Веха энергетической революции: лабораторная эффективность перовскитно-кремниевых тандемных солнечных элементов превышает 35%

Берлин/Пекин - Глобальная фотоэлектрическая промышленность отметила исторический прорыв! Совместная китайско-германская исследовательская команда объявила сегодня, что КПД перовскитно-кремниевых тандемных солнечных элементов в лабораторных условиях достиг 35%, что на 2,5 процентных пункта выше мирового рекорда 2023 года, приближаясь к теоретическому пределу этой технологии в 43%. Это достижение было оценено журналом Nature Energy как "переломный момент для фотоэлектрической промышленности от улучшения к революции."

Технологический прорыв: философия "слоистой экстракции" солнечного света

Традиционные кремниевые элементы могут поглощать только часть солнечного спектра из-за особенностей материала, и технология "спектрального скальпеля", созданная китайско-германской командой, решила эту проблему:

Верхний перовскит: Новый материал на основе перовскита из свинца и олова (CsPb₀.₅Sn₀.₅I₃) специализируется на видимом свете, а граница поглощения распространяется до 950 нм.

Кремниевая ячейка снизу: Модифицированный гетероструктурный (HJT) кремниевый элемент точно захватывает инфракрасный свет в диапазоне 1100-1300 нм, преобразуя отходящее тепло в электричество.

Наномасштабная "ловушка для света": Бионическая текстура глаза мотылька уменьшает отражение света до менее 1% и увеличивает коэффициент поглощения света на 20% по сравнению с обычными ячейками.

"Это эквивалентно тому, чтобы дать каждому лучу солнечного света 'разделение труда'." Главный ученый проекта, профессор Ли Вейран из Китайской академии наук, сказал: "Фотоны разных диапазонов имеют свои собственные обязанности, и выработка электроэнергии естественным образом возрастает экспоненциально."

Коммерческая реализация: "блицкриг" от лаборатории к крыше

Несмотря на то что лабораторные результаты все еще требуют времени для преобразования, промышленность уже начала режим спешки:

Производственная линия модулей перовскит-кремниевого стека мощностью 100 МВт группы GCL была запущена в производство, с серийной эффективностью 28%, и получила заказ на сумму 1 миллиард долларов от будущего города NEOM Саудовской Аравии.

Tesla объявила, что новая версия Solar Roof V4 будет использовать стекированные ячейки, с увеличением выработки электроэнергии на 45% на единицу площади для обеспечения потребностей семьи в электричестве в любое время года.

ЕС срочно пересмотрел Закон о солнечной крыше, обязав成员国 придавать приоритет покупке ламинированных модулей для общественных зданий. По данным китайской таможни, экспорт фотоэлектрических систем в Европу вырос на 320% по сравнению с прошлым годом.

Марк Шнайдер, аналитик возобновляемой энергетики из Deutsche Bank, прогнозирует: «Глобальный рынок ламинированных батарей превысит 100 миллиардов долларов США к 2028 году, и традиционные одноузловые кремниевые батареи могут отступить на низкоценовой рынок».

Скрытые опасения и вызовы: спокойное размышление под влиянием праздника эффективности

За праздником отрасль остается начеку относительно двух ключевых проблем:

Контroversия о выбросах свинца: Каждый квадратный метр модуля содержит около 18 граммов свинца. Хотя темп выщелачивания контролируется на уровне 0,05 мг/л благодаря покрытию циркониевым фосфатом, экологические организации всё ещё требуют установления обязательных стандартов переработки.

Проклятие долговечности: Ежегодная скорость снижения эффективности лабораторных образцов при 85℃/85% влажности составляет примерно 7%, что всё ещё далеко от коммерческого требования в 25 лет. «Как и спортивный автомобиль не может ездить только по треку, он должен выдерживать испытание грязными дорогами». Главный исполнительный директор Oxford Photovoltaics Франк Айхенберг откровенно сказал.