Longi topeltotsa tandem perovskite päikesepatareide efektiivsus on 34,85%

2025. aasta aprillis teatas Longi, et tema iseseisvalt välja töötatud kristalne räni-perrovskite topeltotstarbelised päikeseenergiarakud kinnitasid Ameerika Ühendriikide riikliku taastuvenergia laboratooriumi (NREL), mille võimsuse muundamise efektiivsus oli 34,85%, rikkudes taas selle tehnoloogia marsruudi globaalset rekordit. See läbimurre ei tähista mitte ainult fotogalvaanilise tehnoloogia sisenemist uude ajastusse "34%+", vaid tähendab ka seda, et kristalsed räni-perrovskite virnastatud rakud on ametlikult läbi murtud ühe juga lahtrite teoreetilise efektiivsuse piiri (33,7%), pannes aluse järgmise põlvkonna põlvkonnale ultra-kõrge efektiivsusega.

Longi tehniline tee põhineb kristalsetel ränirakkudel ja saavutab perovskite kihtide virnastamise konstruktsiooni kaudu spektri komplementaarsuse. Täpsemalt, perovskite kiht (umbes 1,7 eV ribalapp) vastutab nähtava valguse absorbeerimise eest, kristalne räni kiht (ribalapp 1,1 eV), jäädvustab infrapunavalgust. Need kaks töötavad koos päikeseenergia muundamise efektiivsuse suurendamiseks 34,85%-ni. Selle struktuuri tuum seisneb liidese tehnika läbimurnis. Longi meeskond on välja töötanud kahekihilise põimitud passiivsuse strateegia. Liitiumfluoriidi (LIF) ja etüleendiamiini diiodiidi (EDAI) molekulide sünergistliku toime kaudu pärsib see tegelikult liideses mitte-radiatiivset rekombinatsiooni ja optimeerib kandja ülekande efektiivsust.

Väärib märkimist, et Longi tehnoloogia iteratsiooni kiirus ületab kaugelt tööstuse ootusi: tõhusus ületas 2023. aasta novembris 33,9%, suurenes juunis 2024 34,6% -ni ja jõudis 2025. aasta aprillis uuele kõrgeimale tasemele. See "kiire iteratsiooni" võimekuse tulemus on oma teadus- ja arendustegevuse süsteem, mis on sellised masstootmise loomise, ning ka SORE-i põlvkonnad, samuti instis-i põlvkond, samuti instis-i põlvkond, samuti instishoog. Instituut ja Hong Kongi polütehnikumi ülikool. Näiteks pakub Perovskite võre stressimääruse professor Li Yaoweni meeskonna uurimistööd peamist tuge aku stabiilsuse parandamiseks; Huaneng Clean Energy Research Institute on aidanud insenerikogemuse suure piirkonna komponentide ettevalmistamisel ja tööstusliku rakenduses.

Läbimurre efektiivsuse laes

Kristalse räni-perovskite tandemirakkude teoreetiline piirmoodul on koguni 43%, ületades kaugelt 29,4% üksikute kristallilistest ränirakkudest. Longi 34,85% -line efektiivsus on ligi 80% sellest teoreetilisest väärtusest, jättes rohkesti ruumi järgnevatele tehnoloogiauuendustele. Kui kolmekordse rihmaga tandem (näiteks perovskite/kristalne räni/perovskite) tehnoloogia küpseb tulevikus, eeldatakse tõhusust veelgi enam kui 40%-ni, kirjutades täielikult ümber fotogalvaanilise tööstuse tõhususe konkurentsimaastiku.

Kulustruktuuri häiriv optimeerimine

Traditsiooniliste kristalsete ränirakkude ränimaterjali maksumus moodustab umbes 40%, samas kui tandemirakud võivad räni materjali kulusid vähendada vähem kui 20% -ni, vähendades räni vahvlite paksust (180 μm -lt vähem kui 100 μm) ja suurendades energiatootmist ühiku kohta. Lisaks kulutab perovskiidi kihi (näiteks pilukatte ja tindiprintimise) lahenduste ettevalmistamise protsess ainult 1/10 kristalsete ränirakkude energiast, vähendades veelgi tootmiskulusid. Arvatakse, et virnastatud rakkude elektrienergia (LCOE) tasandatud kulusid saab traditsiooniliste PERC -rakkudega võrreldes vähendada 25% ja sellel on märkimisväärne konkurentsivõime jaotunud fotogalvaanilistes, BIPV -s ja muudes stsenaariumides.

