Industrija sunčanih ćelija prošle godine prvi put je premašila godišnju proizvodnju od 1 GW.U proizvodnji predvodi Japan s 550 MW a zatim i Europa s 299 MW. Prosječni godišnji rast proizvodnje u posljednjih pet godina je bio 42%. Snažan rast je izazvan s jedne strane tehnološkim napretkom u istraživanju materijala, novih koncepata i procesa proizvodnje, a s druge snažnom političkom podrškom izražena kroz poticaje za ugradnju fotonaponskih sustava.

Industrija sunčanih ćelija je danas jedna od najbrže rastućih industrija. U 2004. godini proizvedeno je sunčanih ćelija ukupne vršne snage 1146 MW, što je porast od 54% u odnosu na prethodnu godinu[1] (Slika 1.). Po proizvodnji prednjači Japan gdje je proizvedeno 550 MW, zatim Europa s 299 MW (Tablica 1.). U posljednjih pet godina prosječne godišnja stopa rasta proizvodnje je bila 42% (Tablica 2.).

Slika 1. Proizvodnja sunčanih ćelija između 1988. i 2004. godine (prema[1,2])

Godina	Europa	Japan	S.A.D.	Ostatak svijeta	Ukupno
1988.	6,7	12,8	11,1	3,0	33,6
1989.	7,9	14,2	14,1	4,0	40,2
1990.	10,2	16,8	14,8	4,7	46,5
1991.	13,4	19,9	17,1	5,0	55,4
1992.	16,4	18,8	18,1	4,6	57,9
1993.	16,6	16,7	22,4	4,4	60,1
1994.	21,7	16,5	25,6	5,6	69,4
1995.	20,1	16,4	34,8	6,4	77,6
1996.	18,8	21,2	38,9	9,8	88,6
1997.	30,4	35,0	51,0	9,4	125,8
1998.	33,5	49,0	53,7	18,7	154,9
1999.	40,0	80,0	60,8	20,5	201,3
2000.	60,7	128,6	75,0	23,4	287,7
2001.	86,4	171,2	100,0	32,6	390,2
2002.	135,1	251,1	120,6	55,5	561,8
2003.	193,4	363,9	103,0	83,8	744,1
2004.	298,9	550,1	126,1	171,0	1146,0

Izvor: [1,2]

Tablica 1. Proizvodnja sunčanih ćelija između 1988. i 2004. godine u MW

	1990.-2004.	1994.-2004.	2000.-2004.
Europa	29,4 %	32,4 %	49,6 %
Japan	30,2 %	39,3 %	47,3 %
S.A.D.	16,5 %	17,9 %	17,0 %
Ostatak svijeta	32,6 %	43,4 %	55,7 %
Svijet	25,9 %	31,4 %	41,8 %

Tablica 2. Prosječne godišnje stope rasta proizvodnje sunčanih ćelija

Uzrok takvog porasta proizvodnje je s jedne strane tehnološki napredak u istraživanju materijala, novih koncepata i procesa proizvodnje, a s druge snažna politička podrška izražena kroz poticaje za ugradnju fotonaponskih sustava. Bez obzira na tako snažan napredak, tehnologiji sunčanih ćelija treba još 20 do 30 godina ovakvog agresivnog rasta ako želi zauzeti značajniji udio u proizvodnji električne energije. Tržišna vrijednost sunčanih ćelija isporučenih u 2004. godini iznosi oko 6 milijardi eura. Silicij kao osnovni materijal apsolutno dominira s udjelom 98,3% (Slika 2.), i to pretežito tehnologija kristaliničnog silicija s 93,7% udjela u ukupnoj proizvodnji [3]. Sve do nedavno (2000. godina) prevladavala je tehnologija proizvodnje monokristaliničnog silicija dobivenog tzv. Czochralskijevim postupkom ili tehnologijom lebdeće zone (eng. float zone). Proizvodnja monokristaliničnog silicija je skuplja no učinkovitosti ćelija su veće. Danas (Tablica 3.), ta tehnologija sve više gubi korak u usporedbi s tehnologijom multikristaliničnog silicija (Mc-Si). Prednosti multikristaliničnog silicija su manja kapitalna ulaganja za proizvodnju vafera, veća iskoristivost silicija zbog korištenja četvrtastih vafera koji daju veću aktivnu površinu modula u usporedbi s okruglim ili kvazi-okruglim oblikom monokristaliničnog vafera. U Mc-Si tehnologiji lakše se proizvode ćelije većih površina veličina (150×150 i 200×200 mm), što pojednostavljuje njihovu ugradnju u module. Dominacija Mc-Si tehnologije s udjelom od 57,2 % u ukupnoj proizvodnji sunčanih ćelija u 2003. godini vidljiva je na Slici 2.

