Les cèl·lules solars perovskites de Tàndem de doble extrem de Longi tenen una eficiència del 34,85%

A l’abril de 2025, Longi va anunciar que el seu desenvolupament solar del Silicon-Perovskita de Silicon-Perovskita de Silicon-Perovskita va ser certificat de forma independent (NREL) dels Estats Units, amb una eficiència de conversió d’energia del 34,85%, i va tornar a trencar el registre global d’aquesta ruta tecnològica. Aquest avenç no només marca l’entrada de la tecnologia fotovoltaica en una nova era de “34%+”, sinó que també significa que les cèl·lules apilades de silici-perovskita cristal·lines s’han trencat oficialment a través del límit d’eficiència teòrica de les cèl·lules d’una sola junció (33,7%), posant les bases per a la propera generació de tecnologia fotovolta d’eficiència ultra.

El camí tècnic de Longi es basa en cèl·lules de silici cristal·lines i aconsegueix una complementarietat espectral mitjançant el disseny d’apilament de capes perovskites. Concretament, la capa perovskita (Bandgap d’aproximadament 1,7 eV) és responsable d’absorbir la part de llum visible, mentre que la capa de silici cristal·lí (Bandgap d’1,1 eV) capta la llum infraroja. Els dos treballen junts per augmentar l'eficiència de conversió d'energia solar al 34,85%. El nucli d’aquesta estructura rau en l’avanç de l’enginyeria de la interfície. L’equip Longi ha desenvolupat una estratègia de passivació entrellaçada de doble capa. Mitjançant l’efecte sinèrgic del fluorur de liti (LIF) i les molècules de diiodide d’etilendiamina (EDAI), suprimeix efectivament la recombinació no radiadora a la interfície i optimitza l’eficiència de transferència del transportista.

Val la pena assenyalar que la velocitat d’iteració tecnològica de Longi supera amb escreix les expectatives de la indústria: l’eficiència va superar el 33,9% el novembre de 2023, va augmentar fins al 34,6% el juny de 2024 i va assolir un nou màxim a l’abril de 2025. Aquesta "capacitat de iteració ràpida" prové del seu sistema de R&D de "generació de producció massiva, generació de R i D i generació de reserves", així com en cooperació en matèria de cooperació amb institucions com ara sool, a la universitat, a la universitat, la universitat, la universitat, la universitat, la universitat, la universitat, la Universitat, la Universitat de Soochow, Huaneng Clean Energy Research Institute i Hong Kong Polytechnic University. Per exemple, la investigació de l’equip del professor Li Yaowen de la Universitat Soochow sobre la regulació d’estrès de gelosia perovskita proporciona un suport clau per millorar l’estabilitat de la bateria; Huaneng Clean Energy Research Institute ha aportat experiència en enginyeria en la preparació de components de grans àrees i aplicació industrial.

Avenç en el sostre d'eficiència

L’eficiència del límit teòric de les cèl·lules tàndem de silici-perovskita cristal·lina és fins al 43%, superant amb escreix el 29,4% de les cèl·lules de silici cristal·lines simples. L’eficiència del 34,85% de Longi s’acosta al 80% d’aquest valor teòric, deixant un ampli espai per a les posteriors actualitzacions tecnològiques. Si el tàndem de la junció triple (com la perovskita/silici cristal·lí/perovskita) madura en el futur, s'espera que l'eficiència augmenti més fins a més del 40%, reescrivint completament el paisatge de la competència d'eficiència de la indústria fotovoltaica.

Optimització pertorbadora de l'estructura de costos

El cost del material de silici de les cèl·lules tradicionals de silici cristal·lines representa al voltant del 40%, mentre que les cèl·lules tàndem poden reduir el cost del material de silici a menys del 20% reduint el gruix de les hòsties de silici (de 180 μm a menys de 100 μm) i augmentant la generació de potència per unitat. A més, el procés de preparació de solucions de la capa perovskita (com ara el recobriment d’escletxes i la impressió de tinta) només consumeix 1/10 de l’energia de les cèl·lules de silici cristal·lines, reduint encara més els costos de fabricació. Es calcula que el cost anivellat de l’electricitat (LCOE) de cèl·lules apilades es pot reduir un 25% en comparació amb les cèl·lules tradicionals de PERC, i té una competitivitat important en la fotovoltaica distribuïda, BIPV i altres escenaris.

