Wer wird unter der Sonne auferstehen und untergehen? Werfen Sie einen Blick auf die fünf großen Innovationstreiber der globalen Photovoltaikbranche!

Vor dem Hintergrund der globalen Energiewende Photovoltaik Als saubere und erneuerbare Energieform spielt sie eine immer wichtigere Rolle. Die kontinuierliche Weiterentwicklung der Photovoltaikzellentechnologie treibt die starke Entwicklung der Photovoltaikindustrie voran. Derzeit zeigen mehrere technische Routen wie PERC, TOPCon, Heterojunction (HJT) und IBC einen florierenden Trend, wobei jeder seine einzigartigen Vorteile und sein Potenzial zeigt.

Der Herstellungsprozess von PERC-Zellen ist relativ einfach und die Kosten gering. Der derzeitige Wirkungsgrad der Massenproduktion liegt nahe an seiner theoretischen Grenze von 24,5 %. Obwohl PERC-Zellen in der Vergangenheit angesichts höherer Effizienzanforderungen eine wichtige Rolle gespielt haben, ist der Entwicklungsraum für PERC-Zellen relativ begrenzt.

TOPCon-Zellen sind Tunneloxid-Passivierungs-Kontaktzellen. Das Grundprinzip besteht darin, eine Schicht aus Siliziumoxid auf der Rückseite eines Siliziumwafers vom n-Typ abzuscheiden und anschließend eine Schicht aus einem stark dotierten Polysiliziumfilm abzuscheiden. Diese Technologie weist eine höhere theoretische Effizienzgrenze auf: Die theoretische Effizienzgrenze von einseitigen TOPCon-Zellen vom n-Typ liegt bei 27,1 % und die von doppelseitigen TOPCon-Zellen mit Polysiliziumpassivierung bei 28,7 %. Im Vergleich zu PERC-Zellen bieten TOPCon-Zellen in der Zukunft größeres Potenzial für Effizienzsteigerungen. Sie sind mit vorhandener PERC-Produktionslinienausrüstung kompatibel, und einige vorhandene Ausrüstung kann für Aufrüstungen und Umbauten verwendet werden, wodurch Investitionskosten und technische Risiken reduziert werden. Gleichzeitig bieten sie die Vorteile einer geringen Dämpfungsleistung und hoher Massenproduktionskosten, wodurch TOPCon-Zellen nach und nach von Industrieherstellern weit verbreitet werden.

Heterojunction (HJT)-Zellen nutzen amorphe Siliziumabscheidung, um Heterojunctions als Passivierungsschichten auf der Basis von n-Typ-Siliziumwafern zu bilden. Sein Vorteil besteht darin, dass die Umwandlungseffizienz in der Massenproduktion hoch ist und die höchste Umwandlungseffizienz im Labor 29,5 % erreicht. Es vereint die Vorteile von kristallinen Siliziumzellen und Dünnschichtzellen und zeichnet sich durch hohe Umwandlungseffizienz, niedrige Prozesstemperatur, hohe Stabilität, niedrige Dämpfungsrate und bifaziale Stromerzeugung aus. HJT-Zellen weisen jedoch auch einige Herausforderungen auf, z. B. die Modernisierung der Produktionslinie durch vorhandene Geräte und die hohen Geräte- und Materialkosten.

IBC-Zellen sind ein allgemeiner Begriff für Photovoltaikzellen mit Rückkontakt, einschließlich IBC, HBC, TBC, HPBC usw. Bei n-Typ-Siliziumwafern als Substrat gibt es keine Gitterlinie auf der Vorderseite, wodurch der Abschattungsverlust des Gitters entfällt Linienelektrode. Sein theoretischer Umwandlungswirkungsgrad beträgt 29,1 %. Sein Vorteil besteht darin, dass auf der Oberfläche keine Gitterlinie vorhanden ist, wodurch der optische Verlust reduziert wird. Die IBC-Struktur kann die photoelektrische Umwandlungseffizienz theoretisch um 0,6–0,7 % steigern. Allerdings stellen IBC-Zellen hohe Anforderungen an Substratmaterialien, komplexe Prozesse und Schwierigkeiten bei der Massenproduktion, was auch ihre großtechnische Anwendung einschränkt.

Perowskit-Photovoltaikzellen nutzen Perowskit-Strukturmaterialien als lichtabsorbierende Materialien. Sie zeichnen sich durch eine hohe Energieumwandlungseffizienz, einen niedrigen Preis und ein geringes Gewicht aus. Sie befinden sich derzeit im Anfangsstadium der Industrialisierung. Sein theoretischer Umwandlungswirkungsgrad kann 26,1 % erreichen, und der theoretische Wirkungsgrad von reinen Perowskit-Stapelzellen kann bis zu 44 % betragen. Obwohl Perowskit-Zellen immer noch vor Herausforderungen in Bezug auf Stabilität und großflächige Vorbereitung stehen, haben sie sich in den letzten Jahren rasant weiterentwickelt und sind zur zentralen Forschungs- und Entwicklungsrichtung vieler wissenschaftlicher Forschungseinrichtungen und Unternehmen geworden.

Die Photovoltaikzellentechnologie befindet sich in einem Stadium rasanter Entwicklung, und der Wettbewerb und die Zusammenarbeit mehrerer technischer Wege werden den kontinuierlichen Fortschritt der Branche fördern. Kurzfristig ist zu erwarten, dass sich Technologien wie TOPCon und IBC in verschiedenen Anwendungsszenarien mit ihren jeweiligen Vorteilen rasch verbreiten werden; und die Heterojunction-Technologie (HJT) wird nach Lösung des Kostenproblems ebenfalls eine starke Wettbewerbsfähigkeit auf dem Markt aufweisen.

Langfristig könnten mit weiteren technologischen Durchbrüchen und Kostensenkungen verschiedene technische Wege nach und nach zusammenwachsen oder es könnten neue und vorteilhaftere Technologien entstehen. Es wird erwartet, dass neue Technologien wie Perowskit- und Perowskit-kristalline Silizium-Stapelzellen in Zukunft größere Fortschritte machen und neue Veränderungen in der Photovoltaikindustrie mit sich bringen werden.