Kamień milowy rewolucji energetycznej: laboratoryjna wydajność komórek słonecznych tandemowych perowskit-silikon przekracza 35%

Berlin/Pekin - Globalny przemysł fotowoltaiczny osiągnął historyczny przełom! Zespół badawczy chińsko-niemiecki ogłosił dziś, że efektywność konwersji komórek słonecznych tandemowych perowskit-silikon w warunkach laboratoryjnych osiągnęła 35%, co jest o 2,5 punktu procentowego wyższe niż rekord świata z 2023 roku, zbliżając się do teoretycznego limitu 43% tej technologii. To osiągnięcie zostało ocenione przez czasopismo Nature Energy jako „punkt zwrotny dla przemysłu fotowoltaicznego od poprawy do rewolucji.”

Przełom technologiczny: „warstwowe wyciąganie” światła słonecznego

Trafne komórki krzemowe mogą przechwytywać tylko część widma słonecznego ze względu na właściwości materiałów, a technologia „spektralnego skalpela” stworzona przez chińsko-niemiecki zespół rozwiązała to problem:

Górna warstwa perowskitu: Nowy materiał perowskitowy z mieszanki ołowiu i galiu (CsPb₀.₅Sn₀.₅I₃) specjalizuje się w widocznym świetle, a granica absorpcji rozciąga się do 950nm.

Komórka silikonna na dole: Zmodyfikowana koniunkcja heterojunkcyjna (HJT) komórki silikonowej dokładne przechwytuje światło podczerwone o długości fal od 1100 do 1300nm, przekształcając marnotrawne ciepło w elektryczność.

Nanoskalowy „łapaniec światła”: Bioniczna struktura tekstury oka motyla zmniejsza odbicie światła do mniej niż 1% i zwiększa efektywność pochwyty światła o 20% w porównaniu z komórkami tradycyjnymi.

"To jest równoznaczne z nadaniem każdemu promieniowi światła 'dzielenia pracy'." Główny naukowiec projektu, profesor Li Weiran z Chińskiej Akademii Nauk, powiedział: "Fotony różnych pasm mają swoje własne obowiązki, a wydajność generowania energii naturalnie rośnie wykładniczo."

Komercyjne wdrożenie: "blitzkrieg" od laboratorium do dachu

Chociaż wyniki z laboratorium nadal potrzebują czasu na transformację, przemysł rozpoczął tryb pośpiechu:

Linia produkcyjna grupy GCL, pierwsza na świecie dla modułów stosowanych perowskit-silicja o mocy 100MW, została uruchomiona, z efektywnością masowej produkcji wynoszącą 28%, oraz uzyskała zamówienie na 1 miliard dolarów z miasta przyszłości NEOM w Arabii Saudyjskiej.

Tesla ogłosiła, że nowa wersja Dachu Słonecznego V4 będzie korzystała z komórek stosowanych, z 45% wzrostem wydajności generowania energii na jednostkę powierzchni, aby sprostać potrzebom elektrycznym rodziny w dowolnej pogodzie.

UE pilnie poprawiła Akt Dachów Słonecznych, nakazując państwom członkowskim nadać pierwszeństwo zakupowi modułów laminowanych do budynków publicznych. Dane celnego Chin wykazały, że eksport fotowoltaiczny do Europy wzrósł o 320% rok-rok.

Mark Schneider, analityk nowych energii w Deutsche Bank, przewidział: "Rynek baterii laminowanych przekroczy 100 miliardów dolarów USA w 2028 roku, a tradycyjne baterie krzemowe jednoprzepustowe mogą wycofać się na rynek niskoprofilowy."

Ukryte troski i wyzwania: spokojne myślenie podczas karnawału efektywności

Za karnawałem, przemysł pozostaje czujny wobec dwóch głównych problemów:

Kontrowersje dotyczące wycieku ołowiu: Każdy metr kwadratowy modułu zawiera około 18 gramów ołowiu. Mimo że tempo wydzielania się ołowiu jest kontrolowane na poziomie 0,05 mg/L dzięki nawierzchni z fosforanu cyrkonowego, organizacje ekologiczne wciąż domagają się ustanowienia obowiązkowych standardów recyklingu.

Cykl życia: Roczna stopa spadku efektywności próbek laboratoryjnych przy temperaturze 85℃/wilgotności 85% wynosi około 7%, co wciąż jest dalekie od komercyjnego wymogu 25 lat. „Tak jak sportowy samochód nie może jeździć tylko po torze, musi również wytrzymać test błotnistych dróg.” – powiedział otwarcie Frank Eichenberg, CEO Oxford Photovoltaics.