Longiho dvojdielne tandemové perovskitové solárne články majú účinnosť 34,85%

V apríli 2025 spoločnosť Longi oznámila, že jeho nezávisle vyvinuté kryštalické kremíkovo-perovskitové tandemové tandemové solárne bunky boli certifikované Národným laboratóriom obnoviteľnej energie (NREL) v Spojených štátoch s účinnosťou konverzie energie 34,85%, čo opäť prelomilo globálny záznam tejto technologickej trasy. Tento prielom nielen označuje vstup fotovoltaickej technológie do novej éry „34%+“, ale tiež znamená, že kryštalický kremík-perovskit stohovaný bunky sa oficiálne prelomil teoretickým limitom obrazovky s jednostupňou (33,7%).

Longiho technická cesta je založená na kryštalických kremíkových bunkách a dosahuje spektrálnu komplementaritu prostredníctvom stohovania návrhu perovskitových vrstiev. Konkrétne je perovskitová vrstva (bandgap asi 1,7 eV) zodpovedná za absorbovanie viditeľnej časti svetla, zatiaľ čo kryštalická kremíková vrstva (Bandgap 1,1 EV) zachytáva infračervené svetlo. Obaja spolupracujú na zvýšení účinnosti premeny slnečnej energie na 34,85%. Jadro tejto štruktúry spočíva v prielome inžinierstva rozhrania. Tím Longi vyvinul dvojvrstvovú prekladateľnú pasivačnú stratégiu. Prostredníctvom synergického účinku molekúl lítium fluoridu (LIF) a etyléndiamín diodid (EDAI) účinne potláča neradiatívnu rekombináciu na rozhraní a optimalizuje účinnosť prenosu nosiča.

Je potrebné poznamenať, že rýchlosť iterácie technológie Longi ďaleko presahuje očakávania odvetvia: účinnosť prekročila 33,9% v novembri 2023, zvýšila sa na 34,6% v júni 2024 a dosiahla v apríli 2025 nové maximu Výskumný ústav Clean Energy a Hongkong Polytechnic University. Napríklad výskum tímu profesora Li Yaowena na Soochow University na regulácii stresu Perovskite mriežky poskytuje kľúčovú podporu na zlepšenie stability batérie; Výskumný inštitút spoločnosti Huaneng Clean Energy Institute prispel inžinierskymi skúsenosťami s prípravou komponentov a priemyselným uplatňovaním.

Prielom v stropu účinnosti

Teoretická limitná účinnosť kryštalických tandemových tandemových buniek kremíka-perovskitu je až 43%, čo je ďaleko presahujúca 29,4% jednotlivých kryštalických kremíkových buniek. Účinnosť 34,85% spoločnosti Longi je takmer 80% tejto teoretickej hodnoty, pričom ponecháva dostatok priestoru pre následné technologické vylepšenia. Ak sa v budúcnosti dozrieva technológia trojitého spojenia (napríklad perovskit/kryštalický kremík/perovskit), očakáva sa, že účinnosť sa bude ďalej zvýšiť na viac ako 40%, úplne prepísať súťažnú krajinu fotovoltaického priemyslu.

Rušivá optimalizácia štruktúry nákladov

Náklady na kremíkový materiál na tradičné kryštalické kremíkové bunky predstavujú asi 40%, zatiaľ čo tandemové bunky môžu znížiť náklady na kremíkový materiál na menej ako 20% znížením hrúbky kremíkových doštičiek (od 180 μm do menej ako 100 μm) a zvýšením tvorby energie na jednotku plochy. Okrem toho proces prípravy roztoku perovskitovej vrstvy (ako je napríklad štrbinový povlak a tlač atramentovej tlače) spotrebúva iba 1/10 energie kryštalických kremíkových buniek, čím sa ďalej znižuje výrobné náklady. Odhaduje sa, že vyrovnávané náklady na elektrinu (LCOE) stohovaných buniek môžu byť znížené o 25% v porovnaní s tradičnými bunkami PERC a majú významnú konkurencieschopnosť pri distribuovanej fotovoltaike, BIPV a ďalších scenároch.

