Tandemové solární články Longiho dvoukolkového perovskitu mají účinnost 34,85%

V dubnu 2025 Longi oznámila, že jeho nezávisle vyvinutá krystalická křemíkovou perovskite Tandemová tandemová solární články byla certifikována Národní laboratoří obnovitelné energie (NREL) Spojených států s účinností přeměny energie 34,85%, což opět prolomilo globální záznam této technologické cesty. Tento průlom označuje nejen vstup fotovoltaické technologie do nové éry „34%+“, ale také znamená, že krystalický křemík-perovskitové naskládané buňky oficiálně prolomily teoretický limit účinnosti buněk (33,7%).

Longiova technická cesta je založena na krystalických křemíkových buňkách a dosahuje spektrální komplementarity prostřednictvím konstrukce perovskitových vrstev. Konkrétně je za absorpci viditelné světelné části zodpovědná vrstva perovskitu (bandgap asi 1,7 eV), zatímco krystalická křemíková vrstva (bandgap 1,1 eV) zachycuje infračervené světlo. Oba spolupracují na zvýšení účinnosti přeměny sluneční energie na 34,85%. Jádro této struktury spočívá v průlomu inženýrství rozhraní. Tým Longi vyvinul dvouvrstvou prokládanou strategii pasivace. Prostřednictvím synergického účinku molekul lithia fluoridu (LIF) a ethylendiamin diiodid (EDAI) účinně potlačuje neradiativní rekombinaci na rozhraní a optimalizuje účinnost přenosu nosiče.

Stojí za zmínku, že rychlost technologické technologie Longiho daleko převyšuje očekávání odvětví: účinnost v listopadu 2023 překročila 33,9%, v červnu 2024 se zvýšila na 34,6% a v dubnu 2025 dosáhla nového maxima. Výzkumný ústav a Hongkongská polytechnická univerzita. Například výzkum týmu profesora Li Yaowena na Soochow University on Perovskite Lattice Regulation regulace nařízení o stresu poskytuje klíčovou podporu pro zlepšení stability baterie; Institut pro výzkum čisté energie společnosti Huaneng přispěl inženýrskými zkušenostmi s přípravou na velké komponenty a průmyslovou aplikaci.

Průlom ve stropu účinnosti

Teoretická omezení účinnosti krystalických tandemových buněk krystalického křemíku je až 43%, což výrazně přesahuje 29,4% jednotlivých krystalických křemíkových buněk. Efektivita Longiho 34,85% je téměř 80% této teoretické hodnoty a ponechává dostatek prostoru pro následné technologické vylepšení. Pokud se v budoucnu dozrává technologie trojité křižovatky (jako je technologie perovskitu/krystalického křemíku/perovskite), očekává se, že se účinnost dále zvýší na více než 40%, což zcela přepsá konkurenční krajinu efektivity fotovoltaického průmyslu.

Rušivá optimalizace struktury nákladů

Náklady na křemíkový materiál na tradiční krystalické křemíkové buňky představují asi 40%, zatímco tandemové buňky mohou snížit náklady na křemíkový materiál na méně než 20% snížením tloušťky křemíkových destiček (od 180 μm na méně než 100 μm) a zvýšit výrobu energie na jednotku plochy. Kromě toho proces přípravy roztoku perovskitové vrstvy (jako je štěrbinový povlak a inkoustový tisk) spotřebovává pouze 1/10 energie krystalických křemíkových buněk, což dále snižuje výrobní náklady. Odhaduje se, že vyrovnané náklady na elektřinu (LCOE) naskládaných buněk mohou být sníženy o 25% ve srovnání s tradičními buňkami PERC a má významnou konkurenceschopnost v distribuované fotovoltaice, BIPV a dalších scénářích.

Uvolnění efektu synergie průmyslového řetězce

Longiho technologické průlomy zrychlí zralost průmyslového řetězce Perovskite. Například sklo TCO (průhledný vodivý oxid), jako klíčový materiál pro perovskitovou vrstvu, zvýšil svou lokalizační míru z 30% v roce 2023 na 70% v roce 2025; Technologie laserového špičování ve velké oblasti vyvinuté společností Huaneng Clean Energy Research Institute zvýšila výnos perovskitových modulů z 85% na 95%. Kromě toho spolupráce Longi s GCL-Poly Optoelectronics, Xianna Optoelectronics a dalšími společnostmi staví „perovskite-krystalická silikon“ průmyslová ekologie.

