เซลล์แสงอาทิตย์ perovskite สองส่วนของ Longi มีประสิทธิภาพ 34.85%

ในเดือนเมษายน 2568 ลองกิประกาศว่าเซลล์แสงอาทิตย์ที่ได้รับผลึกซิลิคอน-Perovskite ที่พัฒนาขึ้นอย่างอิสระได้รับการรับรองจากห้องปฏิบัติการพลังงานหมุนเวียนแห่งชาติ (NREL) ของสหรัฐอเมริกาโดยมีประสิทธิภาพการแปลงพลังงาน 34.85%อีกครั้ง การพัฒนานี้ไม่เพียง แต่เป็นเครื่องหมายของเทคโนโลยีโซลาร์เซลล์ในยุคใหม่ของ "34%+" แต่ยังหมายความว่าเซลล์ซิลิคอน-perovskite ที่เป็นผลึกได้ทำลายอย่างเป็นทางการผ่านขีด จำกัด ประสิทธิภาพทางทฤษฎีของเซลล์เดียว (33.7%)

เส้นทางทางเทคนิคของ Longi ขึ้นอยู่กับเซลล์ซิลิกอนผลึกและบรรลุความสมบูรณ์แบบสเปกตรัมผ่านการออกแบบการซ้อนของชั้น perovskite โดยเฉพาะอย่างยิ่งเลเยอร์ perovskite (bandgap ประมาณ 1.7 eV) มีหน้าที่ดูดซับส่วนแสงที่มองเห็นได้ในขณะที่ชั้นซิลิกอนผลึก (bandgap 1.1 eV) จับแสงอินฟราเรด ทั้งสองทำงานร่วมกันเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็น 34.85% แกนกลางของโครงสร้างนี้อยู่ในความก้าวหน้าของวิศวกรรมอินเตอร์เฟส ทีม Longi ได้พัฒนากลยุทธ์การพาสซีฟแบบอินเตอร์เลย์สองชั้น ผ่านผลเสริมฤทธิ์กันของลิเธียมฟลูออไรด์ (LIF) และโมเลกุล ethylenediamine diiodide (EDAI) มันจะยับยั้งการรวมตัวกันใหม่ที่ไม่ใช่รังสีที่อินเตอร์เฟสและปรับประสิทธิภาพการถ่ายโอนผู้ให้บริการให้เหมาะสม

เป็นที่น่าสังเกตว่าการทำซ้ำเทคโนโลยีของ Longi นั้นเกินความคาดหวังของอุตสาหกรรม: ประสิทธิภาพสูงกว่า 33.9% ในเดือนพฤศจิกายน 2566 เพิ่มขึ้นเป็น 34.6% ในเดือนมิถุนายน 2567 และถึงระดับสูงใหม่ในเดือนเมษายน 2568 สถาบันวิจัยพลังงานและมหาวิทยาลัยโพลีเทคนิคฮ่องกง ตัวอย่างเช่นการวิจัยของทีมงานของศาสตราจารย์ Li Yaowen ที่ Soochow University ในการควบคุมความเครียดของ Perovskite Lattice Stress ให้การสนับสนุนที่สำคัญสำหรับการปรับปรุงความมั่นคงของแบตเตอรี่ สถาบันวิจัยพลังงานสะอาดของ Huaneng ได้มีส่วนร่วมในประสบการณ์ด้านวิศวกรรมในการเตรียมส่วนประกอบขนาดใหญ่และการใช้งานอุตสาหกรรม

ความก้าวหน้าในเพดานประสิทธิภาพ

ประสิทธิภาพการ จำกัด ทางทฤษฎีของเซลล์ซิลิคอน-Perovskite ซึ่งเป็นผลึกสูงถึง 43% ซึ่งสูงกว่า 29.4% ของเซลล์ซิลิกอนผลึกเดี่ยว ประสิทธิภาพ 34.85% ของ Longi อยู่ใกล้กับ 80% ของค่าทางทฤษฎีนี้ทำให้มีพื้นที่เพียงพอสำหรับการอัพเกรดเทคโนโลยีที่ตามมา หากการตีคู่สามทางแยก (เช่น Perovskite/ผลึกซิลิคอน/perovskite) เติบโตขึ้นในอนาคตประสิทธิภาพคาดว่าจะเพิ่มขึ้นเป็นมากกว่า 40%โดยสมบูรณ์

การเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างต้นทุนที่ก่อกวน

ค่าใช้จ่ายวัสดุซิลิกอนของเซลล์ซิลิกอนผลึกแบบดั้งเดิมคิดเป็นประมาณ 40% ในขณะที่เซลล์ตีคู่สามารถลดต้นทุนวัสดุซิลิกอนให้น้อยกว่า 20% โดยลดความหนาของเวเฟอร์ซิลิคอน (จาก 180 μmเป็นน้อยกว่า 100 μm) และเพิ่มการผลิตพลังงานต่อหน่วย นอกจากนี้กระบวนการเตรียมสารละลายของชั้น perovskite (เช่นการเคลือบร่องและการพิมพ์อิงค์เจ็ท) ใช้พลังงานเพียง 1/10 ของพลังงานของเซลล์ซิลิกอนผลึกลดต้นทุนการผลิตเพิ่มเติม มีการประเมินว่าค่าใช้จ่ายระดับไฟฟ้า (LCOE) ของเซลล์ที่ซ้อนกันสามารถลดลงได้ 25% เมื่อเทียบกับเซลล์ PERC แบบดั้งเดิมและมีความสามารถในการแข่งขันที่สำคัญในเซลล์แสงอาทิตย์แบบกระจาย BIPV และสถานการณ์อื่น ๆ

การปลดปล่อยเอฟเฟกต์การทำงานร่วมกันของห่วงโซ่อุตสาหกรรม

ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีของ Longi จะช่วยเร่งการเติบโตของห่วงโซ่อุตสาหกรรม Perovskite ตัวอย่างเช่น TCO Glass (ออกไซด์นำไฟฟ้าแบบโปร่งใส) ซึ่งเป็นวัสดุสำคัญสำหรับชั้น perovskite ได้เพิ่มอัตราการแปลจาก 30% ในปี 2023 เป็น 70% ในปี 2025 เทคโนโลยีการคัดกรองเลเซอร์ขนาดใหญ่ที่พัฒนาโดยสถาบันวิจัยพลังงานสะอาด Huaneng ได้เพิ่มผลผลิตของโมดูล perovskite จาก 85% เป็น 95% นอกจากนี้ความร่วมมือของ Longi กับ GCL-Poly Optoelectronics, Xianna Optoelectronics และ บริษัท อื่น ๆ กำลังสร้าง "Perovskite-Crystalline Silicon" นิเวศวิทยาอุตสาหกรรมการทำงานร่วมกัน

แม้ว่าการพัฒนาประสิทธิภาพนั้นน่าตื่นเต้น แต่การค้ายังคงเผชิญกับความท้าทายหลายประการ:

ความมั่นคงและคอขวดในชีวิต

วัสดุ Perovskite มีความไวต่อน้ำออกซิเจนแสงและอุณหภูมิและขาดเสถียรภาพในระยะยาว เซลล์ที่ซ้อนกันของ Longi ยังไม่ได้เปิดเผยข้อมูลชีวิตที่เฉพาะเจาะจง แต่โดยทั่วไปอุตสาหกรรมเชื่อว่าชีวิต T80 (เวลาที่ใช้เพื่อประสิทธิภาพการสลายตัวถึง 80%) ต้องเกิน 5, 000 ชั่วโมงเพื่อตอบสนองความต้องการเชิงพาณิชย์ เพื่อแก้ปัญหานี้ Longi อาจใช้เส้นทางทางเทคนิคต่อไปนี้:

อินเทอร์เฟซ passivation: ตัวอย่างเช่นกลยุทธ์การซับซ้อนของโฮสต์โฮสต์คู่ที่พัฒนาโดยทีมงานของจางฮงที่มหาวิทยาลัย Fudan สามารถยืดอายุการใช้งานของเซลล์ perovskite เป็น 1,050 ชั่วโมง

เทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์: เทคโนโลยีการเพิ่มประสิทธิภาพของกราฟีนโพลีเมอร์ของสถาบันวิจัยพลังงานสะอาดของ Huaneng สามารถเพิ่มอายุการใช้งานของโมดูล Perovskite เป็น 3,670 ชั่วโมง

