Tế bào mặt trời perovskite hai đầu cuối của Longi có hiệu quả 34,85%

Vào tháng 4 năm 2025, Longi tuyên bố rằng các pin mặt trời song song kết tinh kết tinh được phát triển độc lập của mình đã được Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia (NREL) chứng nhận bởi Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia (NREL) của Hoa Kỳ, với hiệu quả chuyển đổi điện là 34,85%, một lần nữa phá vỡ hồ sơ toàn cầu về công nghệ này. Đột phá này không chỉ đánh dấu sự xâm nhập của công nghệ quang điện vào một kỷ nguyên mới "34%+", mà còn có nghĩa là các tế bào xếp chồng lên nhau của silicon-perovskite tinh thể đã chính thức phá vỡ giới hạn hiệu quả lý thuyết của các tế bào đơn lẻ (33,7%).

Con đường kỹ thuật của Longi dựa trên các tế bào silicon tinh thể và đạt được sự bổ sung quang phổ thông qua thiết kế xếp chồng của các lớp perovskite. Cụ thể, lớp perovskite (bandgap khoảng 1,7 eV) chịu trách nhiệm hấp thụ phần ánh sáng nhìn thấy, trong khi lớp silicon tinh thể (Bandgap 1,1 eV) thu được ánh sáng hồng ngoại. Cả hai làm việc cùng nhau để tăng hiệu quả chuyển đổi năng lượng mặt trời lên 34,85%. Cốt lõi của cấu trúc này nằm trong sự đột phá của kỹ thuật giao diện. Nhóm Longi đã phát triển một chiến lược thụ động xen kẽ hai lớp. Thông qua tác dụng hiệp đồng của các phân tử lithium fluoride (LIF) và ethylenediamine diiodide (EDAI), nó có hiệu quả triệt tiêu tái tổ hợp không bức xạ ở giao diện và tối ưu hóa hiệu quả truyền của sóng mang.

Điều đáng chú ý là tốc độ lặp công nghệ của Longi vượt xa kỳ vọng của ngành: hiệu quả vượt quá 33,9% vào tháng 11 năm 2023, tăng lên 34,6% vào tháng 6 năm 2024 và đạt mức cao mới vào tháng 4. Viện nghiên cứu năng lượng sạch Huaneng và Đại học Bách khoa Hồng Kông. Ví dụ, nghiên cứu của nhóm của Giáo sư Li Yaowen tại Đại học Soochow về Quy định căng thẳng của Perovskite Lattice cung cấp hỗ trợ chính để cải thiện độ ổn định của pin; Viện nghiên cứu năng lượng sạch Huaneng đã đóng góp kinh nghiệm kỹ thuật trong việc chuẩn bị thành phần khu vực lớn và ứng dụng công nghiệp.

Đột phá về trần hiệu quả

Hiệu suất giới hạn lý thuyết của các tế bào song song silicon-perovskite tinh thể cao tới 43%, vượt xa 29,4% các tế bào silicon tinh thể đơn. Hiệu suất 34,85% của Longi là gần 80% giá trị lý thuyết này, để lại nhiều chỗ cho các nâng cấp công nghệ tiếp theo. Nếu công nghệ Tandem (như perovskite/tinh thể silic/perovskite) kết hợp trong tương lai, hiệu quả dự kiến ​​sẽ được tăng lên hơn 40%, viết lại hoàn toàn cảnh quan cạnh tranh hiệu quả của ngành công nghiệp quang điện.

Tối ưu hóa đột phá của cấu trúc chi phí

Chi phí vật liệu silicon của các tế bào silicon tinh thể truyền thống chiếm khoảng 40%, trong khi các tế bào song song có thể làm giảm chi phí vật liệu silicon xuống dưới 20% bằng cách giảm độ dày của các tấm silicon (từ 180 μM xuống dưới 100 μM) và tăng công suất tạo ra trên một đơn vị diện tích. Ngoài ra, quá trình chuẩn bị giải pháp của lớp perovskite (như lớp phủ khe và in phun) chỉ tiêu thụ 1/10 năng lượng của các tế bào silicon tinh thể, làm giảm thêm chi phí sản xuất. Người ta ước tính rằng chi phí điện của điện (LCOE) của các tế bào xếp chồng có thể giảm 25% so với các tế bào PERC truyền thống và nó có khả năng cạnh tranh đáng kể trong quang điện phân tán, BIPV và các kịch bản khác.

Phát hành hiệu ứng Synergy chuỗi công nghiệp

Những đột phá công nghệ của Longi sẽ đẩy nhanh sự trưởng thành của chuỗi ngành Perovskite. Ví dụ, thủy tinh TCO (oxit dẫn điện trong suốt), làm vật liệu chính cho lớp perovskite, đã tăng tỷ lệ nội địa hóa từ 30% vào năm 2023 lên 70% vào năm 2025; Công nghệ viết lách laser khu vực lớn được phát triển bởi Viện nghiên cứu năng lượng sạch Huaneng đã tăng năng suất của các mô-đun perovskite từ 85% lên 95%. Ngoài ra, sự hợp tác của Longi với GCL-Poly Optoelectronics, Xianna Optoelectronics và các công ty khác đang xây dựng một hệ sinh thái công nghiệp hợp tác "perovskite-crystalline".

