На технологической карте фотоэлектрических электростанций различные страны и предприятия сформировали отличительные технологические маршруты на основе их ресурсных пожертвований и промышленных преимуществ. От доминирующей кристаллической кремнической технологии на рынке до дифференцированной конкуренции тонкопленочных фотоэлектрических лиц и до передового исследования появляющихся технологий, эта десятилетняя «битва на дороге» не только приводила к непрерывной прорыве в фотоволтовой эффективности, но также и формирует глобальную дистрибьютуцию в сценарии с уникальной областями в области сили.
1 Crystal Silicon Technology: абсолютный основной поток глобальных фотоэлектрических лиц
Кристаллическая кремниевая фотоэлектрика, с ее зрелостью и экономической эффективностью, занимают более 90% доли мирового рынка на фотоэлектрических электростанциях, а также разделены на две основные ветви: монокристаллический кремний и полицисталлический кремний. Китай является лидером в области монокристаллической кремниевой технологии, которая повысила эффективность монокристаллических кремниевых клеток до 26,1% и снизила затраты до 0,15 доллара США за ватт за счет технологических инноваций, таких как резка алмаза и PERC (пассивированное излучение и задние клетки). Монокристаллическая кремниевая фотоэлектрическая электростанция монокристаллической кремниевой станции в Чанджи, Синьджи, использует 182-миллиметровые модули большого размера, стоимостью всего 0,18 юаня на киловатт, что на 12% ниже, чем традиционные модули, и стала ориентиром для глобального доступного доступа к сети.
Поликристаллическая кремниевая технология поддерживает определенную долю на европейских и американских рынках, причем ее преимуществами являются простой материальный подготовка и превосходная радиационная стойкость. Хотя эффективность поликристаллических кремниевых модулей First Solar немного ниже (19-20%), они стабильно работают на высоких температурных и высоких пустынных электростанциях. Полицисталлическая силиконовая электростанция в 550 МВт в Аризоне имеет уровень ослабления энергии на 3 процентных пункта ниже, чем монокристаллический кремний на 45 градусов. Корейские компании увеличили чистоту материалов до 99,999% за счет литья поликристаллической кремниевой технологии, что приводит к тому, что эффективность поликристаллических кремниевых клеток превышает 22%, что получило пользу на распределенных фотоэлектрических электростанциях в Германии.
Будущее кристаллической кремниевой технологии заключается в прорыве батарей N-типа. Китайские клетки Topcon (контакт с оксидом туннелей), японские клетки HJT (гетеропереход) и клетки Европы IBC (Cross Finger Back Contact) стремятся к эффективности более 27%. Электростанция Topcon 100 МВт в Хефэй, Anhui, увеличила свою электроэнергию на 8% по сравнению с традиционными электростанциями Perc; Демонстрационная электростанция HJT в Хоккайдо, Япония, сохраняет 95 -процентную выходную эффективность даже при низких температурах -20 градусов, обеспечивая новое решение для фотоэлектрических применений в областях высокой широты.
2 тонкопленочная фотоэлектрика: разрушитель в дифференцированных сценариях
Хотя доля рынка тонкопленочных фотоэлектрических лиц составляет менее 10%, они незаменим в таких областях, как BIPV (строительство интегрированных фотоэлектрических) и гибких сценариев, образуя экосистему, дополняющую кристаллическую кремниевую технологию. Тонкие пленки кадмия теллурида (CDTE) являются основным потоком тонкопленочной фотоэлектрики. Модули CDTE First Solar в Соединенных Штатах имеют эффективность 22,1%, а стоимость производства составляет всего 0,12 долл. США за ватт, что обеспечивает преимущество затрат на крупномасштабных наземных электростанциях. Фотоэлектрическая электростанция Кэтрин в Австралии с использованием модулей CDTE 4,2 ГВт, является самой большой фотоэлектрической силовой станцией в южном полушарии. Его слабая производительность света на 15% выше, чем у кристаллических кремниевых модулей, что делает его особенно подходящим для облачной погоды в северной Австралии.
