Dans le contexte de la transformation énergétique mondiale, photovoltaïque , en tant que forme d’énergie propre et renouvelable, joue un rôle de plus en plus important. Les progrès continus de la technologie des cellules photovoltaïques stimulent le développement vigoureux de l’industrie photovoltaïque. À l'heure actuelle, plusieurs voies techniques telles que PERC, TOPCon, hétérojonction (HJT) et IBC affichent une tendance florissante, chacune montrant ses avantages et son potentiel uniques.
Le processus de fabrication des cellules PERC est relativement simple et son coût est faible. Le rendement actuel de conversion de la production de masse est proche de sa limite théorique de 24,5 %. Bien qu’elles aient joué un rôle important dans le passé, face à des exigences d’efficacité plus élevées, l’espace de développement des cellules PERC est relativement limité.
Les cellules TOPCon sont des cellules de contact à passivation d'oxyde tunnel. Le principe de base consiste à déposer une couche d'oxyde de silicium au dos d'une plaquette de silicium de type n, puis à déposer une couche de film de polysilicium fortement dopé. Cette technologie a une limite d'efficacité théorique plus élevée : la limite d'efficacité théorique des cellules TOPCon simple face de type n est de 27,1 %, et celle de la passivation en polysilicium double face TOPCon est de 28,7 %. Par rapport aux cellules PERC, les cellules TOPCon disposent d’une plus grande marge d’amélioration de l’efficacité à l’avenir. Ils sont compatibles avec les équipements existants de la chaîne de production PERC, et certains équipements existants peuvent être utilisés pour la mise à niveau et la transformation, réduisant ainsi les coûts d'investissement et les risques techniques. Dans le même temps, elles présentent les avantages d'une faible performance d'atténuation et d'un coût de production de masse élevé, ce qui permet aux cellules TOPCon d'être progressivement largement adoptées par les fabricants de l'industrie.
Les cellules à hétérojonction (HJT) utilisent le dépôt de silicium amorphe pour former des hétérojonctions en tant que couches de passivation sur la base de tranches de silicium de type n. Son avantage est que l'efficacité de conversion de la production de masse est élevée et que l'efficacité de conversion la plus élevée en laboratoire atteint 29,5 %. Il combine les avantages des cellules en silicium cristallin et des cellules à couches minces et présente les caractéristiques d'une efficacité de conversion élevée, d'une faible température de processus, d'une stabilité élevée, d'un faible taux d'atténuation et d'une production d'énergie bifaciale. Cependant, les cellules HJT rencontrent également certains défis, tels que la mise à niveau de la chaîne de production avec les équipements existants, et les coûts d'équipement et de matériel sont élevés.
Les cellules IBC sont un terme général désignant les cellules photovoltaïques à contact arrière, notamment IBC, HBC, TBC, HPBC, etc. Avec une plaquette de silicium de type N comme substrat, il n'y a pas de ligne de grille sur la face avant, éliminant ainsi la perte d'ombrage de la grille. électrode de ligne. Son rendement de conversion théorique est de 29,1 %. Son avantage est qu’il n’y a pas de ligne de grille sur la surface, réduisant ainsi la perte optique. La structure IBC peut théoriquement augmenter l'efficacité de conversion photoélectrique de 0,6 à 0,7 %. Cependant, les cellules IBC ont des exigences élevées en matière de matériaux de substrat, de processus complexes et de difficultés de production en série, ce qui limite également leur application à grande échelle.
Les cellules photovoltaïques à pérovskite utilisent des matériaux structurels à base de pérovskite comme matériaux absorbant la lumière. Ils présentent les caractéristiques d’une efficacité de conversion d’énergie élevée, d’un prix bas et d’un poids léger. Ils en sont actuellement aux premiers stades de l’industrialisation. Son efficacité de conversion théorique peut atteindre 26,1 % et l'efficacité théorique des cellules empilées entièrement en pérovskite peut atteindre 44 %. Bien que les cellules pérovskites soient encore confrontées à des défis en matière de stabilité et de préparation sur de grandes surfaces, elles se sont développées rapidement ces dernières années et sont devenues l’orientation clé de la recherche et du développement de nombreuses institutions et entreprises de recherche scientifique.
La technologie des cellules photovoltaïques se trouve dans une phase de développement rapide, et la concurrence et la coopération de plusieurs voies techniques favoriseront le progrès continu de l'industrie. À court terme, des technologies telles que TOPCon et IBC devraient se développer rapidement dans différents scénarios d'application avec leurs avantages respectifs ; et la technologie à hétérojonction (HJT) bénéficiera également d'une forte compétitivité sur le marché après avoir résolu le problème des coûts.
À long terme, avec de nouvelles percées technologiques et des réductions de coûts, diverses voies techniques pourraient progressivement fusionner, ou de nouvelles technologies plus avantageuses pourraient émerger. Les technologies émergentes telles que les cellules empilées en pérovskite et en silicium cristallin pérovskite devraient faire de plus grands progrès à l'avenir et apporter de nouveaux changements à l'industrie photovoltaïque.
