Enerji devriminin mil taşı: perovskit-silikon yuvarlak güneş hücrelerinin laboratuvar verimliliği %35'i aştı

Berlin/Beijing - Küresel fotovoltaik endüstrisi tarihi bir ilerlemeye tanık oldu! Almanya-Çin ortak araştırma ekibi, bugün perovskit-silikon tandem güneş hücrelerinin laboratuvarda dönüşüm verimliliğinin %35'e ulaştığını açıkladı. Bu oran, 2023'teki dünya rekorundan 2,5 yüzde noktası daha yüksektir ve bu teknolojinin %43'lük teorik sınırına yaklaşıyor. Bu başarı, Nature Energy dergisi tarafından "fotovoltaik endüstrisinin iyileştirmemaktan devrimine geçiş için bir dönüm noktası" olarak değerlendirildi.

Teknolojik atılım: güneş ışığındaki "katmanlı çıkarma" felsefesi

Geleneksel silikon hücreleri, malzeme özelliklerinden dolayı sadece güneş spektrumunun bir kısmını yakalayabilir. Almanya-Çin ekibinin yarattığı "spektral bıçak" teknolojisi bu sorunu çözdü:

Üst perovskit: Yeni kurşun-arsenik karışık perovskit malzemesi (CsPb₀.₅Sn₀.₅I₃) görünürlü ışığa odaklanır ve emilim sınırı 950nm'ye kadar uzanır.

Alt silikon hücre: Düzenlenmiş heterojunksiyon (HJT) silikon hücreleri, 1100-1300nm kızılötesi ışığı doğru bir şekilde yakalar ve atık ısıyı elektrik olarak dönüştürür.

Nanoscale "ışık tuzağı": Biyonik güve gözü metin yapısı ışık yansıtma oranını %1'in altına düşürür ve geleneksel hücrelere kıyasla ışık emmeyi %20 artırır.

"Bu, her bir güneş ışığı demetine bir 'iş bölümü' vermekle eşdeğerdir." Proje başkanı ve Çin Bilimler Akademisi'nden Li Weiran profesörü dedi ki, "Farklı bandlardaki fotonlar kendi görevleri vardır ve elektrik üretimi doğal olarak üstel şekilde artar."

Ticari uygulama: "hızlı sefer" laboratuvarından çatıya

Laboratuvar sonuçları hala dönüşüm zamanı gerektesek, endüstri zaten koşu moduna geçti:

GCL Grubu'nun dünyadaki ilk 100MW perovskit-silikon yığınli modül üretim hattı faaliyete geçti, toplu üretim verimliliği %28 ve Suudi Arabistan'ın NEOM Gelecek Şehri'nden 1 milyar dolarlık sipariş aldı.

Tesla, Solar Roof V4 yeni versiyonunun yığınlanmış hücreler kullanacağını duyurdu, birim alan başına %45 daha fazla elektrik üretimi ailelerin tüm mevsimler boyunca elektrik ihtiyaçlarını karşılamak için planlandı.

AB, Solar Çatı Yasasını acil olarak gözden geçirdi ve üye devletlere kamusal binalar için katmanlı modüllerin satın alınmasına öncelik vermesini istedi. Çin gümrük verileri, Avrupa'ya yönelik fotovoltaik ihracatın yıllık bazda %320 arttığını gösterdi.

Deutsche Bank'in yenilenebilir enerji analisti Mark Schneider tahmin etti: "2028'de küresel katmanlı pil pazarı 100 milyar ABD dolarını aşacak ve geleneksel tek-bağlantılı silikon pilleri düşük marjetteki piyasa kesimine çekilebilir."

Gizli endişeler ve zorluklar: verimlik bayramında sakin düşünme

Bayramın arkasında, endüstride hala iki büyük problem noktasına dikkat çekiliyor:

Kurşun sızdırma tartışması: Modülün her metrekarelik alanı yaklaşık 18 gram kurşun içerir. Zirkonyum fosfat kaplamasıyla çekim oranı 0,05 mg/L'ye denetlenmesine rağmen, çevresel organizmalar hâlâ zorunlu geri dönüşüm standartlarının belirlenmesi için çağrışımda bulunuyor.

Yaşam laneti: Laboratuvar örneklerinin yıllık verimli bozulma oranı 85℃/85% nemde yaklaşık %7'dir ve bu da hâlâ 25 yıllık ticari gereksinimden uzaktır. "Sadece pistte koşan bir spor araba gibi, çamurlu yollara dayanıklı olmalıdır." Oxford Photovoltaics'in CEO'su Frank Eichenberg dürüstçe konuştu.