Slika 2. Udio različitih tehnologija proizvodnje sunčanih ćelija isporučenih u 2003. godini (prema[3])

Izvor: [2,3]

Tablica 3. Isporuke sunčanih ćelija prema tehnologiji u 2000. i 2003. godini (udjeli u %)

Trakasti silicij ima prednost što je u njegovom procesu proizvodnje izbjegnuta potreba rezanje vafera, čime se gubilo i do 50% materijala u procesu pilanja. Međutim, kvaliteta i mogućnost proizvodnje nije takva da bi ova tehnologija preuzela vodstvo u bliskoj budućnosti.

Najveći tehnološki nedostatak kristaliničnog silicija je svojstvo da je poluvodič s tzv. indirektnim zabranjenim pojasom zbog čega su potrebne relativno velike debljine aktivnog sloja kako bi se u najvećoj mjeri iskoristila energije Sunčeva zračenja. U tehnologiji tankog filma primjenjuju se poluvodiči s tzv. direktnim zabranjenim pojasom i njihove debljine mogu biti znatno manje, uz značajno manji utrošak materijala, što obećava nisku cijenu i mogućnost proizvodnje velikih količina ćelija. Nažalost, iako dugo najavljivane, tehnologije sunčanih ćelija u tankom filmu s amorfnim silicijem, CIS, CdTe i druge, zbog cijene, niske učinkovitosti, stabilnosti modula ili okolišne prihvatljivosti još uvijek nisu pokazale svoju tržišnu sposobnost i trebat će značajna ulaganja da postanu konkurentne kristaliničnom siliciju. Udio tehnologija tankog filma (amorfni silicij, CdTe, CIS), unatoč značajnim naporima uloženim u istraživanja ostao je vrlo skroman, oko 6,3% tržišta u 2003. godini. Međutim, snažan rast proizvodnje sunčanih ćelija s kristaliničnim silicijem može prouzročiti porast cijene i nestašicu sirovog silicija pa je moguć i veći proboj ovih tehnologija u budućnosti.

Eksponencijalan rast proizvodnje dijelom je omogućen snažnim ulaskom japanskih proizvođača koji su se u posljednjih osam godina nametnuli kao najveći proizvođači sunčanih ćelija (Slika 3.) i drže oko 45% ukupne svjetske proizvodnje.

Slika 3. Proizvođači sunčanih ćelija u svijetu u 2002. godini u postocima ukupne proizvodnje (prema [ 1 ])

Zbog komplicirane političke situacije u Europi i različite politike svake od država članica, ne postoji usuglašen pristup obnovljivim izvorima energije. Unatoč tome, Europska unija je postavila cilj da do 2010. godine 12% ukupne i 22% električne energije bude proizvedeno iz obnovljivih izvora energije[5]. Postavljen je cilj da se ukupno ugradi 3000 MW fotonaponskih sustava do 2010. godine, što je povećanje od sto puta u odnosu na 1995. godinu. Pripadajuća godišnja proizvodnja električne energije je između 2,4 i 3,5 TWh, ovisno o lokaciji na kojoj je sustav ugrađen.

Slika 3. Proizvođači sunčanih ćelija u Europi u 2002. godini u postocima ukupne proizvodnje (prema [ 1])

Unatoč postojanju dvije hrvatske tvornice sunčanih ćelija, Solar cells d.o.o. iz Splita i Solaris d.o.o. iz Novigrada, ne postoji uspostavljen državni program poticanja pa se većina proizvedenih sunčanih ćelija izvozi.

Literatura

1. PV News, Annual Review of the PV Market 2005

2. Joint Research Centre of the Directorate General of the European Commission: PV Status Report 2003, September 2003,

3. Sarasin Sustainable Investment: Current Status and Outlook for Photovoltaics and Solar Thermal Power, November 2004

4. Trends in Photovoltaic Applications: Survey Report of Selected IEA Countries between 1992 and 2003. IEA Photovoltaic Power Systems Programme- Task 1; September 2004

5. Energy for the Future: Renewable sources of energy- White Paper for a Community Strategy and Action Plan, COM(97)599 final (26/11/97)