Alliberament de l'efecte de sinergia de la cadena industrial

Els avenços tecnològics de Longi acceleraran la maduresa de la cadena de la indústria perovskita. Per exemple, el vidre TCO (òxid conductor transparent), com a material clau per a la capa perovskita, ha augmentat la seva taxa de localització del 30% el 2023 al 70% el 2025; La tecnologia d’escriptura làser de gran àrea desenvolupada per l’Institut de Recerca en Energia Clean de l’Huaneng ha augmentat el rendiment de mòduls perovskites del 85% al ​​95%. A més, la cooperació de Longi amb l’optoelectrònica de GCL-Poly, Xianna Optoelectronics i altres empreses està construint una ecologia industrial col·laborativa “perovskita-cristal·lina”.

Tot i que l’avanç de l’eficiència és emocionant, la comercialització encara s’enfronta a diversos reptes:

Estabilitat i coll d’ampolla de vida

Els materials perovskites són sensibles a l’aigua, l’oxigen, la llum i la temperatura i no tenen estabilitat a llarg termini. Les cèl·lules apilades de Longi encara no han revelat dades de vida específiques, però la indústria generalment creu que la seva vida T80 (el temps que es necessita per eficiència a la decadència fins al 80%) ha de superar les 5, 000 hores per satisfer els requisits comercials. Per resoldre aquest problema, Longi pot haver adoptat els camins tècnics següents:

Passivació de la interfície: per exemple, l’estratègia de complexació dual d’amfitrió desenvolupada per l’equip de Zhang Hong a la Universitat Fudan pot allargar la vida de les cèl·lules perovskites a 1.050 hores.

Tecnologia d’envasos: la tecnologia de millora del grafè-polímer de l’Institut de Recerca en Energia Clean de Huaneng pot augmentar la vida dels mòduls perovskita fins a 3.670 hores.

Complexitat del procés de producció massiva

Les cèl·lules en tàndem de doble terminal requereixen un control precís de la coincidència de gelosia i el contacte de la interfície entre la capa perovskita i la capa de silici cristal·lí. Cal resoldre els problemes següents durant la producció massiva:

Uniformitat de pel·lícula fina: el gruix de la capa perovskita ha de ser controlat a 300-500 nm, i la desviació de gruix ha de ser inferior al 5%.

Process compatibility: There is a contradiction between the high-temperature process of crystalline silicon cells (>800 graus) i la preparació a baixa temperatura de perovskites (<150℃), and new materials such as low-temperature silver paste need to be developed.

Política i incertesa del mercat

Tot i que el "14è pla de cinc anys" del país enumera els perovskites com a tecnologies clau, actualment hi ha una manca de polítiques clares de subvencions i estàndards de la indústria. A més, encara no s’ha establert el sistema de reciclatge per a components perovskites i els problemes de contaminació per plom poden causar disputes mediambientals.

El 34,85% de Longi del 34,85% de l'evidència marca el salt de la tecnologia fotovoltaica des del "domini cristal·lí de silici" fins a "època apilada". Aquest avenç no només és una victòria tecnològica, sinó que també és un model d’innovació col·laborativa a la cadena industrial: la investigació material de la Universitat de Suzhou, les capacitats d’enginyeria de Huaneng i el disseny de dispositius de Hong Kong Polytechnic constitueixen junts la pedra angular dels avenços tecnològics.

Mirant endavant, les cèl·lules de tàndem cristal·lines de silici-perovskita remodelaran el paisatge de la indústria a les àrees següents:

Fotovoltaics distribuïts:El seu lleuger (pes del mòdul<5 kg/㎡) and high power density (>400 W/㎡) Les característiques promouran l’esclat de BIPV, fotovoltaica muntada en vehicles i altres escenaris.

Power Centralitzades:La millora de l’eficiència pot reduir l’ocupació del sòl per unitat d’àrea, que és més avantatjosa en zones amb recursos escassos de la terra.

Exploració espacial:La investigació i el desenvolupament de cèl·lules tàndem flexibles poden proporcionar solucions energètiques més eficients per a sondes espacials profundes.

No obstant això, el camí cap a la comercialització encara ha de trencar -se per diversos obstacles com ara l'estabilitat, el procés de producció massiva i el suport de les polítiques. L’avanç tecnològic de Longi ha apuntat el camí cap a la indústria, però per aconseguir la “revolució perovskita”, encara són necessaris els esforços conjunts de tota la cadena de la indústria. En els propers cinc anys, la indústria fotovoltaica es produirà en la doble transformació de la iteració tecnològica i la reconstrucció industrial, i l'eficiència del 34,85% de Longi és el punt de partida d'aquesta transformació.