På baggrund af global energitransformation, solcelleanlæg , som en ren og vedvarende energiform, spiller en stadig vigtigere rolle. Den kontinuerlige udvikling af solcelleteknologi driver den kraftige udvikling af solcelleindustrien. På nuværende tidspunkt viser flere tekniske ruter såsom PERC, TOPCon, heterojunction (HJT) og IBC en blomstrende tendens, der hver viser sine unikke fordele og potentiale.
Fremstillingsprocessen af PERC-celler er relativt enkel, og omkostningerne er lave. Den nuværende masseproduktions konverteringseffektivitet er tæt på dens teoretiske grænse på 24,5%. Selvom det har spillet en vigtig rolle i fortiden, står over for højere effektivitetskrav, er udviklingsrummet for PERC-celler relativt begrænset.
TOPCon-celler er tunnelende oxidpassiveringskontaktceller. Grundprincippet er at afsætte et lag siliciumoxid på bagsiden af en n-type siliciumwafer og derefter afsætte et lag af stærkt doteret polysiliciumfilm. Denne teknologi har en højere teoretisk effektivitetsgrænse: den teoretiske effektivitetsgrænse for n-type enkeltsidede TOPCon-celler er 27,1 %, og den for dobbeltsidet polysiliciumpassivering TOPCon er 28,7 %. Sammenlignet med PERC-celler har TOPCon-celler større plads til effektivitetsforbedringer i fremtiden. De er kompatible med eksisterende PERC produktionslinjeudstyr, og noget eksisterende udstyr kan bruges til opgradering og transformation, hvilket reducerer investeringsomkostninger og tekniske risici. Samtidig har de fordelene ved lav dæmpningsydeevne og høje masseproduktionsomkostninger, hvilket gør TOPCon-celler til efterhånden bredt udbredt af industriproducenter.
Heterojunction (HJT) celler bruger amorf silicium aflejring til at danne heterojunctions som passiveringslag på basis af n-type silicium wafers. Dens fordel er, at masseproduktionens konverteringseffektivitet er høj, og den højeste laboratoriekonverteringseffektivitet når 29,5%. Det kombinerer fordelene ved krystallinske siliciumceller og tyndfilmsceller og har karakteristika af høj konverteringseffektivitet, lav procestemperatur, høj stabilitet, lav dæmpningshastighed og bifacial energiproduktion. HJT-celler har dog også nogle udfordringer, såsom produktionslinjen opgraderet af eksisterende udstyr, og udstyrs- og materialeomkostningerne er høje.
IBC-celler er en generel betegnelse for tilbage-kontakt fotovoltaiske celler, herunder IBC, HBC, TBC, HPBC osv. Med n-type silicium wafer som substrat er der ingen gitterlinje på forsiden, hvilket eliminerer skyggetabet af gitteret linjeelektrode. Dens teoretiske konverteringseffektivitet er 29,1%. Dens fordel er, at der ikke er nogen gitterlinje på overfladen, hvilket reducerer optisk tab. IBC-strukturen kan teoretisk øge den fotoelektriske konverteringseffektivitet med 0,6-0,7%. Imidlertid har IBC-celler høje krav til substratmaterialer, komplekse processer og vanskeligheder ved masseproduktion, hvilket også begrænser dens anvendelse i stor skala.
Perovskite fotovoltaiske celler bruger perovskit strukturelle materialer som lysabsorberende materialer. De har karakteristika af høj energikonverteringseffektivitet, lav pris og lav vægt. De er i øjeblikket i de tidlige stadier af industrialiseringen. Dens teoretiske konverteringseffektivitet kan nå op på 26,1 %, og den teoretiske effektivitet af stablede celler i hele perovskit kan være så høj som 44 %. Selvom perovskitceller stadig står over for udfordringer i stabilitet og forberedelse af store områder, har de udviklet sig hurtigt i de senere år og er blevet den vigtigste forsknings- og udviklingsretning for mange videnskabelige forskningsinstitutioner og virksomheder.
Fotovoltaisk celleteknologi er i et stadie af hurtig udvikling, og konkurrencen og samarbejdet mellem flere tekniske ruter vil fremme industriens fortsatte fremskridt. På kort sigt forventes teknologier som TOPCon og IBC hurtigt at ekspandere i forskellige anvendelsesscenarier med deres respektive fordele; og heterojunction (HJT) teknologi vil også have en stærk markedskonkurrenceevne efter at have løst omkostningsproblemet.
På sigt kan forskellige tekniske ruter gradvist smelte sammen med yderligere teknologiske gennembrud og omkostningsreduktioner, eller nye og mere fordelagtige teknologier kan dukke op. Nye teknologier såsom perovskit og perovskit-krystallinske silicium stablede celler forventes at gøre større fremskridt i fremtiden og bringe nye ændringer til solcelleindustrien.3
