फोटोवोल्टिक सेल तकनीकी विकास की तीन पीढ़ियों से गुजर चुके हैं:
पहली पीढ़ी: क्रिस्टलीय सिलिकॉन प्रौद्योगिकी
यह सिलिकॉन को मुख्य सामग्री के रूप में उपयोग करके बनाया गया है, जिसमें बीएसएफ, पीईआरसी, टॉपकॉन, एचजेटी और आईबीसी जैसी प्रौद्योगिकियां शामिल हैं।
दूसरी पीढ़ी: पतली-फिल्म प्रौद्योगिकी
कॉपर इंडियम गैलियम सेलेनाइड (CIGS), कैडमियम टेलुराइड (CdTe) और गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) जैसी सामग्रियों से निर्मित पतली-फिल्म वाली सेलें कम दक्षता और उच्च लागत (प्रति गीगावॉट निवेश पर 2 अरब डॉलर से अधिक) के कारण क्रिस्टलीय सिलिकॉन से प्रतिस्पर्धा करने में संघर्ष कर रही हैं। वर्तमान में, उनकी बाजार हिस्सेदारी 5% से भी कम है।
तीसरी पीढ़ी: पेरोव्स्काइट और ऑर्गेनिक सोलर सेल
पेरोवस्काइट सौर कोशिकाओं के प्रभुत्व वाली इस पीढ़ी ने हाल के वर्षों में तीव्र विकास देखा है। इसे एक आशाजनक तकनीक माना जाता है जो फोटोवोल्टिक्स में अगली बड़ी सफलता के रूप में क्रिस्टलीय सिलिकॉन कोशिकाओं को पीछे छोड़ सकती है।
फोटोवोल्टिक सेल रूपांतरण दक्षता में प्रगति
क्रिस्टलीय सिलिकॉन की तुलना में, पेरोव्स्काइट सेल उच्च सैद्धांतिक दक्षता और कम उत्पादन लागत प्रदान करते हैं। एकल-जंक्शन और टैन्डम पेरोव्स्काइट सेल की सैद्धांतिक दक्षता क्रमशः 33% और 45% है, जो क्रिस्टलीय सिलिकॉन की अधिकतम दक्षता से कहीं अधिक है। आर्थिक दृष्टि से, एकल-जंक्शन पेरोव्स्काइट मॉड्यूल की दीर्घकालिक लागत 0.5–0.6 RMB/W अनुमानित है, जो क्रिस्टलीय सिलिकॉन की तुलना में काफी कम है, जिससे यह भविष्य के फोटोवोल्टिक विकास का एक प्रमुख केंद्र बन जाता है।
हालांकि पेरोवस्काइट सेल अभी औद्योगीकरण के शुरुआती चरण में हैं, क्रिस्टलीय और अनाकार सिलिकॉन कंपनियां इस क्षेत्र में सक्रिय रूप से निवेश कर रही हैं। विभिन्न पूंजी स्रोतों ने भी बाजार में प्रवेश किया है, जिससे व्यापक रुचि पैदा हुई है और व्यावसायीकरण में तेजी आई है।
चुनौतियाँ और व्यावसायीकरण का मार्ग
पेरोव्स्काइट सेलों को स्थिरता और निर्माण प्रक्रियाओं से संबंधित चुनौतियों का सामना करना पड़ता है, जिन्हें बड़े पैमाने पर उत्पादन हासिल करने के लिए हल करना आवश्यक है। वर्तमान पायलट उत्पादन लाइनें अभी भी परीक्षण चरण में हैं। प्रमुख बाधाओं में बेहतर सामग्री और प्रक्रियाओं के माध्यम से स्थिरता और रूपांतरण दक्षता में सुधार करना शामिल है। नमी और गैस प्रतिरोधी सामग्री, स्थिरता बढ़ाने वाले योजक, पैसिवेशन परतें और उन्नत उपकरण जैसे प्रमुख नवाचार इन बाधाओं को दूर करने के लिए आवश्यक हैं। इन क्षेत्रों में हुई प्रगति उद्योग में इसके उपयोग को बढ़ावा देगी, जिसमें वितरित पीवी और उपभोक्ता-स्तरीय उत्पाद प्रारंभिक अनुप्रयोग परिदृश्य के रूप में सामने आएंगे।
टैंडम सेल: दक्षता बढ़ाने की कुंजी
सिंगल-जंक्शन सेल की तुलना में, टैन्डम कॉन्फ़िगरेशन अधिक दक्षता प्रदान करते हैं। इनमें से, सिलिकॉन-पेरोव्स्काइट चार-टर्मिनल टैन्डम सेल अपनी सरल संरचना और क्रिस्टलीय सिलिकॉन सेल के लिए दक्षता बढ़ाने वाले लाभों के कारण व्यावसायीकरण की ओर तेजी से बढ़ रहे हैं। दो-टर्मिनल टैन्डम सेल, हालांकि अधिक जटिल हैं, सेल संरचना को सुव्यवस्थित करते हैं और एचजेटी तकनीक के साथ बेहतर संयोजन के लिए उपयुक्त हैं। पूर्ण-पेरोव्स्काइट टैन्डम सेल सर्वोत्तम समाधान प्रस्तुत करते हैं, जो और भी अधिक दक्षता और कम लागत प्रदान करते हैं।
प्रतिस्पर्धा और सहयोग
जीसीएल ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स, ज़िनानो और माइक्रोक्वांटा जैसी अक्रिस्टलीय सिलिकॉन उत्पादक कंपनियों ने पेरोव्स्काइट विकास में अग्रणी भूमिका निभाई है और इस नई तकनीक के माध्यम से सौर ऊर्जा उद्योग में प्रवेश करने का लक्ष्य रखा है। वहीं, पारंपरिक क्रिस्टलीय सिलिकॉन कंपनियों ने कुछ देर बाद इस दौड़ में प्रवेश किया है और मौजूदा क्रिस्टलीय सिलिकॉन सेल की दक्षता बढ़ाने के लिए संयुक्त तकनीकों पर ध्यान केंद्रित किया है।
अमॉर्फस सिलिकॉन कंपनियों को वित्तीय बाधाओं का सामना करना पड़ रहा है और वे त्वरित लाभ सुनिश्चित करने के लिए चार-टर्मिनल टैन्डम सेल के विकास में तेजी ला सकती हैं। इसके विपरीत, क्रिस्टलीय सिलिकॉन कंपनियां पेरोवस्काइट क्षेत्र की नवोन्मेषी कंपनियों का अधिग्रहण करके उनकी उन्नत तकनीकों को एकीकृत करने की संभावना रखती हैं, जिससे उद्योग का एकीकरण हो सकता है।
प्रतिस्पर्धा के बावजूद, क्रिस्टलीय और अनाकार सिलिकॉन कंपनियों का एक साझा लक्ष्य है: पेरोव्स्काइट प्रौद्योगिकी के औद्योगीकरण को बढ़ावा देना। निकट भविष्य में सहयोगात्मक प्रयासों का बोलबाला रहने की उम्मीद है, क्योंकि दोनों पक्ष फोटोवोल्टिक क्षेत्र में पेरोव्स्काइट अनुप्रयोगों की पूरी क्षमता को साकार करने की दिशा में काम कर रहे हैं।




