорӣ мекунанд. Манбаъҳои гуногуни сармоя низ ба бозор ворид шудаанд, ки таваҷҷӯҳи васеъро ба худ ҷалб карда, тиҷоратикунониро суръат бахшидаанд.
Мушкилот ва роҳи тиҷоратӣ
Ҳуҷайраҳои перовскит бо мушкилоти марбут ба устуворӣ ва равандҳои истеҳсолӣ рӯбарӯ мешаванд, ки барои ба даст овардани истеҳсоли миқёси калон бояд ҳал карда шаванд. Хатҳои истеҳсолии озмоишии кунунӣ ҳанӯз дар марҳилаи озмоишӣ қарор доранд. Монеаҳои асосӣ иборатанд аз беҳтар кардани устуворӣ ва самаранокии табдилдиҳӣ тавассути мавод ва равандҳои беҳтар. Навовариҳои асосӣ, ба монанди маводҳои ба намӣ ва газ тобовар, иловаҳо барои беҳтар кардани устуворӣ, қабатҳои пассиватсия ва таҷҳизоти пешрафта, барои бартараф кардани ин монеаҳо муҳиманд. Пешрафтҳо дар ин соҳаҳо боиси қабули саноат хоҳанд шуд ва маҳсулоти паҳншудаи фотоэлектрикӣ ва истеъмолӣ эҳтимолан ҳамчун сенарияҳои аввалини татбиқ хизмат мекунанд.
Ҳуҷайраҳои тандемӣ: Калиди кушодани самаранокӣ
Дар муқоиса бо ҳуҷайраҳои якқабатаи пайвандӣ, конфигуратсияҳои тандем самаранокии баландтарро пешниҳод мекунанд. Дар байни инҳо, ҳуҷайраҳои тандеми чор-терминалии силикон-перовскит бо сабаби сохтори соддатар ва манфиатҳои баланд бардоштани самаранокии худ барои ҳуҷайраҳои силикони кристаллӣ, зудтар ба сӯи тиҷоратӣ пеш мераванд. Ҳуҷайраҳои тандеми ду-терминалӣ, дар ҳоле ки мураккабтаранд, сохтори ҳуҷайраро содда мекунанд ва барои ҷуфтшавӣ бо технологияи HJT беҳтар мувофиқанд. Ҳуҷайраҳои тандеми пурраи перовскитӣ роҳи ҳалли ниҳоиро ифода мекунанд, ки самаранокии боз ҳам баландтар ва хароҷоти камтарро пешниҳод мекунанд.
Рақобат ва ҳамкорӣ
Пешравони кремнийи аморфӣ, ба монанди GCL Optoelectronics, Xinnano ва Microquanta, дар рушди перовскит пешсаф буда, ҳадафи ворид шудан ба саноати фотоэлектронӣ тавассути ин технологияи навро доранд. Дар айни замон, ширкатҳои анъанавии истеҳсоли кремнийи кристаллӣ каме дертар ба ин мусобиқа ворид шуданд ва ба технологияҳои тандемӣ барои баланд бардоштани самаранокии ҳуҷайраҳои кремнийи кристаллии мавҷуда тамаркуз карданд.
Ширкатҳои истеҳсоли кремнийи аморфӣ бо маҳдудиятҳои молиявӣ рӯбарӯ мешаванд ва метавонанд барои таъмини бозгашти зудтар, таҳияи ҳуҷайраҳои тандемии чортерминалиро суръат бахшанд. Баръакс, ширкатҳои кремнийи кристаллӣ эҳтимолан барои муттаҳид кардани пешрафтҳои худ ба хариди ширкатҳои инноватсионии перовскит машғул мешаванд, ки боиси муттаҳидшавии саноат мегардад.
Сарфи назар аз рақобати онҳо, ширкатҳои истеҳсоли кремнийи кристаллӣ ва аморфӣ як ҳадафи муштарак доранд: пешбурди саноатикунонии технологияи перовскит. Интизор меравад, ки дар ояндаи наздик талошҳои муштарак бартарӣ дошта бошанд, зеро ҳарду ҷониб барои амалӣ кардани тамоми имкониятҳои истифодаи перовскит дар бахши фотоэлектрикӣ саъй мекунанд.
