太陽光発電所の技術地図では、さまざまな国と企業が、資源の寄付と産業上の利点に基づいて、独特の技術的ルートを形成しています。市場における支配的な結晶シリコンテクノロジーから、薄膜太陽光発電の差別化された競争、および新興技術の最先端の探索まで、この数十年の「道路の戦い」は、太陽光発電効率で継続的なブレークスルーを駆動しただけでなく、光植物の膨大な植物を備えたグローバルな植物を伴うグローバルな植物を備えたグローバルな植物を備えています。
1クリスタルシリコンテクノロジー：グローバル太陽光発電の絶対的な主流
結晶性シリコン太陽光発電は、その成熟度と費用対効果を備えており、太陽光発電所の世界市場シェアの90％以上を占め、さらに2つの主要な分岐、単結晶シリコンと多結晶シリコンに分割されています。中国は単結晶シリコンテクノロジーのリーダーであり、単結晶シリコンセルの効率を26.1％に改善し、ダイヤモンドワイヤーカットやPERC（パッシブ化エミッターやバックセル）などの技術革新を通じてワットあたり0.15米ドルを下回るコストを削減しました。 XinjiangのChangjiにある1.2GWの単結晶のシリコン太陽光発電所は、キロワット時間あたりわずか0.18元のコストで182mmの大規模モジュールを使用しています。
多結晶シリコンテクノロジーは、ヨーロッパおよびアメリカの市場で一定のシェアを維持しており、その利点は単純な材料の準備と優れた放射線抵抗です。 First Solarの多結晶シリコンモジュールの効率はわずかに低く（19〜20％）、高温および高放射砂漠の発電所で安定して機能します。アリゾナ州の550MW多結晶シリコン発電所は、45度の単結晶シリコンよりも低い電力減衰率3パーセントポイントを持っています。韓国企業は、多結晶シリコンテクノロジーを鋳造することにより、材料の純度を99.999％に増やし、22％を超える多結晶シリコン細胞の効率をもたらし、ドイツの分布した太陽光発電発電所に好意を得ています。
結晶性シリコン技術の未来は、N型バッテリーのブレークスルーにあります。中国のトップコン（トンネル酸化物のパッシベーション接触）細胞、日本のHJT（ヘテロ接合）細胞、およびヨーロッパのIBC（クロスフィンガーバックコンタクト）細胞はすべて、27％以上の効率を求めて努力しています。 Hefeiの100MWのトップコン発電所であるAnhuiは、従来のPERC発電所と比較して発電を8％増加させました。日本の北海道にあるHJTデモンストレーション発電所は、-20度の低温でも95％の生産効率を維持しており、高緯度地域での太陽光発電用途向けの新しいソリューションを提供しています。
2薄膜太陽光発電：差別化されたシナリオの破壊者
薄膜太陽光発電の市場シェアは10％未満ですが、BIPV（統合された太陽光発電の構築）や柔軟なシナリオなどの分野ではかけがえのないものであり、結晶性シリコン技術を補完する生態系を形成します。 Cadmium Telluride（CDTE）薄膜は、薄膜太陽光発電の主流です。米国のFirst SolarのCDTEモジュールの効率は22.1％で、生産コストはわずか0.12ドルで、大規模な地上発電所でコストの優位性が得られます。 4.2GW CDTEモジュールを使用したオーストラリアのキャサリン太陽光発電所は、南半球で最大の薄膜太陽光発電所です。その弱い光応答性能は、結晶性シリコンモジュールのパフォーマンスよりも15％高く、オーストラリア北部の曇りの天候に特に適しています。
銅インジウムガリウムセレン化物（CIGS）薄膜は、柔軟性で知られています。厚さがわずか0.3mmのドイツのMeyer BurgerのCIGSフレキシブルコンポーネントは、半径5cmのアークに曲がり、RVやテントなどのモバイルシナリオで広く使用されています。ノルウェーの北極圏の研究ステーションは、極地に機器に電力を供給するために、研究船の上部をCIGSフィルムでカバーしており、その冷たい抵抗は-60度のテストを通じて検証されています。中国のハネルギーグループは、カーテンウォールを建設する分野で努力しています。上海の高層ビルのBIPVプロジェクトでは、色付きのシガー薄膜成分を使用しています。これは、建築の美的ニーズを満たすだけでなく、120000 kWhの年間発電も達成しています。
ペロブスカイト薄膜は、最も予想される新たな力です。英国のオックスフォード大学が開発したペロブスカイトモジュールの効率は31.3％であり、原材料コストは結晶シリコンの1/20にすぎません。サウジアラビアのNeom Future Cityは、豊富なローカル光資源を利用し、ペロブスカイトの高温安定性を組み合わせてターゲット電力コストをキロワット時あたり0.01米ドルに削減するために、世界初のGWレベルペロブスカイトソーラーパワーステーションを構築する予定です。ただし、ペロブスカイトの耐久性を改善する必要があります。スイスの屋外テストでは、紫外線下のペロブスカイト成分の現在の寿命は約2000時間であり、結晶シリコンの1/5にすぎないことが示されています。世界中の企業は、包装技術を通じて安定性を向上させています。
3新興技術：太陽光発電の未来の国境を越えた探索
太陽光発電と他のテクノロジーとの統合により、より想像力豊かなアプリケーションシナリオが生まれました。太陽光発電および太陽熱のハイブリッドシステムは、スペインのアンダソル発電所で検証されています。濃縮太陽光発電（CPV）を通じて電力を生成し、耐熱を暖房に使用し、純粋な太陽光発電所よりも50％高い包括的なエネルギー利用効率を達成します。イスラエルのSDE Boker Solar Energy Research Centerは、中東砂漠地域で戦略的価値を持つキロワット時の電力時間あたり1.5リットルの淡水を生産できる太陽光+海水淡水化システムを開発しました。
宇宙太陽光発電は究極の技術的な夢です。 NASAの「太陽光発電衛星」プログラムは、太陽光発電所の発電所を地球軌道に展開しようとし、昼、夜、天気の影響を受けない効率で電子レンジを介して電気を地面に送り返します。日本のJAXAは、10kWの宇宙太陽光発電プロトタイプのテストを完了し、2030年までにメガワットレベルのデモシステムを構築する計画を立てています。中国の「ティアンゴ」宇宙ステーションには、柔軟な太陽光発電モジュールも装備されており、発電効率は30％で、宇宙光電圧の技術経験を蓄積しています。
グローバルな太陽光発電技術の「多様な共存」は、本質的にさまざまなシナリオのニーズを反映しています。結晶性シリコンテクノロジーは、効率とコストのバランスを求めており、薄膜技術は特別なシナリオの境界を探求し、新たなテクノロジーは将来の可能性を指し示しています。 「究極の答え」のないこのテクノロジー競争は、太陽光発電所を単一の発電デバイスから建物、輸送、スペースと深く統合したエネルギーインフラストラクチャに変換し、グローバルなエネルギー変換のペースを加速させることです。