Sullo sfondo della trasformazione energetica globale, fotovoltaico , in quanto forma di energia pulita e rinnovabile, svolge un ruolo sempre più importante. Il continuo progresso della tecnologia delle celle fotovoltaiche sta guidando il vigoroso sviluppo dell’industria fotovoltaica. Allo stato attuale, molteplici percorsi tecnici come PERC, TOPCon, eterogiunzione (HJT) e IBC stanno mostrando una tendenza fiorente, ciascuno mostrando i suoi vantaggi e potenzialità unici.
Il processo di produzione delle celle PERC è relativamente semplice e il costo è basso. L'attuale efficienza di conversione della produzione di massa è vicina al limite teorico del 24,5%. Sebbene abbia svolto un ruolo importante in passato, affrontando requisiti di efficienza più elevati, lo spazio di sviluppo delle celle PERC è relativamente limitato.
Le celle TOPCon sono celle di contatto con passivazione dell'ossido tunneling. Il principio di base è depositare uno strato di ossido di silicio sul retro di un wafer di silicio di tipo n, quindi depositare uno strato di pellicola di polisilicio fortemente drogata. Questa tecnologia ha un limite di efficienza teorico più elevato: il limite di efficienza teorico delle celle TOPCon a lato singolo di tipo n è del 27,1% e quello della passivazione del polisilicio a doppia faccia TOPCon è del 28,7%. Rispetto alle celle PERC, le celle TOPCon hanno maggiori margini di miglioramento dell’efficienza in futuro. Sono compatibili con le apparecchiature esistenti della linea di produzione PERC e alcune apparecchiature esistenti possono essere utilizzate per l'aggiornamento e la trasformazione, riducendo i costi di investimento e i rischi tecnici. Allo stesso tempo, presentano i vantaggi di prestazioni a bassa attenuazione e costi di produzione di massa elevati, rendendo le celle TOPCon gradualmente ampiamente adottate dai produttori del settore.
Le celle a eterogiunzione (HJT) utilizzano la deposizione di silicio amorfo per formare eterogiunzioni come strati di passivazione sulla base di wafer di silicio di tipo n. Il suo vantaggio è che l'efficienza di conversione della produzione di massa è elevata e la massima efficienza di conversione di laboratorio raggiunge il 29,5%. Combina i vantaggi delle celle in silicio cristallino e delle celle a film sottile e presenta le caratteristiche di elevata efficienza di conversione, bassa temperatura di processo, elevata stabilità, basso tasso di attenuazione e generazione di energia bifacciale. Tuttavia, le celle HJT presentano anche alcune sfide, come l’aggiornamento della linea di produzione con le apparecchiature esistenti e i costi delle apparecchiature e dei materiali sono elevati.
Le celle IBC sono un termine generale per celle fotovoltaiche a contatto posteriore, comprese IBC, HBC, TBC, HPBC, ecc. Con il wafer di silicio di tipo n come substrato, non è presente alcuna linea di griglia sul lato anteriore, eliminando la perdita di ombreggiatura della griglia elettrodo di linea. La sua efficienza di conversione teorica è del 29,1%. Il suo vantaggio è che non vi è alcuna linea di griglia sulla superficie, riducendo così la perdita ottica. La struttura IBC può teoricamente aumentare l'efficienza di conversione fotoelettrica dello 0,6-0,7%. Tuttavia, le celle IBC hanno requisiti elevati in termini di materiali di substrato, processi complessi e difficoltà nella produzione di massa, il che ne limita anche l'applicazione su larga scala.
Le celle fotovoltaiche in perovskite utilizzano materiali strutturali in perovskite come materiali che assorbono la luce. Hanno le caratteristiche di elevata efficienza di conversione energetica, prezzo basso e leggerezza. Attualmente sono nelle prime fasi di industrializzazione. La sua efficienza di conversione teorica può raggiungere il 26,1% e l'efficienza teorica delle celle impilate interamente in perovskite può arrivare fino al 44%. Sebbene le cellule di perovskite debbano ancora affrontare sfide in termini di stabilità e preparazione su vasta area, si sono sviluppate rapidamente negli ultimi anni e sono diventate la direzione chiave di ricerca e sviluppo di molti istituti e imprese di ricerca scientifica.
La tecnologia delle celle fotovoltaiche è in una fase di rapido sviluppo e la concorrenza e la cooperazione di molteplici percorsi tecnici promuoveranno il continuo progresso del settore. Nel breve termine si prevede che tecnologie come TOPCon e IBC si espanderanno rapidamente in diversi scenari applicativi con i rispettivi vantaggi; e anche la tecnologia dell’eterogiunzione (HJT) avrà una forte competitività sul mercato dopo aver risolto il problema dei costi.
A lungo termine, con ulteriori progressi tecnologici e riduzioni dei costi, vari percorsi tecnici potrebbero gradualmente fondersi o potrebbero emergere tecnologie nuove e più vantaggiose. Si prevede che le tecnologie emergenti come la perovskite e le celle impilate in silicio cristallino e perovskite faranno maggiori progressi in futuro e apporteranno nuovi cambiamenti al settore fotovoltaico.
