En el campo fotovoltaico, la tecnología de células solares es siempre un factor decisivo en el rendimiento del módulo, no sólo en relación con la eficiencia de conversión fotovoltaica sino también determinando directamente el coste de fabricación.
Actualmente, a medida que avanza la investigación, las cinco tecnologías principales de células PERC, células TOPCon, células HJT, células BC y células de perovskita están mostrando cada vez más su importancia. Cada tipo de tecnología de batería tiene sus características distintas y su valor de mercado potencial.
Las celdas PERC (emisor pasivado y celda trasera) son un tipo de celda tipo P de alta eficiencia. Su proceso de producción es más ágil en comparación con otros tipos de células, lo que se traduce en un excelente control de costes. Emplean principalmente rutas de tecnología BSF (Back Surface Field) y PERC.
La eficiencia de conversión de la producción en masa de las células PERC ha alcanzado el 23,5%, cerca del límite teórico del 24,5%.
La tecnología central de estas células radica en la fabricación de películas de pasivación, logradas mediante procesos de deposición de películas delgadas, con equipos clave que incluyen máquinas PECVD (deposición química de vapor mejorada por plasma) y ALD (deposición de capas atómicas).
Las celdas TOPCon (contacto pasivado con óxido de túnel) implican depositar una capa ultrafina de óxido de silicio y una película de silicio policristalino en la parte posterior de las obleas de silicio tipo N para lograr la pasivación trasera, mejorando así el voltaje de circuito abierto de la celda y la eficiencia de conversión general.
La eficiencia de conversión de la producción en masa de las celdas TOPCon ha superado el 24%, con un límite de eficiencia teórico de hasta el 28,7%.
La industria está explorando activamente nuevas tecnologías para mejorar el rendimiento, incluida la implantación dual LP, el procesamiento láser SE, la sinterización asistida por láser, la optimización de la capa de polisilicio y la tecnología de subcompuerta de línea fina. Con la integración de tecnologías avanzadas como 0BB (barra colectora cero), polietileno de doble cara, TBC (contacto pasivado con óxido de túnel con contacto posterior) y capas en tándem de perovskita, se espera que la eficiencia de las celdas TOPCon alcance nuevas alturas, con una participación de mercado proyectada de 56% para células fotovoltaicas tipo N para 2030.
La celda HIT (heterounión con capa fina intrínseca) fue desarrollada por primera vez por Sanyo en Japón en 1990. Debido a su alta eficiencia y estructura única, ganó una amplia atención, pero el término "HIT" fue registrado, lo que llevó al uso más amplio de HJT. (Heterounión) o SHJ (Heterounión de silicio) para describir estas células. células HJT utilice tecnología de deposición de silicio amorfo en obleas de silicio tipo N para formar una capa de pasivación de heterounión, lo que mejora significativamente el voltaje de circuito abierto y la eficiencia de conversión.
La eficiencia de producción en masa de las células HJT alcanzó el 24,53%, con una eficiencia récord de laboratorio del 29,52%.
Las ventajas incluyen alto voltaje de circuito abierto, baja degradación de energía, salida de energía estable a coeficientes de temperatura bajos, simetría estructural que respalda el adelgazamiento y la generación de energía bifacial, y un proceso de producción relativamente simple. El proceso de deposición de película delgada de las células HJT ofrece un potencial significativo para la integración con IBC (contacto posterior interdigitado) y células de perovskita, aunque persisten desafíos en la comercialización debido a los altos costos de equipos y materiales y las barreras técnicas.
La tecnología BC (Back Contact) es una plataforma versátil y eficiente que se puede combinar con las tecnologías PERC, TOPCon y HJT para mejorar significativamente la eficiencia general de las células fotovoltaicas. Por ejemplo, al combinarlo con la tecnología TOPCon se crean células TBC (TOPCon con contacto posterior), o con la tecnología HJT para producir células HBC.
La eficiencia de conversión teórica de las células BC ha alcanzado el 29,1 %, lo que demuestra su potencial para mejorar el rendimiento del sistema fotovoltaico.
Se espera que las células BC reemplacen gradualmente a las células TOPCon como tecnología dominante en el sector de las células de silicio cristalino durante los próximos cinco a seis años, a pesar de los desafíos en los procesos de diseño y fabricación que requieren una alta experiencia técnica. Los productos que utilizan tecnología de celdas BC, como el agujero blanco ABC de Astronergy y el HI-MO 6 de LONGi Green Energy, han mostrado importantes ventajas de eficiencia en las clasificaciones mundiales de componentes.
Las células de perovskita representan la dirección principal para la próxima generación de células fotovoltaicas y son un buque insignia de las células de película delgada de tercera generación, que utilizan materiales estructurados con perovskita como capa absorbente de luz. Estas celdas, que incluyen tipos de unión simple y en tándem, son conocidas por su alta eficiencia de conversión de energía, bajo costo, peso ligero y flexibilidad.
Las células de perovskita se encuentran todavía en las primeras etapas de industrialización. Su eficiencia de conversión teórica ha alcanzado el 26,1%, y las células en tándem de perovskita completas alcanzaron eficiencias teóricas de hasta el 44%.
La celda en tándem de silicio-perovskita desarrollada independientemente por LONGi Green Energy ha logrado una eficiencia récord del 33,9%, la más alta a nivel mundial para este tipo de celdas.
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