Xu hướng công nghệ tế bào quang điện trong 2 thập kỷ tới

10 nhà khoa học quốc tế vừa đưa ra dự báo lộ trình đổi mới cho các công nghệ tế bào quang điện trong hai thập kỷ tới, đặc biệt là trong 5 năm gần nhất. Theo dự báo, mặc dù công suất lắp đặt của quang điện trên toàn thế giới vượt quá 1 terawatt (1.000 GW), nhưng đóng góp của năng lượng mặt trời (PV) vào sản xuất điện trên toàn thế giới vẫn còn khiêm tốn ở mức 5% đến 6%. Cũng theo dự báo, do “nhu cầu cấp thiết” là triển khai PV ở quy mô “nhiều terawatt” trong hai thập kỷ tới để giảm thiểu phát thải khí nhà kính, nên việc đổi mới thiết bị PV mang tính cấp bách và sẽ tạo ra những tác động mới.

Các nhà nghiên cứu cho hay, việc tiếp tục nghiên cứu dẫn đến “những tiến bộ” về hiệu quả, độ tin cậy và hiệu quả sản xuất “sẽ có tác động lớn trong tương lai ở quy mô nhiều terawatt”. Các yếu tố này kết hợp để tạo nên “đề xuất giá trị ngày càng hấp dẫn” cho PV. Cũng theo dự báo, trong khi PV silicon tinh thể chiếm 95% thị phần vào năm 2022, thì trong một tương lai quy mô “nhiều terawatt” với “PV ở khắp mọi nơi”, thì nhiều công nghệ có thể bổ sung hoặc kết hợp tạo ra một xu hướng mới sôi động hơn.

Đổi mới công nghệ tế bào quang điện sẽ giúp sớm đạt “quy mô nhiều terawatt” trong hai thập kỷ tới. Nguồn: Idtechex

Công nghệ quang điện silicon được gọi là TOPCon (tiếp xúc thụ động oxit đường hầm), với thị phần 23%, sẽ “vượt qua” việc sản xuất PV PERC (bộ phát thụ động và tế bào phía sau) vào năm 2025 và “có khả năng trở thành công nghệ được lựa chọn cho sản xuất tế bào quang điện mới ở nhiều nước, đặc biệt là Mỹ”. Các tế bào PV silicon tinh thể đang đạt đến hiệu suất tối đa về mặt lý thuyết một điểm nối là 29,4%.

Nhóm dự báo cũng lưu tâm, thế giới vẫn cần nghiên cứu để phát triển các tiếp điểm thụ động chọn lọc, nhiệt độ cao trên cả hai mặt của tế bào PV (TOPCon nâng cao), để cải thiện độ trong suốt và độ dẫn điện của các tiếp điểm công nghệ dị vòng (HJT nâng cao) và kết hợp các công nghệ HJT hoặc TOPCon mới nhất với cấu trúc liên hệ ngược được kỹ thuật số hóa (IBC), và “có thể đạt hiệu suất thực tế cao nhất là 28% ngay sau năm 2025”.

Ngành công nghiệp điện mặt trời “đang nỗ lực giảm thiểu hoặc loại bỏ” việc sử dụng các vật liệu khan hiếm như bạc, để hình thành các đường lưới và indium được sử dụng trong các oxit dẫn điện trong suốt. Một số công ty quang điện và phòng thí nghiệm nghiên cứu đã công bố thiết kế pin HJT PV với mức tiêu thụ indium giảm hoặc thậm chí là pin HJT không chứa indium.