Сонячні клітини з подвійного кінця Лонгі Перовскіт мають ефективність 34,85%

У квітні 2025 року Лонгі оголосив, що його незалежно розвинені кристалічні кремнію-перовскіт з подвійними тандемами сонячних батарей були сертифіковані Національною лабораторією відновлюваної енергії (NREL) США з ефективністю перетворення потужності 34,85%, вкотре побивши глобальний рекорд цього технологічного маршруту. Цей прорив не тільки знаменує введення фотоелектричної технології в нову епоху "34%+", але й означає, що клітини кристалічного кремнію-перовскіту офіційно пробилися через теоретичну межу ефективності клітин одиночного зв'язку (33,7%), заклавши фундамент для наступного покоління ультра-високоефективної фотоповерсійної технології.

Технічний шлях Лонгі заснований на кристалічних кремнієвих клітинах і досягає спектральної взаємодоповнення за допомогою конструкції шарів перовскіту. Зокрема, шар перовскіту (пропускна смуга близько 1,7 еВ) відповідає за поглинання видимої частини світла, тоді як кристалічний кремній (пропуск 1,1 еВ) фіксує інфрачервоне світло. Двоє працюють разом, щоб підвищити ефективність перетворення сонячної енергії до 34,85%. Ядро цієї структури полягає в прориві інженерії інтерфейсу. Команда Longi розробила двошарову переплетену стратегію пасивації. Завдяки синергетичному ефекту літієвого фтору (LIF) та молекул етилендіаміну діодіду (EDAI) він ефективно пригнічує нерадіаційну рекомбінацію на інтерфейсі та оптимізує ефективність передачі носія.

Варто зазначити, що швидкість ітерації технологій Лонгі значно перевищує очікування промисловості: ефективність перевищила 33,9% у листопаді 2023 року, зросла до 34,6% у червні 2024 року, і досягла нової високої у квітні 2025 року. Ця "швидка ітерація" випливає з її науково-дослідної системи "масового виробництва, а також генерації R&D, таких як ущільнення", а також ущільнення, а також ущільнення, а також ущільнення з інтенсації, а також ущільнення з інтенсивним співробітницею, а також у програмі, як і в умовах, а також у сорту, як і в умовах, а також у співпраці, а також у сорту, як і в умовах. Інститут досліджень чистої енергії Хуаненг та Гонконгський політехнічний університет. Наприклад, дослідження команди професора Лі Яовена в університеті Сухов на регуляції стресових речовин Перовскіт надає ключову підтримку для підвищення стабільності акумулятора; Інститут досліджень чистої енергії Huaneng сприяв інженерному досвіду в підготовці компонентів великої площі та промисловому застосуванні.

Прорив у стелі ефективності

Теоретична гранична ефективність тандемних клітин кристалічного кремнію-перовскіту становить 43%, що значно перевищує 29,4% монокристалічних кремнієвих клітин. Ефективність 34,85% Лонгі становить близько 80% від цієї теоретичної цінності, залишаючи достатньо місця для подальших оновлень технологій. Якщо технологія тандем з потрійного зв'язку (наприклад, технологія Perovskite/Crystalline Silicon/Perovskite) дозріває в майбутньому, очікується, що ефективність буде збільшуватися до більш ніж 40%, повністю переписавши ландшафт конкуренції ефективності фотоелектричної промисловості.

Руйнівна оптимізація структури витрат

Вартість кремнієвого матеріалу традиційних кристалічних кремнієвих клітин становить близько 40%, тоді як тандемні клітини можуть знизити вартість кремнієвого матеріалу до менше ніж на 20% за рахунок зменшення товщини кремнієвих плит (з 180 мкм до менше 100 мкм) та збільшенням потужності на одиницю. Крім того, процес підготовки розчину шару перовскіту (наприклад, щілинне покриття та струменевий друк) споживає лише 1/10 енергії кристалічних кремнієвих клітин, що ще більше зменшує виробничі витрати. За оцінками, рівномірна вартість електроенергії (LCOE) складених клітин може бути знижена на 25% порівняно з традиційними клітинами PERC, і вона має значну конкурентоспроможність у розподіленій фотоелектриці, BIPV та інших сценаріях.

