Milestone della rivoluzione energetica: l'efficienza in laboratorio delle celle solari a tandem di perovskite-silicio supera il 35%

Berlino/Pechino - L'industria fotovoltaica globale ha raggiunto una storica innovazione! La squadra di ricerca sino-tedesca ha annunciato oggi che l'efficienza di conversione delle celle solari a tandem perovskite-silicio in condizioni di laboratorio ha raggiunto il 35%, di 2,5 punti percentuali superiore al record mondiale del 2023, avvicinandosi al limite teorico del 43% di questa tecnologia. Questo risultato è stato valutato dalla rivista Nature Energy come "un punto di svolta per l'industria fotovoltaica, passando dal miglioramento alla rivoluzione."

Rottura tecnologica: la filosofia dell'"estrazione stratificata" della luce solare

Le celle silicio tradizionali possono catturare solo una parte dello spettro solare a causa delle caratteristiche dei materiali, e la tecnologia "scalpello spettrale" creata dalla squadra sino-tedesca ha risolto questo problema:

Perovskite superiore: Il nuovo materiale perovskite misto piombo-stagno (CsPb₀.₅Sn₀.₅I₃) si specializza nella luce visibile, e il confine di assorbimento si estende fino a 950nm.

Cella di silicio inferiore: La cella di silicio con giunzione etero modificata (HJT) cattura con precisione la luce infrarossa da 1100 a 1300nm, convertendo il calore residuo in elettricità.

Trappola di "luce" su scala nanometrica: La struttura a testura dell'occhio di bruco bionico riduce la riflettività della luce almeno del 1%, e aumenta il tasso di assorbimento della luce del 20% rispetto alle celle convenzionali.

"Questo equivale a dare a ogni raggio di luce solare una 'divisione del lavoro'." Il caposcientifico del progetto, il professor Li Weiran dell'Accademia Cinese delle Scienze, ha detto: "I fotoni di bande diverse hanno i loro compiti specifici, e la produzione di energia aumenta naturalmente in modo esponenziale."

Atterraggio commerciale: "guerra lampo" dal laboratorio al tetto

Sebbene i risultati ottenuti in laboratorio abbiano ancora bisogno di tempo per essere trasformati, l'industria ha già avviato la modalità accelerata:

La linea di produzione di moduli a strati di perovskite-silicio da 100MW del gruppo GCL è entrata in funzione, con un'efficienza di produzione di massa del 28%, e ha ottenuto un ordine da 1 miliardo di dollari dalla città futuristica NEOM dell'Arabia Saudita.

Tesla ha annunciato che la nuova versione del Solar Roof V4 utilizzerà celle a strati, con un aumento del 45% della produzione di energia per unità di area per soddisfare le esigenze di elettricità tutto l'anno della famiglia.

L'UE ha urgentemente rivisto la Legge sul Tetto Solare, richiedendo ai paesi membri di dare priorità all'acquisto di moduli laminati per gli edifici pubblici. I dati doganali cinesi hanno mostrato che le esportazioni fotovoltaiche verso l'Europa sono aumentate del 320% rispetto all'anno precedente.

Mark Schneider, analista di energie rinnovabili della Deutsche Bank, ha previsto: "Il mercato globale dei battery laminati supererà i 100 miliardi di dollari USA nel 2028, e i tradizionali batteri a singolo giunzione silicio potrebbero ritirarsi nel segmento basso."

Preoccupazioni nascoste e sfide: pensiero calmo sotto la festa dell'efficienza

Dietro la festa, l'industria rimane vigile riguardo a due principali punti dolenti:

Controversia sull'inquinamento da piombo: Ogni metro quadrato del modulo contiene circa 18 grammi di piombo. Sebbene il tasso di leaching venga controllato a 0,05 mg/L grazie al rivestimento con fosfato di zirconio, le organizzazioni ambientali chiedono comunque l'istituzione di standard obbligatori di riciclaggio.

Destino della vita: Il tasso di decadimento annuo dell'efficienza dei campioni di laboratorio a 85℃/85% di umidità è di circa il 7%, il che è ancora lontano dal requisito commerciale di 25 anni. "Proprio come una macchina da corsa non può correre solo sulla pista, deve resistere anche alla prova delle strade fangose." Frank Eichenberg, CEO di Oxford Photovoltaics, ha dichiarato francamente.