تغییر بزرگ در فتوولتائیک فرا رسیده است.فناوری اصلی بعدی چه کسی خواهد بود؟

2022 سالی پر از چالش برای کل جهان است.اپیدمی New Champions هنوز به طور کامل به پایان نرسیده است و بحران در روسیه و اوکراین به دنبال آن رخ داده است.در این شرایط پیچیده و متلاطم بین المللی، تقاضا برای امنیت انرژی در همه کشورهای جهان روز به روز در حال افزایش است.

به منظور مقابله با شکاف فزاینده انرژی در آینده، صنعت فتوولتائیک رشد انفجاری را به خود جلب کرده است.در همان زمان، شرکت های مختلف نیز به طور فعال نسل جدید فن آوری سلول های فتوولتائیک را برای تصرف مناطق مرتفع بازار ترویج می کنند.

قبل از تجزیه و تحلیل مسیر تکرار فناوری سلولی، باید اصل تولید برق فتوولتائیک را درک کنیم.

تولید برق فتوولتائیک فناوری است که از اثر فتوولتائیک رابط نیمه هادی برای تبدیل مستقیم انرژی نور به انرژی الکتریکی استفاده می کند.اصل اصلی آن اثر فوتوالکتریک نیمه هادی است: پدیده اختلاف پتانسیل بین نیمه هادی ناهمگن یا قطعات مختلف پیوند نیمه هادی و فلز ناشی از نور.

هنگامی که فوتون ها به فلز می تابند، انرژی می تواند توسط یک الکترون در فلز جذب شود و الکترون می تواند از سطح فلز فرار کند و به یک فوتوالکترون تبدیل شود.اتم های سیلیکون دارای چهار الکترون بیرونی هستند.اگر اتم های فسفر با پنج الکترون بیرونی به مواد سیلیکونی دوپ شوند، ویفرهای سیلیکونی نوع N می توانند تشکیل شوند.اگر اتم های بور با سه الکترون بیرونی به ماده سیلیکونی دوپ شوند، یک تراشه سیلیکونی نوع P می تواند تشکیل شود."

تراشه باتری نوع P و تراشه باتری نوع N به ترتیب توسط تراشه سیلیکونی نوع P و تراشه سیلیکونی نوع N از طریق فناوری های مختلف تهیه می شوند.

قبل از سال 2015، تراشه های باتری میدان پشتی آلومینیومی (BSF) تقریباً کل بازار را اشغال می کردند.

باتری میدان پشتی آلومینیومی سنتی ترین مسیر باتری است: پس از آماده سازی اتصال PN سلول فتوولتائیک سیلیکونی کریستالی، لایه ای از فیلم آلومینیومی بر روی سطح نور پس زمینه تراشه سیلیکونی قرار می گیرد تا لایه P+ آماده شود، بنابراین یک میدان پشتی آلومینیومی تشکیل می شود. تشکیل یک میدان الکتریکی با اتصال بالا و پایین و بهبود ولتاژ مدار باز.

با این حال، مقاومت در برابر تابش باتری میدان پشتی آلومینیومی ضعیف است.در عین حال، بازده تبدیل محدود آن تنها 20٪ است و نرخ تبدیل واقعی کمتر است.اگرچه در سال‌های اخیر، صنعت فرآیند باتری BSF را بهبود بخشیده است، اما به دلیل محدودیت‌های ذاتی آن، این پیشرفت زیاد نیست و همین امر نیز دلیلی برای جایگزینی آن است.

پس از سال 2015، سهم بازار تراشه های باتری Perc به سرعت افزایش یافته است.

تراشه باتری Perc از تراشه باتری پشتی آلومینیومی معمولی ارتقا یافته است.با اتصال یک لایه غیرفعال دی الکتریک در پشت باتری، تلفات فوتوالکتریک با موفقیت کاهش می یابد و راندمان تبدیل بهبود می یابد.

سال 2015 اولین سال تحول فناوری سلول های فتوولتائیک بود.در این سال، تجاری سازی فناوری Perc به پایان رسید و راندمان تولید انبوه باتری ها برای اولین بار از بازده تبدیل حد مجاز باتری های پشت میدان آلومینیومی 20 درصد فراتر رفت و رسماً وارد مرحله تولید انبوه شد.

بهره وری تحول نشان دهنده مزایای اقتصادی بالاتر است.پس از تولید انبوه، سهم بازار تراشه های باتری Perc به سرعت افزایش یافته و وارد مرحله رشد سریع شده است.سهم بازار از 10.0 درصد در سال 2016 به 91.2 درصد در سال 2021 رسیده است. در حال حاضر، آن به جریان اصلی فناوری آماده سازی تراشه باتری در بازار تبدیل شده است.

از نظر راندمان تبدیل، متوسط ​​راندمان تبدیل تولید در مقیاس بزرگ باتری‌های Perc در سال 2021 به 23.1 درصد خواهد رسید که 0.3 درصد بیشتر از سال 2020 است.

از منظر راندمان حدی نظری، طبق محاسبات پژوهشکده انرژی خورشیدی، بازده حدی نظری باتری پرک سیلیکونی تک کریستالی نوع P 24.5 درصد است که در حال حاضر به بازده حدی نظری بسیار نزدیک است و محدود است. فضایی برای بهبود در آینده

اما در حال حاضر، Perc اصلی ترین فناوری تراشه باتری است.با توجه به CPI، تا سال 2022، راندمان تولید انبوه باتری های PERC به 23.3٪ خواهد رسید، ظرفیت تولید بیش از 80٪ خواهد بود و سهم بازار همچنان در رتبه اول خواهد بود.

باتری نوع N فعلی دارای مزایای آشکاری در بازده تبدیل است و به جریان اصلی نسل بعدی تبدیل خواهد شد.

اصل کار تراشه باتری نوع N قبلاً معرفی شده است.هیچ تفاوت اساسی بین مبانی نظری دو نوع باتری وجود ندارد.با این حال، با توجه به تفاوت در تکنولوژی انتشار B و P در قرن، آنها با چالش ها و چشم انداز توسعه متفاوتی در تولید صنعتی روبرو هستند.

فرآیند تهیه باتری نوع P نسبتا ساده و هزینه آن کم است، اما از نظر راندمان تبدیل، فاصله مشخصی بین باتری نوع P و باتری نوع N وجود دارد.فرآیند باتری نوع N پیچیده تر است، اما دارای مزایای بازده تبدیل بالا، عدم تضعیف نور و اثر نور ضعیف خوب است.