Energiainsztitúciók felforduló pillere: a perovskitszilíciumos tandem napcellák laboratóriumi hatékonysága meghaladja a 35%-ot

Berlin/Beijing – A globális fotovoltaikus ipar egy historiás áttörést üdvözöl! A kínai-német közös kutatócsapat ma bejelentette, hogy a perovskít-szilíciumos tandem napbatterékek laboratóriumi feltételű konverziós hatékonysága elérte a 35%-ot, ami 2,5 százalék ponttal magasabb, mint a világrekord a 2023-as adat, és közeledik az e technológia 43%-os elméleti limitjéhez. Ezt az eredményt a Nature Energy folyóirat „átörésnek” értékeli a fotovoltaikus ipar fejlődésében, amely mostantól „javulástól forradalmi változásig” terjed.

Technológiai áttörés: a fény „réteges kivonása”

A tradició szerinti szilíciumos cellák csak részét tudják felvenni a naptúrának anyagi jellemzőik miatt, és a kínai-német csapat által létrehozott „spektrum-kés” technológiája megoldotta ezt a problémát:

Felső perovskít: A új vezén-darab keverék perovskít anyag (CsPb₀.₅Sn₀.₅I₃) specializálódott látható fényre, és az abszorció határa kiterjesztik 950nm-ra.

Alsó szilíciumcella: A módosított heterojunkció (HJT) szilíciumcella pontosan felvazzza a 1100-1300nm hullámhosszú infravörös fényt, átalakítva a hullámőt elektromos energiává.

Nanós méretű 'fénytömör': A bionikus samáncsakként való szövegetű struktúra csökkenti a fényvisszaverődést 1%-al, és 20%-kal növeli a fényabszorbciós arányt a konvencionális cellákhoz képest.

"Ez egyenértékű azzal, hogy minden napfény sugárának egy 'munkaosztást' adnánk."", a projekt főtudósága, Li Weiran tanár a Kínai Tudományos Akadémiából azt mondta: "A különböző spektrum-sávokbeli fotonoknak saját feladataik vannak, és az elektromossági termelés természetesen exponenciálisan nő."

Kereskedelmi megvalósítás: "gyorshadat" a laboratóriumból a tetőre

Bár a laboratóriumi eredmények átalakulása még időbe telik, a ipar már elkezdte a szenvedélyes üzemmódot:

A GCL Csoport világ első 100MW perovskitszkénca-lélegzetes modultermelési vonalát beindították, amelynek sorozati hatékonysága 28%-os, és egy 1 milliárd dolláros rendelést kapott Saud-Arábiában NEOM Jövői Városától.

A Tesla azt közölte, hogy az új verziójú Solar Roof V4 használni fog szkémca-sejtet, amely területi teljesítménye 45%-kal nő, hogy kielégítse az egész évszakos családi villamos igényeket.

Az EU sürgősen felülvizsgálta a Naptami Tető Törvényt, amely arra készteti a tagállamokat, hogy prioritást adjanak a laminált modulok vásárlására nyilvános épületek számára. A kínai testületi adatok szerint a fotovoltaikus export az Európába 320%-kal nőtt évvel összehasonlítva.

A Deutsche Bank új energia-analitikusa, Mark Schneider előrejelezte: "A globális laminált akkumulátor-piac 2028-ban meghaladja az Egyesült Államok 100 milliárd dollárát, és a hagyományos egyetású szilícium-akkumulátorok visszavonulhatnak a közép- és alacsony árú piacra."

Rejtett aggályok és kihívások: csendes gondolkodás a hatékonysági ünnepek mögött

Az ünnekek mögött a gazdaság továbbra is riaszt két fő fájdalpontra vonatkozóan:

Kadmium-folyadék vitája: Minden négyzetméter modul tartalmaz körülbelül 18 gramm vasat. Bár a kiszivárgás sebességét 0,05 mg/L-re korlátozzák cirkońsium-foszfát rejtézettel, a környezeti szervezetek továbbra is felszólítják a kötelező újrahasznosítási szabványok kidolgozására.

Életi görbe: A laboratóriumi minták éves hatékonysági csökkenési aránya 85°C/85%-os páratartalomnál kb. 7%, ami még mindig messze van attól, hogy elérje a 25 éves kereskedelmi követelményt. „Ahogy egy sportautó nemcsak a pályán kell, hogy menjen, hanem ámorgyapjú utakon is ki kell bírnia a tesztet.” – ezt nyíltan kimondta Frank Eichenberg, az Oxford Photovoltaics CEO-ja.