Mijlpaal van de energierevolutie: laboratorie-efficiëntie van perovskiet-silicium tandemzonnecellen overstijgt 35%

Berlijn/Peking - De wereldwijde fotovoltaïse industrie heeft een historische doorbraak verwelkomd! Het Sino-Duitse gezamenlijke onderzoeksteam kondigde vandaag aan dat de conversieëfficiëntie van perovskiet-silicium tandemzonnecellen in laboratoriumomstandigheden 35% heeft bereikt, 2,5 percentagepunten hoger dan het wereldrecord uit 2023, en nadert de theoretische limiet van 43% van deze technologie. Dit resultaat werd door het tijdschrift Nature Energy beoordeeld als "een keerpunt voor de fotovoltaïse industrie van verbetering naar revolutie."

Technologische doorbraak: het "lagenextractie"-concept van zonlicht

Traditionele siliciumcellen kunnen slechts een deel van het zonnespectrum vangen vanwege materiaalkarakteristieken, en de "spectrale scalpel"-technologie die is ontwikkeld door het Sino-Duitse team heeft dit probleem opgelost:

Bovenste perovskiet: Het nieuwe lood-tin mengde perovskietmateriaal (CsPb₀.₅Sn₀.₅I₃) specialiseert zich in zichtbaar licht, en de absorptiegrens strekt zich uit tot 950nm.

Onderste siliciumcel: De aangepaste heterojunctie (HJT) siliciumcel vangt infraroodlicht van 1100-1300nm nauwkeurig op, en converteert afvalwarmte in elektriciteit.

Nanoschaal "lichtval": De bionische motogenstructuur verlaagt de lichtweerspiegeling tot minder dan 1%, en verhoogt de lichtopname met 20% in vergelijking met conventionele cellen.

"Dit komt neer op het geven van een 'verdeling van taken' aan elke straal zonlicht." De hoofdwetenschapper van het project, Professor Li Weiran van de Chinese Academie van Wetenschappen, zei: "Fotoniën van verschillende banden hebben hun eigen taken, en de stroomopwekking neemt natuurlijk exponentieel toe."

Commerciële implementatie: "blitzkrieg" van laboratorium naar dak

Hoewel de laboratoriumresultaten nog tijd nodig hebben om getransformeerd te worden, heeft de industrie al de sprintfase ingeluid:

De productielijn voor perovskiet-silicium gestapelde modules van GCL Group, de eerste ter wereld met een capaciteit van 100MW, is in bedrijf genomen, met een serielefficiëntie van 28% en een bestelling van 1 miljard dollar van NEOM Future City in Saoedi-Arabië.

Tesla kondigde aan dat de nieuwe versie van Solar Roof V4 gestapelde cellen zal gebruiken, met een 45% toename van de stroomopwekking per oppervlakte-eenheid om de elektriciteitsbehoeften van een gezin in alle weersomstandigheden te dekken.

De EU herziende dringend de Zonnendakwet, waarbij lidstaten worden aangemoedigd prioriteit te geven aan het aankopen van gelamineerde modulen voor openbare gebouwen. Chinese douanedata toonden aan dat fotovoltaïsche exporten naar Europa met 320% jaarlijks toenamen.

Mark Schneider, een nieuw-energie-analist bij Deutsche Bank, voorspelde: "De wereldwijde markt voor gelamineerde batterijen zal in 2028 de US$100 miljard overschrijden, en traditionele enkelvoudige siliciumbatterijen kunnen terugwijken naar de lagere segmenten van de markt."

Verborgen zorgen en uitdagingen: kalm nadenken onder de efficiëntiecarnaval

Achter de carnaval blijft de industrie waakzaam over twee grote pijnpunten:

Controverse over loomlekages: Elk vierkante meter van het module bevat ongeveer 18 gram lood. Hoewel het uitlegingspercentage beperkt wordt tot 0,05 mg/L door een zirkoniumfosfaatcoating, roepen milieuorganisaties nog steeds om de invoering van verplichte recyclenormen.

Levenscyclus: Het jaarlijkse rendementsverval van laboratoriummonsters bij 85℃/85% vochtigheid bedraagt ongeveer 7%, wat nog steeds ver verwijderd is van het commerciële vereiste van 25 jaar. "Zoals een sportwagen niet alleen op het circuit kan rijden, maar ook de test van modderige wegen moet doorstaan," zei Frank Eichenberg, CEO van Oxford Photovoltaics, openhartig.