Celulele solare perovskite ale tandemului de la Londi au o eficiență de 34,85%

În aprilie 2025, Londi a anunțat că celulele solare cu tandem silicon-perovskite au fost dezvoltate în mod independent au fost certificate de laboratorul național de energie regenerabilă (NREL) din Statele Unite, cu o eficiență de conversie a puterii de 34,85%, înregistrând din nou recordul global al acestei rute tehnologice. Această descoperire nu numai că marchează intrarea tehnologiei fotovoltaice într-o nouă eră de „34%+”, dar înseamnă, de asemenea, că celulele stivuite de silicon cristalin siliciu-perovskite au trecut oficial prin limita de eficiență teoretică a celulelor cu o singură joncțiune (33,7%), punând baza pentru următoarea generare de tehnologie fotovoltaică ultra-eficientă.

Calea tehnică a lui Londi se bazează pe celule de siliciu cristalin și realizează o complementaritate spectrală prin proiectarea stivuirii straturilor perovskite. Mai exact, stratul perovskite (bandgap de aproximativ 1,7 eV) este responsabil pentru absorbția părții de lumină vizibilă, în timp ce stratul de siliciu cristalin (bandgap de 1,1 eV) surprinde lumina infraroșu. Cei doi lucrează împreună pentru a crește eficiența de conversie a energiei solare la 34,85%. Nucleul acestei structuri constă în descoperirea ingineriei interfeței. Echipa Londi a dezvoltat o strategie de pasivare intercalată cu două straturi. Prin efectul sinergic al moleculelor de fluorură de litiu (LIF) și etilendiamină diiodură (EDAI), suprimă efectiv recombinarea non-radiatoare la interfață și optimizează eficiența transferului purtătorului.

It is worth noting that LONGi's technology iteration speed far exceeds industry expectations: the efficiency exceeded 33.9% in November 2023, increased to 34.6% in June 2024, and reached a new high in April 2025. This "fast iteration" capability stems from its R&D system of "mass production generation, R&D generation, and reserve generation", as well as in-depth cooperation with institutions such as Soochow University, Huaneng Clean Energy Research Institute și Universitatea Politehnică din Hong Kong. De exemplu, cercetarea echipei profesorului Li Yaowen de la Universitatea Soochow despre reglementarea stresului perovskite, oferă sprijin cheie pentru îmbunătățirea stabilității bateriei; Huaneng Clean Energy Research Institute a contribuit cu experiența inginerească în pregătirea componentelor mari și aplicarea industrială.

Descoperire în plafonul de eficiență

Eficiența limită teoretică a celulelor tandem de siliciu-perovskite silicon-perovskite este de până la 43%, depășind cu mult 29,4% din celulele de siliciu unice cristaline. Eficiența de 34,85% a lui Londi este aproape de 80% din această valoare teoretică, lăsând un spațiu suficient pentru modernizarea tehnologiei ulterioare. Dacă tehnologia cu tandem cu trei joncțiuni (cum ar fi perovskite/siliciu cristalin/perovskite) se maturizează în viitor, eficiența este de așteptat să crească în continuare la peste 40%, rescrierea completă a peisajului concurenței de eficiență a industriei fotovoltaice.

Optimizarea perturbatoare a structurii costurilor

Costul materialului de siliciu al celulelor tradiționale de siliciu cristalin reprezintă aproximativ 40%, în timp ce celulele tandem pot reduce costul materialului de siliciu la mai puțin de 20% prin reducerea grosimii napolitanelor de siliciu (de la 180 μm la mai puțin de 100 μm) și creșterea generarii energiei pe unitatea de unitate. În plus, procesul de preparare a soluției stratului perovskite (cum ar fi acoperirea cu fante și imprimarea cu jet de cerneală) consumă doar 1/10 din energia celulelor de siliciu cristalin, reducând în continuare costurile de fabricație. Se estimează că costul nivelizat al energiei electrice (LCOE) al celulelor stivuite poate fi redus cu 25% în comparație cu celulele PERC tradiționale și are o competitivitate semnificativă în fotovoltaica distribuită, BIPV și alte scenarii.