Ačkoli průlom účinnosti je vzrušující, komercializace stále čelí několika výzvám:

Stabilita a životnost

Materiály perovskitu jsou citlivé na vodu, kyslík, světlo a teplotu a postrádají dlouhodobou stabilitu. Longiovy naskládané buňky dosud nezveřejnily specifické údaje o životním životě, ale průmysl se obecně domnívá, že jeho životnost T80 (čas potřebného k úpadku na 80%) musí překročit 5, 000 hodin, aby splnil komerční požadavky. K vyřešení tohoto problému možná Longi mohl přijmout následující technické cesty:

Pasivation Interface Pasivation: Například strategie komplexačního komplexu s dvojím hostitelem vyvinutá týmem Zhang Hong na Fudan University může prodloužit životnost perovskitových buněk na 1 050 hodin.

Technologie balení: Technologie vylepšení grafenu-polymeru ve výzkumu výzkumu čisté energie Huaneng může zvýšit životnost modulů Perovskite na 3 670 hodin.

Složitost procesu hromadné výroby

Dual-terminální tandemové buňky vyžadují přesnou kontrolu při přizpůsobování mřížky a kontaktu rozhraní mezi perovskitovou vrstvou a krystalickou křemíkovou vrstvou. Během hromadné výroby je třeba vyřešit následující problémy:

Uniformita tenkého filmu: Tloušťka perovskitové vrstvy musí být ovládána na 300-500 nm a odchylka tloušťky musí být menší než 5%.

Process compatibility: There is a contradiction between the high-temperature process of crystalline silicon cells (>800 stupňů) a příprava perovskitů s nízkou teplotou (<150℃), and new materials such as low-temperature silver paste need to be developed.

Nejistota politiky a trhu

Ačkoli „14. pětiletý plán země“ uvádí Perovskity jako klíčové technologie, v současné době chybí jasné politiky dotace a průmyslové standardy. Kromě toho nebyl dosud stanoven systém recyklace pro komponenty Perovskite a problémy znečištění vedení mohou způsobit environmentální spory.

Průlomový průlom Longi 34,85% znamená skok fotovoltaické technologie z „krystalické dominance křemíku“ po „naskládanou éru“. Tento průlom není jen technologickým vítězstvím, ale také modelem inovací kolaborativní v průmyslovém řetězci - materiální výzkum Suzhou University, inženýrské schopnosti Huaneng a design zařízení Hongkong Polytechnic společně tvoří základní kámen technologických průlomů.

Při pohledu dopředu se krystalické tandemové buňky z křemíku v perovskite přetvoří průmyslové prostředí v následujících oblastech:

Distribuovaná fotovoltaika:Jeho lehká (hmotnost modulu<5 kg/㎡) and high power density (>400 w/㎡) Charakteristiky budou podporovat vypuknutí BIPV, fotovoltaiky namontované na vozidle a dalších scénářů.

Centralizované elektrárny:Zlepšení účinnosti může snížit zaměstnání půdy na jednotku plochy, která je výhodnější v oblastech s vzácnými zdroji půdy.

Průzkum prostoru:Výzkum a vývoj flexibilních tandemových buněk může poskytnout efektivnější energetické řešení pro sondy hlubokých kosmiků.

Cesta k komercializaci však stále musí prolomit několik překážek, jako je stabilita, proces hromadné výroby a podpora politiky. Longiův technologický průlom ukázal cestu pro toto odvětví, ale k dosažení „perovskitové revoluce“ je stále zapotřebí společné úsilí celého průmyslového řetězce. V příštích pěti letech bude fotovoltaický průmysl uvádět dvojí transformaci technologické iterace a průmyslové rekonstrukce a Longiho 34,85% účinnost je výchozím bodem této transformace.