Küresel enerji dönüşümünün arka planında, fotovoltaik Temiz ve yenilenebilir bir enerji türü olarak giderek daha önemli bir rol oynuyor. Fotovoltaik hücre teknolojisinin sürekli gelişimi, fotovoltaik endüstrisinin güçlü gelişimine yön vermektedir. Şu anda PERC, TOPCon, heterojunction (HJT) ve IBC gibi çok sayıda teknik rota, her biri kendine özgü avantajlarını ve potansiyelini gösteren gelişen bir trend gösteriyor.
PERC hücrelerinin üretim süreci nispeten basittir ve maliyeti düşüktür. Mevcut seri üretim dönüşüm verimliliği %24,5 olan teorik sınırına yakındır. Geçmişte daha yüksek verimlilik gereksinimleriyle karşı karşıya kalarak önemli bir rol oynamış olmasına rağmen PERC hücrelerinin geliştirme alanı nispeten sınırlıdır.
TOPCon hücreleri tünel oluşturan oksit pasifleştirme kontak hücreleridir. Temel prensip, n-tipi bir silikon levhanın arkasına bir silikon oksit tabakası yerleştirmek ve ardından ağır katkılı polisilikon film tabakasını biriktirmektir. Bu teknolojinin teorik verimlilik sınırı daha yüksektir: n tipi tek taraflı TOPCon hücrelerinin teorik verimlilik sınırı %27,1'dir ve çift taraflı polisilikon pasifleştirme TOPCon'un teorik verimlilik sınırı %28,7'dir. PERC hücreleriyle karşılaştırıldığında TOPCon hücreleri gelecekte verimlilik artışı için daha fazla alana sahiptir. Mevcut PERC üretim hattı ekipmanlarıyla uyumludurlar ve mevcut ekipmanların bir kısmı yükseltme ve dönüşüm için kullanılarak yatırım maliyetlerini ve teknik riskleri azaltabilirler. Aynı zamanda, düşük zayıflama performansı ve yüksek seri üretim maliyet performansı avantajlarına da sahipler ve bu da TOPCon hücrelerinin endüstri üreticileri tarafından giderek yaygın olarak benimsenmesini sağlıyor.
Heteroeklem (HJT) hücreleri, n-tipi silikon levhalar temelinde pasifleştirme katmanları olarak heterobağlantılar oluşturmak için amorf silikon birikimini kullanır. Avantajı, seri üretim dönüşüm verimliliğinin yüksek olması ve en yüksek laboratuvar dönüşüm verimliliğinin %29,5'e ulaşmasıdır. Kristalin silikon hücrelerin ve ince film hücrelerin avantajlarını birleştirir ve yüksek dönüşüm verimliliği, düşük işlem sıcaklığı, yüksek stabilite, düşük zayıflama oranı ve iki yüzeyli güç üretimi özelliklerine sahiptir. Bununla birlikte, HJT hücrelerinin üretim hattının mevcut ekipmanlarla yenilenmesi ve ekipman ve malzeme maliyetlerinin yüksek olması gibi bazı zorlukları da vardır.
IBC hücreleri, IBC, HBC, TBC, HPBC vb. dahil olmak üzere arka temaslı fotovoltaik hücreler için genel bir terimdir. Alt tabaka olarak n-tipi silikon plaka kullanıldığında, ön tarafta ızgara çizgisi yoktur, bu da ızgaradaki gölge kaybını ortadan kaldırır. hat elektrodu. Teorik dönüşüm verimliliği %29,1'dir. Avantajı yüzeyde ızgara çizgisi olmaması, dolayısıyla optik kaybın azalmasıdır. IBC yapısı teorik olarak fotoelektrik dönüşüm verimliliğini %0,6-0,7 oranında artırabilir. Bununla birlikte, IBC hücrelerinin substrat malzemelerine yönelik yüksek gereksinimleri, karmaşık süreçleri ve seri üretimdeki zorlukları vardır ve bu da onun büyük ölçekli uygulamasını sınırlamaktadır.
Perovskit fotovoltaik hücreler, ışık emici malzemeler olarak perovskit yapısal malzemeleri kullanır. Yüksek enerji dönüşüm verimliliği, düşük fiyat ve hafiflik özelliklerine sahiptirler. Şu anda sanayileşmenin ilk aşamalarındalar. Teorik dönüşüm verimliliği %26,1'e ulaşabilir ve tamamen perovskit yığılmış hücrelerin teorik verimliliği %44'e kadar çıkabilir. Perovskit hücreleri stabilite ve geniş alan hazırlığı konusunda hâlâ zorluklarla karşı karşıya olsa da, son yıllarda hızla geliştiler ve birçok bilimsel araştırma kurumu ve girişiminin temel araştırma ve geliştirme yönü haline geldiler.
Fotovoltaik hücre teknolojisi hızlı bir gelişme aşamasındadır ve birden fazla teknik yolun rekabeti ve işbirliği, endüstrinin sürekli ilerlemesini teşvik edecektir. Kısa vadede TOPCon ve IBC gibi teknolojilerin farklı uygulama senaryolarında kendi avantajlarıyla birlikte hızla yaygınlaşması bekleniyor; ve heteroeklem (HJT) teknolojisi de maliyet sorununu çözdükten sonra güçlü bir pazar rekabet gücüne sahip olacaktır.
Uzun vadede daha fazla teknolojik atılım ve maliyet düşüşüyle birlikte çeşitli teknik yollar yavaş yavaş birleşebilir veya yeni ve daha avantajlı teknolojiler ortaya çıkabilir. Perovskit ve perovskit-kristalin silikon yığınlı hücreler gibi yeni gelişen teknolojilerin gelecekte daha büyük ilerleme kaydetmesi ve fotovoltaik endüstrisine yeni değişiklikler getirmesi bekleniyor.