Eliberarea efectului de sinergie al lanțului industrial

Descoperirile tehnologice ale lui Longi vor accelera maturitatea lanțului industrial perovskite. De exemplu, sticla TCO (oxid conductiv transparent), ca material cheie pentru stratul de perovskite, și -a mărit rata de localizare de la 30% în 2023 la 70% în 2025; Tehnologia de scriptură cu laser cu o zonă mare dezvoltată de Huaneng Clean Energy Research Institute a crescut randamentul modulelor perovskite de la 85% la 95%. În plus, cooperarea lui Londi cu optoelectronica GCL-POLY, Optoelectronica Xianna și alte companii construiește o ecologie industrială colaborativă „perovskite-cristalin”.

Deși descoperirea eficienței este interesantă, comercializarea se confruntă în continuare cu multiple provocări:

Stabilitatea și blocajul de viață

Materialele perovskite sunt sensibile la apă, oxigen, lumină și temperatură și nu au stabilitate pe termen lung. Celulele stivuite ale lui Londi nu au dezvăluit încă date de viață specifice, dar industria consideră, în general, că viața sa T80 (timpul necesar pentru ca eficiența să se descompună până la 80%) trebuie să depășească 5, 000 ore pentru a îndeplini cerințele comerciale. Pentru a rezolva această problemă, Londi ar fi putut adopta următoarele căi tehnice:

Pasivarea interfeței: de exemplu, strategia de complexare dublă gazdă-oaspete dezvoltată de echipa lui Zhang Hong la Universitatea Fudan poate prelungi viața celulelor perovskite la 1.050 de ore.

Tehnologia ambalajelor: Tehnologia de îmbunătățire a grafenului-polimer al Institutului de Cercetare a Energiei curate Huaneng poate crește durata de viață a modulelor perovskite la 3.670 de ore.

Complexitatea procesului de producție în masă

Celulele tandem duble-terminale necesită un control precis al potrivirii zăbrelei și contactului de interfață între stratul perovskite și stratul de siliciu cristalin. Următoarele probleme trebuie rezolvate în timpul producției în masă:

Uniformitatea de film subțire: Grosimea stratului perovskite trebuie să fie controlată la 300-500 nm, iar abaterea de grosime trebuie să fie mai mică de 5%.

Process compatibility: There is a contradiction between the high-temperature process of crystalline silicon cells (>800 de grade) și prepararea la temperatură scăzută a perovskitelor (<150℃), and new materials such as low-temperature silver paste need to be developed.

Politica și incertitudinea pieței

Deși „al 14-lea plan pe cinci ani” al țării listează perovskitele ca tehnologii cheie, în prezent există o lipsă de politici clare de subvenții și standarde din industrie. În plus, sistemul de reciclare pentru componentele perovskite nu a fost încă stabilit, iar problemele de poluare cu plumb pot provoca litigii de mediu.

Descoperirea eficienței lui Londi de 34,85% marchează saltul tehnologiei fotovoltaice de la „dominanța cristalină a siliciului” la „ERA stivuită”. Această descoperire nu este doar o victorie tehnologică, ci și un model de inovație colaborativă în lanțul industrial - cercetarea materială a Universității Suzhou, capacitățile de inginerie Huaneng și proiectarea dispozitivului din Hong Kong Politehnic constituie împreună piatra de temelie a descoperirilor tehnologice.

Privind în viitor, celulele tandem din siliciu-perovskite cristaline vor modela peisajul industriei în următoarele zone:

Fotovoltaice distribuite:Lightweight (greutatea modulului<5 kg/㎡) and high power density (>Caracteristicile de 400 W/㎡) vor promova izbucnirea de BIPV, fotovoltaice montate pe vehicul și alte scenarii.

Stații electrice centralizate:Îmbunătățirea eficienței poate reduce ocupația terenurilor pe unitatea de unitate, ceea ce este mai avantajos în zonele cu resurse terestre rare.

Explorare spațială:Cercetarea și dezvoltarea celulelor tandem flexibile pot oferi soluții energetice mai eficiente pentru sondele de spațiu profund.

Cu toate acestea, drumul către comercializare trebuie să treacă în continuare prin mai multe obstacole, cum ar fi stabilitatea, procesul de producție în masă și sprijinul politicilor. Descoperirea tehnologică a lui Londi a indicat calea către industrie, dar pentru a realiza „Revoluția Perovskite”, eforturile comune ale întregului lanț de industrie sunt încă necesare. În următorii cinci ani, industria fotovoltaică va lansa în dubla transformare a iterației tehnologice și a reconstrucției industriale, iar eficiența de 34,85% a lui Londi este punctul de plecare al acestei transformări.