Przełomowe momenty rozwoju technologii ogniw fotowoltaicznych. Jak ukształtowały obecny rynek?

O decydujących momentach dla branży rozmawiali redaktor GLOBENERGIA Bogdan Szymański i Daniel Moczulski z firmy LONGi. Kluczowe informacje z minionego wydarzenia przybliżamy poniżej. 

Krzem monokrystaliczny - z niszy do mainstreamu w kilka lat

Początki branży fotowoltaicznej to przede wszystkim krzem polikrystaliczny. Zdominował ówczesny rynek nawet mimo tego, że ogniwa z niego produkowane charakteryzuje niższa jakość, niż te z krzemu monokrystalicznego. Wynika to z faktu, że przez lata produkcja z krzemu mono była ekonomicznie nie opłacalna. Rozwój odpowiedniej technologii i usprawnienie procesów produkcyjnych były kamieniem milowym dla początkującej wtedy branży fotowoltaicznej. Drogę do zdominowania rynku przez krzem monokrystaliczny ukazuje poniższy wykres. 

Na wykresie: szara linia to udział ogniw monokrystalicznych w całości sprzedawanych modułów fotowoltaicznych [%]. Zielona linia to wskaźnik LCOE (Levelized Cost of Electricity), czyli koszt energii wytwarzanej przez cały okres eksploatacji systemu PV, w tym przypadku systemów wielkoskalowych [USD/kWh].

Zmiana wytwarzania ogniw z poli na krzem mono to z pewnością jeden z tych momentów, który najbardziej zdefiniował dzisiejszy rynek fotowoltaiczny. 

Technologię mono zawsze cechowała większa wydajność w porównaniu do ogniw polikrystalicznych. Przez lata decydującym faktorem okazywał się czynnik ceny. Stosunek ceny do efektywności dopiero z biegiem lat zaczął się zmieniać na korzyść modułów monokrystalicznych.  

• Dopiero w 2015 roku wraz z rozwojem odpowiedniej technologii cięcia wafli krzemowych za pomocą piły diamentowej można było uzyskać odpowiednie krawędzie i czystość cięcia, by zminimalizować ilość odpadów. To jeden z kluczowych momentów, który zniwelował dużą przeszkodę technologiczną i pozwolił na późniejszą dominacje krzemu monokrystalicznego. - wyjaśnia Daniel Moczulski, ekspert firmy LONGi.

Rozwój technologii to nie tylko wzrost sprawności ogniw. To jednocześnie możliwość cięcia wafli krzemowych na cieńsze tafle, przez co generowane jest mniej odpadów. Przy produkcji również wykorzystywane jest mniej materiału. 

Kolejny skok technologiczny pozwolił na zwiększenie rozmiarów ogniw, co przełożyło się na lepszy rozkład kosztów w procesie produkcji. To kolejny aspekt, który przyczynił się do popularyzacji wafli z krzemu mono. 

Co teraz się liczy w świecie fotowoltaiki?

Obecnie priorytetowym zadaniem dla branży jest tworzenie produktów na miarę potrzeb rynku. To znaczy, że moduł fotowoltaiczny musi być dopasowany do specyfiki danej instalacji. Inny moduł będzie potrzebny na dachu w domu jednorodzinnym, inny dla gruntowej farmy fotowoltaicznej, a jeszcze inny na dachu hali produkcyjnej. Rozsądny dobór wielkości ogniw, a końcowo wielkości modułów do potrzeb inwestora to klucz do sukcesu każdego producenta.  

Ostatni krok milowy dla technologii produkcji ogniw fotowoltaicznych stawia 2022 rok. To od tamtej pory możliwa jest masowa produkcja ogniw o wysokiej wydajności - ponad 25%. Ostatnie lata stanowią zwieńczenie dekad ciężkiej pracy naukowców. Obecnie najbardziej perspektywiczną technologią staje się platforma back-contact, która pozwala uzyskać ponad 29% maksymalnej teoretycznej sprawności. Od tej technologii bardzo nie odbiegają inne, obecnie bardzo popularne rodzaje czyli TOPCon i HJT (hetero złącze). Te dwa typy ogniw przekroczyły już barierę 28% maksymalnej teoretycznej sprawności. LONGi jako jeden z największych i najbardziej doświadczonych producentów stawia na platformę back-contact i to w niej upatruje technologię przyszłości.  

Źródło: Webinarowa Środa z GLOBENERGIĄ