ความซับซ้อนของกระบวนการผลิตจำนวนมาก

เซลล์ตีคู่คู่แบบสองขั้วต้องการการควบคุมที่แม่นยำของการจับคู่ขัดแตะและการติดต่ออินเตอร์เฟสระหว่างชั้น perovskite และชั้นซิลิกอนผลึก ปัญหาต่อไปนี้จะต้องได้รับการแก้ไขในระหว่างการผลิตจำนวนมาก:

ความสม่ำเสมอของฟิล์มบาง: ความหนาของเลเยอร์ perovskite จะต้องถูกควบคุมที่ 300-500 nm และค่าเบี่ยงเบนความหนาจะต้องน้อยกว่า 5%

Process compatibility: There is a contradiction between the high-temperature process of crystalline silicon cells (>800 องศา) และการเตรียมอุณหภูมิต่ำของ perovskites (<150℃), and new materials such as low-temperature silver paste need to be developed.

นโยบายและความไม่แน่นอนของตลาด

แม้ว่า "แผนห้าปีที่ 14" ของประเทศจะแสดงรายการ perovskites เป็นเทคโนโลยีสำคัญ แต่ในปัจจุบันยังขาดนโยบายเงินอุดหนุนที่ชัดเจนและมาตรฐานอุตสาหกรรม นอกจากนี้ระบบรีไซเคิลสำหรับส่วนประกอบ perovskite ยังไม่ได้รับการจัดตั้งขึ้นและปัญหามลพิษนำไปสู่อาจทำให้เกิดข้อพิพาทด้านสิ่งแวดล้อม

การพัฒนาประสิทธิภาพ 34.85% ของ Longi นับเป็นการก้าวกระโดดของเทคโนโลยีโซลาร์เซลล์จาก "ผลึกซิลิคอนการปกครอง" ถึง "ยุคซ้อน" การพัฒนานี้ไม่เพียง แต่เป็นชัยชนะทางเทคโนโลยี แต่ยังเป็นรูปแบบของนวัตกรรมการทำงานร่วมกันในห่วงโซ่อุตสาหกรรม - การวิจัยวัสดุของมหาวิทยาลัยซูโจวความสามารถทางวิศวกรรมของ Huaneng และการออกแบบอุปกรณ์ของฮ่องกงโพลีเทคนิคร่วมกันเป็นรากฐานที่สำคัญของการพัฒนาทางเทคโนโลยี

เมื่อมองไปข้างหน้าเซลล์ตีคู่ซิลิคอน-Perovskite ผลึกจะปรับเปลี่ยนภูมิทัศน์อุตสาหกรรมในพื้นที่ต่อไปนี้:

กระจายแสงอาทิตย์แบบกระจาย:น้ำหนักเบา (น้ำหนักโมดูล<5 kg/㎡) and high power density (>ลักษณะ 400 w/㎡) จะส่งเสริมการระบาดของ BIPV, โซลาร์เซลล์ที่ติดตั้งด้วยยานพาหนะและสถานการณ์อื่น ๆ

สถานีพลังงานส่วนกลาง:การปรับปรุงประสิทธิภาพสามารถลดอาชีพที่ดินต่อหน่วยพื้นที่ซึ่งมีประโยชน์มากขึ้นในพื้นที่ที่มีทรัพยากรที่ดินหายาก

การสำรวจอวกาศ:การวิจัยและพัฒนาเซลล์ตีคู่ที่ยืดหยุ่นอาจให้บริการโซลูชั่นพลังงานที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นสำหรับโพรบในอวกาศลึก

อย่างไรก็ตามถนนสู่การค้ายังคงต้องผ่านอุปสรรคหลายอย่างเช่นความมั่นคงกระบวนการผลิตจำนวนมากและการสนับสนุนนโยบาย ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีของ Longi ได้ชี้ให้เห็นถึงวิธีการสำหรับอุตสาหกรรม แต่เพื่อให้บรรลุ "การปฏิวัติ Perovskite" ซึ่งเป็นความพยายามร่วมกันของห่วงโซ่อุตสาหกรรมทั้งหมดยังคงเป็นสิ่งจำเป็น ในอีกห้าปีข้างหน้าอุตสาหกรรมไฟฟ้าโซลาร์เซลล์จะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงสองครั้งของการทำซ้ำเทคโนโลยีและการสร้างอุตสาหกรรมใหม่และประสิทธิภาพ 34.85% ของ Longi เป็นจุดเริ่มต้นของการเปลี่ยนแปลงนี้