No contexto da transformação energética global, energia fotovoltaica , como forma de energia limpa e renovável, desempenha um papel cada vez mais importante. O avanço contínuo da tecnologia de células fotovoltaicas está impulsionando o desenvolvimento vigoroso da indústria fotovoltaica. Atualmente, múltiplas rotas técnicas, como PERC, TOPCon, heterojunção (HJT) e IBC estão mostrando uma tendência florescente, cada uma mostrando suas vantagens e potencial únicos.
O processo de fabricação das células PERC é relativamente simples e o custo é baixo. A atual eficiência de conversão da produção em massa está próxima do seu limite teórico de 24,5%. Embora tenha desempenhado um papel importante no passado, enfrentando requisitos de maior eficiência, o espaço de desenvolvimento de células PERC é relativamente limitado.
As células TOPCon são células de contato de passivação de óxido de tunelamento. O princípio básico é depositar uma camada de óxido de silício na parte traseira de um wafer de silício tipo n e, em seguida, depositar uma camada de filme de polissilício fortemente dopado. Esta tecnologia tem um limite de eficiência teórico mais alto: o limite de eficiência teórico das células TOPCon unilaterais do tipo n é de 27,1%, e o do TOPCon de passivação de polissilício dupla face é de 28,7%. Em comparação com as células PERC, as células TOPCon têm maior espaço para melhoria de eficiência no futuro. Eles são compatíveis com os equipamentos existentes da linha de produção PERC e alguns equipamentos existentes podem ser usados para atualização e transformação, reduzindo custos de investimento e riscos técnicos. Ao mesmo tempo, eles têm as vantagens de baixo desempenho de atenuação e alto desempenho de custo de produção em massa, tornando as células TOPCon gradualmente amplamente adotadas pelos fabricantes da indústria.
As células de heterojunção (HJT) usam deposição de silício amorfo para formar heterojunções como camadas de passivação com base em pastilhas de silício tipo n. Sua vantagem é que a eficiência de conversão da produção em massa é alta e a maior eficiência de conversão em laboratório chega a 29,5%. Ele combina as vantagens das células de silício cristalino e das células de película fina e possui as características de alta eficiência de conversão, baixa temperatura de processo, alta estabilidade, baixa taxa de atenuação e geração de energia bifacial. No entanto, as células HJT também enfrentam alguns desafios, como a atualização da linha de produção com equipamentos existentes, e os custos de equipamentos e materiais são elevados.
Células IBC são um termo geral para células fotovoltaicas de contato traseiro, incluindo IBC, HBC, TBC, HPBC, etc. Com wafer de silício tipo n como substrato, não há linha de grade na parte frontal, eliminando a perda de sombreamento da grade eletrodo de linha. Sua eficiência de conversão teórica é de 29,1%. Sua vantagem é que não há linha de grade na superfície, reduzindo assim a perda óptica. A estrutura IBC pode teoricamente aumentar a eficiência de conversão fotoelétrica em 0,6-0,7%. No entanto, as células IBC têm elevados requisitos para materiais de substrato, processos complexos e dificuldade na produção em massa, o que também limita a sua aplicação em larga escala.
As células fotovoltaicas de perovskita usam materiais estruturais de perovskita como materiais absorventes de luz. Eles têm as características de alta eficiência de conversão de energia, baixo preço e peso leve. Eles estão atualmente nos estágios iniciais de industrialização. Sua eficiência de conversão teórica pode chegar a 26,1%, e a eficiência teórica de células empilhadas totalmente de perovskita pode chegar a 44%. Embora as células de perovskita ainda enfrentem desafios na estabilidade e na preparação de grandes áreas, elas desenvolveram-se rapidamente nos últimos anos e tornaram-se a principal direção de pesquisa e desenvolvimento de muitas instituições e empresas de pesquisa científica.
A tecnologia das células fotovoltaicas está em um estágio de rápido desenvolvimento, e a competição e a cooperação de múltiplas rotas técnicas promoverão o progresso contínuo da indústria. No curto prazo, espera-se que tecnologias como TOPCon e IBC se expandam rapidamente em diferentes cenários de aplicação com suas respectivas vantagens; e a tecnologia de heterojunção (HJT) também terá forte competitividade no mercado após resolver o problema de custos.
A longo prazo, com novos avanços tecnológicos e reduções de custos, várias rotas técnicas poderão fundir-se gradualmente ou poderão surgir tecnologias novas e mais vantajosas. Espera-se que tecnologias emergentes, como perovskita e células empilhadas de silício cristalino de perovskita, façam maior progresso no futuro e tragam novas mudanças para a indústria fotovoltaica.
