Jakie są różne generacje ogniw słonecznych?

Istnieją trzy podstawowe generacje ogniw słonecznych, choć jedno z nich jeszcze nie istnieje i trwają badania. Są oznaczone jako pierwsze, drugie i trzecie i różnią się w zależności od kosztów i wydajności.

Pierwsza generacja to drogie, o wysokiej wydajności. Te ogniwa słoneczne są wytwarzane w sposób podobny do komputerów, przy użyciu wyjątkowo czystego krzemu, wykorzystują pojedyncze złącze do wydobywania energii z fotonów i są bardzo wydajne, zbliżając się do teoretycznej wydajności maksymalnie 33%. W 2007 r. Produkty pierwszej generacji stanowiły 89,6% produkcji komercyjnej, choć od tego czasu udział w rynku spadł. Procesy produkcyjne stosowane do ich produkcji są z natury drogie, co oznacza, że ​​ogniwa te mogą potrzebować lat na pokrycie kosztów zakupu. Nie uważa się, że ogniwa pierwszej generacji będą w stanie dostarczać energię bardziej opłacalną niż źródła paliw kopalnych.

Druga generacja, która była intensywnie rozwijana w latach 90. i na początku 2000 r., To tanie ogniwa o niskiej wydajności. Są to najczęściej cienkowarstwowe ogniwa słoneczne, konstrukcje wykorzystujące minimalne materiały i tanie procesy produkcyjne. Najpopularniejszymi materiałami stosowanymi do tego typu są selenek miedziowo-galowo-galowy, tellurku kadmu (CdTe), amorficzny krzem i krzem mikromorficzny.

Standardowym przykładem ogniw drugiej generacji byłyby te wyprodukowane przez Nanosolar, który wykorzystuje specjalną maszynę do drukowania ogniw z bardzo dużą szybkością. Chociaż komórki te mają tylko 10-15% wydajności konwersji, obniżony koszt zrekompensował ten deficyt. Ogniwa drugiej generacji mogą być bardziej opłacalne niż paliwa kopalne.

Ogniwa słoneczne trzeciej generacji są jedynie celem badawczym i tak naprawdę jeszcze nie istnieją. Celem badań energii słonecznej jest wytwarzanie tanich i wydajnych ogniw. Prawdopodobnie będą to komórki cienkowarstwowe, które wykorzystują nowatorskie podejście do uzyskania wydajności w zakresie 30–60%. Niektórzy analitycy przewidują, że komórki trzeciej generacji mogłyby zacząć być komercjalizowane około 2020 roku, ale to tylko przypuszczenie. Technologie związane z produktami trzeciej generacji obejmują wielozłączowe ogniwa fotowoltaiczne, ogniwa tandemowe, ogniwa nanostrukturalne w celu lepszego wychwytywania padającego światła oraz wykorzystanie nadmiernego wytwarzania ciepła w celu zwiększenia napięć lub gromadzenia nośników.