Медные тонкие пленки для селенида (CIGS) медного индия известны своей гибкостью. Гибкий компонент CIGS от Meyer Burger в Германии с толщиной всего 0,3 мм может быть согнут в дугу радиуса 5 см и широко используется в мобильных сценариях, таких как RV и палатки. Исследовательская станция Арктики в Норвегии охватывает верхнюю часть исследовательского судна с пленкой CIGS, чтобы обеспечить электроэнергию оборудованию в течение полярного дня, и его холодное сопротивление было подтверждено в результате испытаний на -60 градусов. Китайская группа Hanergy предпринимает усилия в области строительных стен. В проекте BIPV небоскреба в Шанхае используются цветные тонкоплентные компоненты CIGS, которые не только отвечают эстетическим потребностям архитектуры, но также достигают годовой выработки электроэнергии 120000 кВтч.
Тонкие пленки перовскита являются наиболее ожидаемыми появляющимися силами. Модуль перовскита, разработанный Оксфордским университетом в Великобритании, имеет эффективность 31,3%, а стоимость сырья составляет всего 1/20 от стоимости кристаллического кремния. Neom Future City в Саудовской Аравии планирует построить первую в мире GW Peroskite Solar Station, используя обильные местные световые ресурсы и объединив высокотемпературную стабильность Perovskite для снижения целевой стоимости электроэнергии до 0,01 доллара США на час киловатта. Тем не менее, долговечность перовскита все еще должна быть улучшена. Наружные испытания в Швейцарии показали, что нынешняя продолжительность жизни компонентов перовскита под ультрафиолетовым светом составляет около 2000 часов, что составляет всего 1/5 от кристаллического кремния. Компании по всему миру улучшают свою стабильность с помощью технологий упаковки.
3 Новые технологии: перекрестное исследование фотоэлектрического будущего
Интеграция фотоэлектрических лиц с другими технологиями привела к более творческим сценариям применения. Гибридная система фотоэлектрической и солнечной тепловой тепловой тепло была подтверждена на электростанции Андасола в Испании. Он генерирует электроэнергию через концентрированную фотоэлектрическую (CPV) и использует отработанное тепло для нагрева, достигая комплексной эффективности использования энергии 80%, что на 50% выше, чем чистые фотоэлектрические электростанции. Центр исследований солнечной энергии SDE Boker в Израиле разработал фотоэлектрическую+систему опреснения морской воды, которая может производить 1,5 литра пресной воды на киловатт -час электроэнергии, которая имеет стратегическую ценность в области Ближнего Восточного пустыни.
Космическая фотоэлектрика - это окончательная технологическая мечта. Программа НАСА «Спутника солнечной энергии» пытается развернуть фотоэлектрические электростанции на орбите Земли, передавая электроэнергию обратно на землю через микроволны с эффективностью, не затронутой днем, ночью и погодой. Япония Jaxa завершила тестирование космического фотоэлектрического прототипа мощностью 10 кВт и к 2030 году построить демонстрационную систему уровня мегаватта. Космическая станция «Тянонга» Китая также оснащена гибкими фотоэлектрическими модулями, с эффективностью производства электроэнергии 30%, накапливающей технический опыт для космического фотоэлектрического опыта.
«Разнообразное сосуществование» глобальной фотоэлектрической технологии, по сути, является отражением потребностей различных сценариев. Кристаллическая кремниевая технология ищет баланс между эффективностью и стоимостью, технология тонкой пленки исследует границы в специальных сценариях, а новые технологии указывают на будущие возможности. Эта технологическая конкуренция без «окончательного ответа» преобразует фотоэлектрические электростанции из единого устройства производства электроэнергии в энергетическую инфраструктуру, глубоко интегрированную со зданиями, транспортировкой и пространством, ускоряя темпы глобальной энергетической трансформации.