در پس زمینه تحول انرژی جهانی، فتوولتائیک به عنوان یک شکل پاک و تجدیدپذیر انرژی، نقش مهمی ایفا می کند. پیشرفت مداوم فناوری سلول های فتوولتائیک باعث پیشرفت شدید صنعت فتوولتائیک می شود. در حال حاضر، چندین مسیر فنی مانند PERC، TOPCon، heterojunction (HJT) و IBC روند رو به رشدی را نشان می‌دهند که هر کدام مزایا و پتانسیل منحصر به فرد خود را نشان می‌دهند.
فرآیند ساخت سلول های PERC نسبتا ساده و هزینه پایین است. راندمان تبدیل تولید انبوه فعلی نزدیک به حد تئوری آن 24.5٪ است. اگرچه در گذشته نقش مهمی ایفا کرده است، اما فضای توسعه سلول های PERC نسبتا محدود است.
سلول های TOPCon سلول های تماس غیرفعال سازی اکسید تونلی هستند. اصل اساسی این است که لایه ای از اکسید سیلیکون را در پشت یک ویفر سیلیکونی نوع n قرار دهید و سپس لایه ای از فیلم پلی سیلیکونی بسیار دوپ شده را قرار دهید. این فناوری دارای حد بازده نظری بالاتری است: حد بازده نظری سلول‌های TOPCon یک‌طرفه نوع n 27.1٪ است و TOPCon غیرفعال‌کننده پلی سیلیکون دو طرفه 28.7٪ است. در مقایسه با سلول‌های PERC، سلول‌های TOPCon فضای بیشتری برای بهبود کارایی در آینده دارند. آنها با تجهیزات خط تولید PERC موجود سازگار هستند و برخی از تجهیزات موجود را می توان برای ارتقاء و تبدیل، کاهش هزینه های سرمایه گذاری و ریسک های فنی استفاده کرد. در عین حال، آنها از مزایای عملکرد تضعیف پایین و عملکرد هزینه تولید انبوه بالا برخوردارند و سلول‌های TOPCon را به تدریج به طور گسترده توسط تولیدکنندگان صنعت پذیرفته‌اند.
سلول های Heterojunction (HJT) از رسوب سیلیکون آمورف برای ایجاد اتصالات ناهمگن به عنوان لایه های غیرفعال بر اساس ویفرهای سیلیکونی نوع n استفاده می کنند. مزیت آن این است که راندمان تبدیل تولید انبوه بالا است و بالاترین راندمان تبدیل آزمایشگاهی به 29.5٪ می رسد. این ترکیبی از مزایای سلول‌های سیلیکونی کریستالی و سلول‌های لایه نازک است و دارای ویژگی‌های راندمان تبدیل بالا، دمای فرآیند پایین، پایداری بالا، نرخ تضعیف پایین و تولید انرژی دو وجهی است. با این حال، سلول‌های HJT نیز دارای چالش‌هایی هستند، مانند ارتقای خط تولید توسط تجهیزات موجود و هزینه‌های تجهیزات و مواد بالا.
سلول‌های IBC یک اصطلاح کلی برای سلول‌های فتوولتائیک تماس برگشتی هستند، از جمله IBC، HBC، TBC، HPBC و غیره. با ویفر سیلیکونی نوع n به عنوان بستر، هیچ خط شبکه‌ای در سمت جلو وجود ندارد و از بین رفتن سایه شبکه را از بین می‌برد. الکترود خط راندمان تبدیل نظری آن 29.1٪ است. مزیت آن این است که هیچ خط شبکه ای روی سطح وجود ندارد و در نتیجه تلفات نوری را کاهش می دهد. ساختار IBC از نظر تئوری می تواند بازده تبدیل فوتوالکتریک را 0.6-0.7٪ افزایش دهد. با این حال، سلول‌های IBC نیازمندی‌های بالایی برای مواد بستر، فرآیندهای پیچیده و مشکل در تولید انبوه هستند که کاربرد آن در مقیاس بزرگ را نیز محدود می‌کند.
سلول های فتوولتائیک پروسکایت از مواد ساختاری پروسکایت به عنوان مواد جاذب نور استفاده می کنند. آنها دارای ویژگی های راندمان تبدیل انرژی بالا، قیمت پایین و وزن سبک هستند. آنها در حال حاضر در مراحل اولیه صنعتی شدن هستند. راندمان تبدیل نظری آن می تواند به 26.1٪ برسد و بازده نظری سلول های انباشته تمام پروسکایت می تواند به 44٪ برسد. اگرچه سلول‌های پروسکایت هنوز با چالش‌هایی در پایداری و آماده‌سازی مناطق بزرگ روبرو هستند، اما در سال‌های اخیر به سرعت توسعه یافته‌اند و به مسیر اصلی تحقیق و توسعه بسیاری از موسسات و شرکت‌های تحقیقاتی علمی تبدیل شده‌اند.
فناوری سلول های فتوولتائیک در مرحله توسعه سریع است و رقابت و همکاری مسیرهای فنی متعدد باعث پیشرفت مداوم صنعت خواهد شد. در کوتاه مدت، انتظار می رود فناوری هایی مانند TOPCon و IBC به سرعت در سناریوهای کاربردی مختلف با مزایای مربوطه خود گسترش یابند. و فناوری heterojunction (HJT) نیز پس از حل مشکل هزینه، رقابت قوی در بازار خواهد داشت.
در درازمدت، با پیشرفت‌های بیشتر در فناوری و کاهش هزینه‌ها، مسیرهای فنی مختلف ممکن است به تدریج ادغام شوند یا فناوری‌های جدید و سودمندتری ظهور کنند. انتظار می رود فناوری های نوظهور مانند پروسکایت و سلول های انباشته سیلیکونی کریستالی پروسکایت در آینده پیشرفت بیشتری کرده و تغییرات جدیدی را در صنعت فتوولتائیک ایجاد کنند.