Tööstusahela sünergia efekti vabastamine

Longi tehnoloogiline läbimurre kiirendab Perovskite'i tööstuse ahela küpsust. Näiteks TCO klaas (läbipaistev juhtiv oksiid), kui perovskite kihi võtmematerjal, on selle lokaliseerimise määra suurendanud 30% -lt 2023. aastal 70% -ni 2025. aastal; Huaneng Clean Energy Research Institute'i välja töötatud suure piirkonna laserkirjutamistehnoloogia on suurendanud perovskite moodulite saaki 85% -lt 95% -ni. Lisaks ehitab Longi koostöö GCL-Poly Optoelectronics, Xianna Optoelectronics ja teiste ettevõtetega "Perovskite-krüstalliline räni" koostööl tööstusökoloogia.

Ehkki tõhususe läbimurre on põnev, seisab kommertsialiseerimine silmitsi mitme väljakutsega:

Stabiilsus ja elu kitsaskoht

Perovskite materjalid on tundlikud vee, hapniku, valguse ja temperatuuri suhtes ning neil puuduvad pikaajaline stabiilsus. Longi virnastatud rakud ei ole veel konkreetseid elueaandmeid avalikustanud, kuid tööstus usub üldiselt, et selle T80 elu (aeg, mis kulub tõhususe lagunemiseks 80%-ni) peab ületama 5, 000 tundi, et vastata ärinõuetele. Selle probleemi lahendamiseks võis Longi kasutada järgmised tehnilised teed:

Liidese passiveerimine: näiteks Zhang Hongi meeskonna Fudani ülikooli välja töötatud kahekordne peremeesorganismi koosseisukompleksstrateegia võib pikendada Perovskite rakkude eluiga 1050 tunnini.

Pakenditehnoloogia: Huanengi puhta energia uurimistöö instituudi grafeen-polümeeri täiustamise tehnoloogia võib suurendada perovskite moodulite eluiga 3670 tunnini.

Masstootmisprotsessi keerukus

Kahepoolsed tandemirakud vajavad võre sobitamise ja liidese kontakti täpset kontrolli Perovskite kihi ja kristalse räni kihi vahel. Masstootmise ajal tuleb lahendada järgmised probleemid:

Õhuke kile ühtlus: Perovskite kihi paksust tuleb juhtida 300-500 nm juures ja paksuse kõrvalekalle peab olema väiksem kui 5%.

Process compatibility: There is a contradiction between the high-temperature process of crystalline silicon cells (>800 kraadi) ja perovskiitide madala temperatuuriga ettevalmistamine (<150℃), and new materials such as low-temperature silver paste need to be developed.

Poliitika ja turu ebakindlus

Ehkki riigi "14. viieaastane plaan" loetleb perovskiidid kui võtmetehnoloogiad, puuduvad praegu selged subsiidiumipoliitika ja tööstuse standardid. Lisaks ei ole perovskite komponentide ringlussevõtusüsteemi veel kindlaks tehtud ja juhtivad saasteprobleemid võivad põhjustada keskkonnavaidlusi.

Longi 34,85% -line läbimurre tähistab fotogalvaanilise tehnoloogia hüpet "kristalsest räni domineerimisest" kuni "virnastatud ajastuni". See läbimurre pole mitte ainult tehnoloogiline võit, vaid ka tööstusahela ühiste innovatsiooni mudel - Suzhou ülikooli materiaalsed uuringud, Huanengi insenerivõime ja Hong Kong Polytechnici seadme disain koos moodustavad koos tehnoloogiliste läbimurrete nurgakivi.

Tulevikku vaadates kujundavad kristalsed räni-perrovskite tandemirakud järgmistes valdkondades tööstuse maastikku:

Jagatud fotogalvaanid:Selle kerge (mooduli kaal<5 kg/㎡) and high power density (>400 w/㎡) omadused soodustavad BIPV, sõidukite paigaldatud fotogalvaaniliste ja muude stsenaariumide puhkemist.

Tsentraliseeritud elektrijaamad:Tõhususe parandamine võib vähendada maapindade ühiku piirkonna kohta, mis on soodsam nappide maaressurssidega piirkondades.

Kosmose uurimine:Paindlike tandemirakkude uurimine ja arendamine võib pakkuda tõhusamaid energialahendusi sügava kosmose sondide jaoks.

Tee kommertsialiseerimise juurde peab siiski läbima mitmeid takistusi, näiteks stabiilsus, masstootmise protsess ja poliitikatoetus. Longi tehnoloogiline läbimurre on osutanud teed tööstusele, kuid "Perovskite revolutsiooni" saavutamiseks on endiselt vaja kogu tööstusahela ühiseid jõupingutusi. Järgmise viie aasta jooksul käivitab fotogalvaaniline tööstus tehnoloogilise iteratsiooni ja tööstusliku rekonstrueerimise kahesuguse muundamise ning Longi 34,85% -line efektiivsus on selle teisenduse lähtepunkt.