Випуск ефекту синергії промислового ланцюга

Технологічні прориви Лонгі прискорять зрілість ланцюга промисловості перовскіту. Наприклад, скло TCO (прозорий провідний оксид), як ключовий матеріал для шарі перовскіту, збільшив рівень локалізації з 30% у 2023 до 70% у 2025 році; Технологія лазерних писань великої площі, розроблена Інститутом досліджень чистої енергії Хуаненг, збільшила врожайність перовскітних модулів з 85% до 95%. Крім того, співпраця Лонгі з GCL-Poly Optoelectronics, Xianna optoelectronics та іншими компаніями будує промислову екологію "перовскіт-кристалічний кремнію".

Хоча прорив ефективності є захоплюючим, комерціалізація все ще стикається з численними проблемами:

Стабільність та вузьке місце життя

Матеріали перовскіту чутливі до води, кисню, світла та температури та не мають тривалої стабільності. Складені клітини Лонгі ще не розкрили конкретних життєвих даних, але галузь, як правило, вважає, що його життя T80 (час, який потрібно для ефективності, до 80%) повинен перевищувати 5, 000 годин для задоволення комерційних вимог. Для вирішення цієї проблеми Лонгі, можливо, прийняв такі технічні шляхи:

Пасівація інтерфейсу: Наприклад, стратегія подвійної господаря-господаря, розроблена командою Чжан Гонг в університеті Фудана, може продовжити життя клітин перовскіту до 1050 годин.

Технологія упаковки: Технологія покращення графен-полімеру Інституту досліджень чистої енергії Huaneng може збільшити термін експлуатації модулів перовскіту до 3670 годин.

Складність масового виробничого процесу

Подвійні тандемні клітини потребують точного контролю відповідності решітки та контакту інтерфейсу між шаром перовскіту та кристалічним кремнієвим шаром. Під час масового виробництва потрібно вирішити наступні проблеми:

Тонка плівка рівномірність: Товщину шару перовскіту потрібно контролювати при 300-500 нм, а відхилення товщини повинно бути менше 5%.

Process compatibility: There is a contradiction between the high-temperature process of crystalline silicon cells (>800 градусів) та низькотемпературна підготовка перовскітів (<150℃), and new materials such as low-temperature silver paste need to be developed.

Політика та невизначеність ринку

Незважаючи на те, що "14-й п'ятирічний план" перераховує перовскітів як ключові технології, наразі не вистачає чіткої політики субсидій та галузевих стандартів. Крім того, система переробки компонентів перовскіту ще не встановлена, і питання забруднення призводять до екологічних суперечок.

Прорив ефективності Лонгі 34,85% знаменує стрибок фотоелектричної технології від "кристалічного домінування кремнію" до "укладеної епохи". Цей прорив - це не лише технологічна перемога, але й модель спільних інновацій у промисловому ланцюжку - матеріальні дослідження університету Сучжоу, інженерні можливості Хуаненга та дизайн пристроїв Гонконгу Політехніки - це наріжне камінь технологічних проривів.

Забігаючи наперед, кристалічні тандемні клітини кремнію-перовскіт перероблять галузевий ландшафт у таких районах:

Розподілена фотоелектрика:Його легка (вага модуля<5 kg/㎡) and high power density (>Характеристики 400 мас.

Централізовані електростанції:Поліпшення ефективності може зменшити заняття земельними ділянками на одиницю площі, що є більш вигідним у районах з дефіцитними земельними ресурсами.

Космічне дослідження:Дослідження та розробка гнучких тандемних клітин можуть забезпечити більш ефективні енергетичні рішення для глибоких космічних зондів.

Однак шлях до комерціалізації все ще повинен пробитися через безліч перешкод, таких як стабільність, масовий виробничий процес та підтримка політики. Технологічний прорив Лонгі вказав на шлях для галузі, але для досягнення "революції перовскіту" все ще потрібні спільні зусилля всього галузевого ланцюга. У наступні п’ять років фотоелектрична промисловість призведе до подвійної трансформації технологічної ітерації та реконструкції промисловості, а ефективність 34,85% Лонгі є початковою точкою цієї трансформації.