Mặc dù bước đột phá hiệu quả rất thú vị, thương mại hóa vẫn phải đối mặt với nhiều thách thức:

Sự ổn định và cuộc sống tắc nghẽn

Vật liệu perovskite rất nhạy cảm với nước, oxy, ánh sáng và nhiệt độ và thiếu sự ổn định lâu dài. Các tế bào xếp chồng của Longi chưa tiết lộ dữ liệu cuộc sống cụ thể, nhưng ngành công nghiệp thường tin rằng tuổi thọ T80 của nó (thời gian cần hiệu quả để phân rã đến 80%) cần vượt quá 5, 000 giờ để đáp ứng các yêu cầu thương mại. Để giải quyết vấn đề này, Longi có thể đã áp dụng các con đường kỹ thuật sau:

Biến động giao diện: Ví dụ, chiến lược phức tạp của máy chủ kép được phát triển bởi nhóm của Zhang Hong tại Đại học Fudan có thể kéo dài tuổi thọ của các tế bào perovskite lên 1.050 giờ.

Công nghệ đóng gói: Công nghệ tăng cường graphene-polymer của Viện nghiên cứu năng lượng sạch Huaneng có thể làm tăng tuổi thọ của các mô-đun perovskite lên 3.670 giờ.

Sự phức tạp của quá trình sản xuất hàng loạt

Các tế bào song song terminal yêu cầu kiểm soát chính xác sự kết hợp mạng và tiếp xúc giao diện giữa lớp perovskite và lớp silicon tinh thể. Các vấn đề sau đây cần được giải quyết trong quá trình sản xuất hàng loạt:

Tính đồng nhất của màng mỏng: Độ dày của lớp perovskite cần được kiểm soát ở 300-500 nm và độ lệch độ dày cần nhỏ hơn 5%.

Process compatibility: There is a contradiction between the high-temperature process of crystalline silicon cells (>800 độ) và sự chuẩn bị nhiệt độ thấp của perovskites (<150℃), and new materials such as low-temperature silver paste need to be developed.

Chính sách và sự không chắc chắn của thị trường

Mặc dù "Kế hoạch năm năm" của đất nước liệt kê perovskites là công nghệ chính, hiện tại thiếu các chính sách trợ cấp rõ ràng và tiêu chuẩn ngành. Ngoài ra, hệ thống tái chế cho các thành phần perovskite chưa được thiết lập và các vấn đề ô nhiễm dẫn đầu có thể gây ra tranh chấp môi trường.

Đột phá hiệu quả 34,85% của Longi đánh dấu bước nhảy vọt của công nghệ quang điện từ "sự thống trị silicon tinh thể" đến "thời đại xếp chồng lên nhau". Bước đột phá này không chỉ là một chiến thắng công nghệ, mà còn là mô hình đổi mới hợp tác trong chuỗi công nghiệp - nghiên cứu vật chất của Đại học Tô Châu, khả năng kỹ thuật của Huaneng và thiết kế thiết bị của Polytechnic Hồng Kông tạo thành nền tảng của các đột phá công nghệ.

Nhìn về phía trước, các tế bào song song silicon-perovskite tinh thể sẽ định hình lại cảnh quan công nghiệp trong các lĩnh vực sau:

Photovoltaics phân tán:Nó nhẹ (trọng lượng mô -đun<5 kg/㎡) and high power density (>400 w/) Đặc điểm sẽ thúc đẩy sự bùng nổ của BIPV, quang điện gắn trên xe và các kịch bản khác.

Các trạm năng lượng tập trung:Cải thiện hiệu quả có thể làm giảm chiếm đóng đất trên một đơn vị diện tích, điều này có lợi thế hơn ở các khu vực có tài nguyên đất khan hiếm.

Khám phá không gian:Việc nghiên cứu và phát triển các tế bào song song linh hoạt có thể cung cấp các giải pháp năng lượng hiệu quả hơn cho các đầu dò không gian sâu.

Tuy nhiên, con đường thương mại hóa vẫn cần phải vượt qua nhiều trở ngại như ổn định, quy trình sản xuất hàng loạt và hỗ trợ chính sách. Bước đột phá công nghệ của Longi đã chỉ ra con đường cho ngành công nghiệp, nhưng để đạt được "cuộc cách mạng perovskite", những nỗ lực chung của toàn bộ chuỗi ngành vẫn cần thiết. Trong năm năm tới, ngành công nghiệp quang điện sẽ mở ra sự chuyển đổi kép của phép lặp công nghệ và tái thiết công nghiệp, và hiệu quả 34,85% của Longi là điểm khởi đầu của sự chuyển đổi này.