Na tle globalnej transformacji energetycznej, fotowoltaika , jako czysta i odnawialna forma energii, odgrywa coraz ważniejszą rolę. Ciągły rozwój technologii ogniw fotowoltaicznych napędza dynamiczny rozwój przemysłu fotowoltaicznego. Obecnie wiele szlaków technicznych, takich jak PERC, TOPCon, heterozłącze (HJT) i IBC, wykazuje kwitnący trend, a każdy z nich ukazuje swoje unikalne zalety i potencjał.
Proces produkcji ogniw PERC jest stosunkowo prosty, a koszt niski. Obecna efektywność konwersji w produkcji masowej jest bliska teoretycznej granicy 24,5%. Choć w przeszłości odgrywał on ważną rolę w obliczu wyższych wymagań w zakresie wydajności, przestrzeń rozwojowa ogniw PERC jest stosunkowo ograniczona.
Ogniwa TOPCon to tunelowe ogniwa kontaktowe z pasywacją tlenkową. Podstawową zasadą jest osadzenie warstwy tlenku krzemu na tylnej stronie płytki krzemowej typu n, a następnie osadzenie warstwy silnie domieszkowanej folii polikrzemowej. Technologia ta ma wyższą teoretyczną granicę wydajności: teoretyczna granica sprawności jednostronnych ogniw TOPCon typu n wynosi 27,1%, a dwustronnej pasywacji polikrzemowej TOPCon wynosi 28,7%. W porównaniu z ogniwami PERC, ogniwa TOPCon mają większe możliwości poprawy wydajności w przyszłości. Są kompatybilne z istniejącym wyposażeniem linii produkcyjnej PERC, a część istniejącego sprzętu można wykorzystać do modernizacji i transformacji, zmniejszając koszty inwestycji i ryzyko techniczne. Jednocześnie mają zalety w postaci niskiego poziomu tłumienia i wysokich kosztów produkcji masowej, dzięki czemu ogniwa TOPCon są stopniowo powszechnie akceptowane przez producentów przemysłowych.
Ogniwa heterozłączowe (HJT) wykorzystują amorficzne osadzanie krzemu do tworzenia heterozłączy jako warstw pasywacyjnych na bazie płytek krzemowych typu n. Jego zaletą jest to, że wydajność konwersji w produkcji masowej jest wysoka, a najwyższa wydajność konwersji w laboratorium sięga 29,5%. Łączy w sobie zalety ogniw z krzemu krystalicznego i ogniw cienkowarstwowych i charakteryzuje się wysoką wydajnością konwersji, niską temperaturą procesu, wysoką stabilnością, niskim współczynnikiem tłumienia i dwustronnym wytwarzaniem energii. Jednakże ogniwa HJT wiążą się również z pewnymi wyzwaniami, takimi jak modernizacja linii produkcyjnej przy użyciu istniejącego sprzętu oraz wysokie koszty sprzętu i materiałów.
Ogniwa IBC to ogólne określenie ogniw fotowoltaicznych z tylnym kontaktem, w tym IBC, HBC, TBC, HPBC itp. W przypadku płytek krzemowych typu n jako podłoża nie ma linii siatki na przedniej stronie, co eliminuje utratę cieniowania siatki elektroda liniowa. Jego teoretyczna sprawność konwersji wynosi 29,1%. Jego zaletą jest brak linii siatki na powierzchni, co zmniejsza straty optyczne. Struktura IBC może teoretycznie zwiększyć wydajność konwersji fotoelektrycznej o 0,6-0,7%. Jednakże ogniwa IBC mają wysokie wymagania dotyczące materiałów podłoża, skomplikowanych procesów i trudności w masowej produkcji, co również ogranicza ich zastosowanie na dużą skalę.
Perowskitowe ogniwa fotowoltaiczne wykorzystują perowskitowe materiały strukturalne jako materiały pochłaniające światło. Charakteryzują się wysoką wydajnością konwersji energii, niską ceną i niewielką wagą. Obecnie znajdują się one na wczesnym etapie industrializacji. Jego teoretyczna wydajność konwersji może osiągnąć 26,1%, a teoretyczna wydajność ogniw ułożonych w całości z perowskitu może sięgać nawet 44%. Chociaż ogniwa perowskitowe w dalszym ciągu stoją przed wyzwaniami w zakresie stabilności i przygotowania wielkopowierzchniowego, w ostatnich latach szybko się rozwinęły i stały się kluczowym kierunkiem badań i rozwoju wielu instytucji naukowo-badawczych i przedsiębiorstw.
Technologia ogniw fotowoltaicznych jest w fazie szybkiego rozwoju, a konkurencja i współpraca wielu szlaków technicznych będzie sprzyjać ciągłemu postępowi branży. Oczekuje się, że w perspektywie krótkoterminowej technologie takie jak TOPCon i IBC będą szybko rozszerzać się w różnych scenariuszach zastosowań, wraz z ich odpowiednimi zaletami; i heterozłącza (HJT) również będą miały silną konkurencyjność rynkową po rozwiązaniu problemu kosztów.
W dłuższej perspektywie, wraz z dalszymi przełomami technologicznymi i redukcją kosztów, różne szlaki techniczne mogą stopniowo się łączyć lub pojawiać się nowe, korzystniejsze technologie. Oczekuje się, że nowe technologie, takie jak perowskit i ogniwa warstwowe z perowskitu i krzemu krystalicznego, spowodują większy postęp w przyszłości i przyniosą nowe zmiany w przemyśle fotowoltaicznym.
