Zehn Wissenschaftler haben in einem Open-Access-Artikel in die Innovationspfade für die wichtigsten PV-Zelltechnologien in den nächsten fünf Jahren prognostiziert Zelle.
Obwohl die weltweit installierte PV-Kapazität 1 Terawatt (1,000 GW) übersteigt, bleibt der Beitrag der Solarenergie zur weltweiten Stromerzeugung mit 5 bis 6 % gering, sagen die Forscher. Angesichts der „dringenden Notwendigkeit“, in den nächsten zwei Jahrzehnten PV im Multi-Terawatt-Maßstab einzusetzen, um die Treibhausgasemissionen zu reduzieren, „erhält die Innovation von PV-Geräten neue Dringlichkeit und Wirkung.“
Fortgesetzte Forschung, die zu „selbst relativ kleinen Fortschritten“ bei Effizienz, Zuverlässigkeit und Fertigungseffizienz führt, „wird große zukünftige Auswirkungen im Multi-TW-Maßstab haben“, sagten die Forscher und stellten fest, dass diese Faktoren zusammen „das immer überzeugendere Wertversprechen“ für PV ausmachen Energieerzeugung.
Während kristalline Silizium-PV im Jahr 95 einen Marktanteil von 2022 % hatte, könnten in einer „Zukunft im Terawatt-Maßstab“ mit „PV überall“ mehrere Technologien komplementär oder kombiniert sein, sagten sie.
Die als TOPCon (Tunnel Oxid Passivating Contact) bekannte Silizium-PV-Technologie mit einem Marktanteil von 23 % wird bis 2025 die Produktion von PERC-PV (Passivated Emitter and Rear Cell) „überholen“ und „wahrscheinlich die Technologie der Wahl werden.“ Herstellung neuer Zellen in den USA“, prognostiziert der Artikel.
Kristalline Silizium-PV-Zellen nähern sich dem theoretischen Single-Junction-Maximalwirkungsgrad von 29.4 %, hieß es.
Sie stellen fest, dass noch Forschungsbedarf besteht, um selektiv bereichspassivierende Hochtemperaturkontakte auf beiden Seiten der PV-Zelle („advanced TOPCon“) zu entwickeln und die Transparenz und Leitfähigkeit von Kontakten mit Heterojunction-Technologie (HJT) („advanced HJT“) zu verbessern. ) und die neuesten HJT- oder TOPCon-Technologien mit einer Interdigitated Back Contact (IBC)-Struktur zu kombinieren, „die möglicherweise schon 28 einen ultimativen praktischen Wirkungsgrad von 2025 % erreichen könnte.“
Doch wenn man sich der theoretischen Grenze nähert, „werden mehrere neue Arten des Abbaus, der sogenannte trägerinduzierte Abbau, und metastabile Defekte enthüllt“, sagten die Forscher.
Die Industrie „arbeitet daran, den Einsatz knapper Materialien wie Silber für die Bildung von Gitterlinien und Indium für transparente leitfähige Oxide zu reduzieren oder ganz zu eliminieren“, sagen die Autoren. Mehrere PV-Unternehmen und Forschungslabore haben das Design von HJT-PV-Zellen mit reduziertem Indiumverbrauch „oder sogar indiumfreien“ HJT-Zellen angekündigt.
Quelle aus pv Magazin
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