Vydanie efektu synergie priemyselného reťazca

Longiho technologické prielomy urýchli splatnosť priemyselného reťazca Perovskite. Napríklad sklo TCO (priehľadný vodivý oxid), ako kľúčový materiál pre perovskitovú vrstvu, zvýšil mieru lokalizácie z 30% v roku 2023 na 70% v roku 2025; Technológia laserových písacích prác na veľkom oblastiach vyvinutá inštitútom pre výskum čistej energie spoločnosti Huaneng zvýšila výnos modulov perovskitov z 85% na 95%. Spoločnosť Longiho s Optoelektronikou spoločnosti Longi navyše s Optoelektronikou spoločnosti GCL-poly, Optoelectronics a ďalšími spoločnosťami buduje „Perovskitovú kremíkovú kremíkovú“ kolaboratívnu priemyselnú ekológiu.

Aj keď prielom efektívnosti je vzrušujúci, komercializácia stále čelí viacerým výzvam:

Stabilita a život

Perovskitové materiály sú citlivé na vodu, kyslík, svetlo a teplotu a nemajú dlhodobú stabilitu. Longiho naskladané bunky zatiaľ nezverejnili konkrétne životné údaje, ale priemysel sa vo všeobecnosti domnieva, že jeho život T80 (čas potrebný na rozpad na 80%) musí prekročiť 5, 000, aby sa splnili komerčné požiadavky. Na vyriešenie tohto problému možno Longi mohla prijať tieto technické cesty:

Pasivácia rozhrania: Napríklad dvojitá stratégia komplexácie hostiteľa vyvinutá tímom Zhang Hong na Fudan University môže predĺžiť život perovskitových buniek na 1 050 hodín.

Technológia balenia: Technológia vylepšenia grafénu a polyméru inštitútu pre výskum čistej energie Huaneng Clean Energy môže zvýšiť životnosť modulov perovskitov na 3 670 hodín.

Zložitosť procesu hromadnej výroby

Duálne terminálne tandemové bunky vyžadujú presnú kontrolu porovnávania mriežky a kontaktu rozhrania medzi vrstvou perovskitu a kryštalickou kremíkovou vrstvou. Počas hromadnej výroby je potrebné vyriešiť tieto problémy:

Rovnomernosť tenkého filmu: Hrúbka perovskitovej vrstvy je potrebné ovládať pri 300-500 nm a odchýlka hrúbky musí byť menšia ako 5%.

Process compatibility: There is a contradiction between the high-temperature process of crystalline silicon cells (>800 stupňov) a nízka teplota prípravy perovskitov (<150℃), and new materials such as low-temperature silver paste need to be developed.

Politika a neistota na trhu

Aj keď v „14. päťročnom pláne“ krajiny uvádza Perovskites ako kľúčové technológie, v súčasnosti v súčasnosti chýba jasné politiky dotácie a priemyselné normy. Okrem toho nebol stanovený recyklačný systém pre komponenty perovskitu a problémy so znečistením olovené môžu spôsobiť spory o životné prostredie.

Prielom Longiho 34,85% účinnosti znamená skok fotovoltaickej technológie z „kryštalického kremíkového dominancie“ do „naskladanej éry“. Tento prielom je nielen technologickým víťazstvom, ale aj modelom inovácií v oblasti spolupráce v priemyselnom reťazci - materiálový výskum univerzity Suzhou, Huanengove inžinierske schopnosti a návrh zariadení Hongkongu Polytechnic spolu tvoria základný kameň technologických prielomov.

Pri pohľade vpred, kryštalické tandemové bunky kremíka-perovskitu pretvoria priemyselnú krajinu v týchto oblastiach:

Distribuovaná fotovoltaika:Jeho ľahká (hmotnosť modulu<5 kg/㎡) and high power density (>400 W/㎡) Charakteristiky budú podporovať vypuknutie BIPV, fotovoltaiky namontovaných na vozidle a ďalšie scenáre.

Centralizované elektrárne:Zlepšenie efektívnosti môže znížiť zamestnanie pôdy na jednotku plochy, čo je výhodnejšie v oblastiach s obmedzenými zdrojmi pôdy.

Prieskum vesmíru:Výskum a vývoj flexibilných tandemových buniek môžu poskytnúť efektívnejšie energetické roztoky pre hlboké vesmírne sondy.

Cesta k komercializácii však musí prelomiť viaceré prekážky, ako je stabilita, proces hromadnej výroby a podporu politiky. Longiho technologický prielom poukázal na cestu pre priemysel, ale na dosiahnutie „perovskitovej revolúcie“ je stále potrebné spoločné úsilie celého priemyselného reťazca. V nasledujúcich piatich rokoch bude fotovoltaický priemysel uvedený v duálnej transformácii technologickej iterácie a priemyselnej rekonštrukcie a 34,85% efektívnosť Longi je východiskovým bodom tejto transformácie.