Tegen de achtergrond van de mondiale energietransformatie fotovoltaïsche energie als schone en hernieuwbare vorm van energie speelt een steeds belangrijkere rol. De voortdurende vooruitgang van de fotovoltaïsche celtechnologie stimuleert de krachtige ontwikkeling van de fotovoltaïsche industrie. Momenteel laten meerdere technische routes zoals PERC, TOPCon, heterojunction (HJT) en IBC een bloeiende trend zien, waarbij elk zijn unieke voordelen en potentieel laat zien.
Het productieproces van PERC-cellen is relatief eenvoudig en de kosten zijn laag. De huidige conversie-efficiëntie voor massaproductie ligt dicht bij de theoretische limiet van 24,5%. Hoewel het in het verleden een belangrijke rol heeft gespeeld en te maken kreeg met hogere efficiëntie-eisen, is de ontwikkelingsruimte van PERC-cellen relatief beperkt.
TOPCon-cellen zijn tunnelende oxide-passiveringscontactcellen. Het basisprincipe is het aanbrengen van een laag siliciumoxide op de achterkant van een n-type siliciumwafel, en vervolgens het aanbrengen van een laag zwaar gedoteerde polysiliciumfilm. Deze technologie heeft een hogere theoretische efficiëntielimiet: de theoretische efficiëntielimiet van n-type enkelzijdige TOPCon-cellen is 27,1%, en die van dubbelzijdige polysiliciumpassivering TOPCon is 28,7%. Vergeleken met PERC-cellen hebben TOPCon-cellen in de toekomst meer ruimte voor efficiëntieverbetering. Ze zijn compatibel met bestaande PERC-productielijnapparatuur, en sommige bestaande apparatuur kan worden gebruikt voor upgrades en transformaties, waardoor de investeringskosten en technische risico's worden verminderd. Tegelijkertijd hebben ze de voordelen van lage dempingsprestaties en hoge massaproductiekosten, waardoor TOPCon-cellen geleidelijk aan breed worden overgenomen door industriële fabrikanten.
Heterojunctie (HJT)-cellen gebruiken amorfe siliciumafzetting om heterojuncties te vormen als passivatielagen op basis van n-type siliciumwafels. Het voordeel is dat de conversie-efficiëntie van massaproductie hoog is en dat de hoogste conversie-efficiëntie in laboratorium 29,5% bedraagt. Het combineert de voordelen van kristallijne siliciumcellen en dunnefilmcellen, en heeft de kenmerken van hoge conversie-efficiëntie, lage procestemperatuur, hoge stabiliteit, lage verzwakkingssnelheid en tweezijdige energieopwekking. HJT-cellen hebben echter ook enkele uitdagingen, zoals de productielijn die is geüpgraded door bestaande apparatuur, en de apparatuur- en materiaalkosten zijn hoog.
IBC-cellen zijn een algemene term voor fotovoltaïsche cellen met achtercontact, waaronder IBC, HBC, TBC, HPBC, enz. Met siliciumwafels van het n-type als substraat is er geen rasterlijn aan de voorzijde, waardoor schaduwverlies van het raster wordt geëlimineerd lijn elektrode. Het theoretische conversierendement bedraagt 29,1%. Het voordeel is dat er geen rasterlijn op het oppervlak zit, waardoor optisch verlies wordt verminderd. De IBC-structuur kan theoretisch de foto-elektrische conversie-efficiëntie met 0,6-0,7% verhogen. IBC-cellen stellen echter hoge eisen aan substraatmaterialen, complexe processen en moeilijkheden bij massaproductie, wat ook de grootschalige toepassing ervan beperkt.
Perovskiet fotovoltaïsche cellen gebruiken perovskiet structurele materialen als lichtabsorberende materialen. Ze hebben de kenmerken van een hoge energieconversie-efficiëntie, lage prijs en een laag gewicht. Ze bevinden zich momenteel in de beginfase van de industrialisatie. De theoretische conversie-efficiëntie kan 26,1% bereiken, en de theoretische efficiëntie van volledig perovskiet gestapelde cellen kan oplopen tot 44%. Hoewel perovskietcellen nog steeds met uitdagingen worden geconfronteerd op het gebied van stabiliteit en voorbereiding op grote gebieden, hebben ze zich de afgelopen jaren snel ontwikkeld en zijn ze de belangrijkste onderzoeks- en ontwikkelingsrichting geworden van veel wetenschappelijke onderzoeksinstellingen en ondernemingen.
De fotovoltaïsche celtechnologie bevindt zich in een fase van snelle ontwikkeling en de concurrentie en samenwerking van meerdere technische routes zal de voortdurende vooruitgang van de industrie bevorderen. Op de korte termijn wordt verwacht dat technologieën zoals TOPCon en IBC zich snel zullen uitbreiden in verschillende toepassingsscenario's, met hun respectieve voordelen; en heterojunctietechnologie (HJT) zal ook een sterke concurrentiepositie op de markt hebben nadat het kostenprobleem is opgelost.
Op de lange termijn kunnen, met verdere technologische doorbraken en kostenbesparingen, verschillende technische routes geleidelijk samenvloeien, of kunnen er nieuwe en voordeligere technologieën ontstaan. Verwacht wordt dat opkomende technologieën zoals perovskiet- en perovskiet-kristallijn silicium gestapelde cellen in de toekomst grotere vooruitgang zullen boeken en nieuwe veranderingen zullen brengen in de fotovoltaïsche industrie.
