Marco da revolução energética: a eficiência em laboratório de células solares tandem de perovskita-silício excede 35%

Berlim/Pequim - A indústria fotovoltaica global alcançou uma quebra histórica! A equipe de pesquisa sino-alemã anunciou hoje que a eficiência de conversão das células solares tandem de perovskita-silício em condições de laboratório atingiu 35%, 2,5 pontos percentuais maior do que o recorde mundial de 2023, aproximando-se do limite teórico de 43% desta tecnologia. Esta conquista foi avaliada pela revista Nature Energy como "um ponto de virada para a indústria fotovoltaica, de melhoria para revolução."

Avanço tecnológico: a filosofia de "extração em camadas" da luz solar

As células de silício tradicionais só podem capturar parte do espectro solar devido às características do material, e a tecnologia "escalpelo espectral" criada pela equipe sino-alemã resolveu este problema:

Perovskita superior: O novo material perovskita de mistura de chumbo e estanho (CsPb₀.₅Sn₀.₅I₃) especializa-se em luz visível, e o limite de absorção se estende até 950nm.

Célula de silício inferior: A célula de silício de heterojunção modificada (HJT) captura com precisão a luz infravermelha de 1100-1300nm, convertendo calor residual em eletricidade.

Nanotrapa de "luz": A estrutura texturizada do olho de mariposa biónico reduz a reflexão da luz para menos de 1%, e aumenta a taxa de absorção de luz em 20% em comparação com células convencionais.

"Isso equivale a dar a cada raio de sol uma 'divisão de tarefas'." O cientista-chefe do projeto, o Professor Li Weiran da Academia Chinesa de Ciências, disse: "Fótons de diferentes bandas têm suas próprias funções, e a geração de energia aumenta naturalmente de forma exponencial."

Aterrisagem comercial: "guerra relâmpago" do laboratório para o telhado

Embora os resultados do laboratório ainda precisem de tempo para serem transformados, a indústria já começou o modo de corrida:

A linha de produção de módulos empilhados de perovskita-silício de 100MW do Grupo GCL entrou em operação, com uma eficiência em massa de 28%, e conquistou um pedido de US$ 1 bilhão da Cidade do Futuro NEOM, da Arábia Saudita.

A Tesla anunciou que a nova versão do Solar Roof V4 usará células empilhadas, com um aumento de 45% na geração de energia por unidade de área para atender às necessidades de eletricidade em todas as condições climáticas da família.

A UE revisou urgentemente a Lei do Telhado Solar, exigindo que os estados-membros deem prioridade à compra de módulos laminados para edifícios públicos. Dados aduaneiros da China mostraram que as exportações fotovoltaicas para a Europa aumentaram 320% em relação ao ano anterior.

Mark Schneider, analista de energia renovável do Deutsche Bank, previu: "O mercado global de baterias laminadas ultrapassará US$ 100 bilhões em 2028, e as baterias de silício de junção única tradicionais podem recuar para o mercado de baixo custo."

Preocupações ocultas e desafios: pensamento calmo sob a eficiência da festa

Por trás da festa, a indústria permanece vigilante sobre dois grandes pontos dolorosos:

Controvérsia sobre vazamento de chumbo: Cada metro quadrado do módulo contém cerca de 18 gramas de chumbo. Embora a taxa de lixiviação seja controlada em 0,05 mg/L através de revestimento de fosfato de zircônio, organizações ambientais ainda exigem a formulação de padrões obrigatórios de reciclagem.

Vida útil: A taxa anual de decaimento de eficiência das amostras de laboratório em 85℃/85% de umidade é de aproximadamente 7%, o que ainda está longe do requisito comercial de 25 anos. "Assim como um carro esportivo não pode apenas correr na pista, ele precisa suportar o teste de estradas lamacentas." Frank Eichenberg, CEO da Oxford Photovoltaics, disse francamente.