Cuộc đua tăng công suất và kích cỡ tấm năng lượng mặt trời

Trước đây, hầu hết sự gia tăng về công suất tấm pin đến từ hiệu suất tăng do những tiến bộ trong công nghệ tế bào quang điện (cell). Tuy nhiên gần đây trong thương mại, yếu tố chính để tăng công suất là tăng kích thước cell và tăng số lượng cell trên mỗi tấm năng lượng.

Với các định dạng và cấu hình cell mới này, tấm năng lượng mặt trời cũng có kích thước lớn hơn, trong đó đường kính 210mm (gọi là M12) hiện là xu hướng phát triển của một số nhà sản xuất trong ngành, so với các kích thước phổ biến trước đó trên thị trường từ 156,75mm (M2) đến 166mm (M6).

Tuy nhiên, cũng có một số lo ngại cho rằng các công ty lắp đặt có thể sẽ khó chấp nhận sử dụng những tấm pin có kích thước ngoại chuẩn như vậy bởi chúng có thể khó tương thích với thiết bị hiện có và các yếu tố người lao động.

Bên cạnh việc tăng kích thước tấm năng lượng, các nhà sản xuất đang sử dụng nhiều công nghệ mới cùng với các thay đổi kỹ thuật để đạt được công suất ấn tượng.

Sử dụng silicon loại N là một trong những cách đơn giản nhất để tăng hiệu quả nhưng tốn kém. Tế bào loại N có ít tạp chất hơn, khả năng chịu nhiệt độ tốt hơn và có tỷ lệ suy giảm do ánh sáng thấp hơn nhiều so với tế bào silicon loại P. Tuy nhiên, khoảng cách về giá cả giữa loại P và N đang dần thu hẹp do tính kinh tế theo quy mô khiến chi phí sản xuất trên quy mô lớn giảm đi đáng kể.

Trong số nhiều cải tiến về tế bào quang điện, công nghệ phổ biến nhất được sử dụng là công nghệ đa thanh cái (multi-busbars - MBB) để tăng khả năng hấp thụ ánh sáng. Các thanh cái truyền thông (5BB hoặc 6BB) đang nhường chỗ cho những thanh cái mỏng và nhiều hơn, từ 9-16 thanh. Kích thước cell lớn hơn cũng cho phép nhiều thanh cái được triển khai hơn.

Trong khi đó, tấm năng lượng mặt trời hai mặt có MBB đang ngày càng phổ biến do sản lượng điện tăng lên bằng cách sử dụng mặt sau của tấm năng lượng để đạt hiệu suất 20% hoặc cao hơn. Mặc dù trong phòng thí nghiệm, kỷ lục hiệu suất tế bào quang điện được ghi nhận hiện nay vào khoảng 27% nhưng phần lớn hiệu suất của các tấm pin thương mại có sẵn trên thế giới và tại Việt Nam chỉ vào khoảng 17-19%.

Song, các tấm hai mặt để đạt hiệu suất cao hơn thường chỉ có lợi trên các bề mặt lắp đặt có màu sáng như đất cát hoặc đá được sử dụng trong các trang trại năng lượng mặt trời quy mô lớn ở những khu vực khô cằn.

Công nghệ đóng gói mật độ dày (Tiling Ribbon) cũng được sử dụng để giảm không gian giữa mỗi tế bào quang điện. Các lớp cell được gối lên nhau để loại bớt khoảng trống nhỏ giữa chúng, khiến chúng có thể được nối với nhau thay vì hàn như trước, và tăng diện tích tổng thể để hấp thụ năng lượng.

Trong hơn nửa năm qua, các công ty nổi tiếng đều tung ra các tấm pin công suất cực cao, trên 500W với kích thước từ 180mm đến 210mm.