Učinkovitost presegla 30 % in moč modula presegla 800 W: kitajska PV industrija vstopa v "tandemsko dobo"

Kitajska fotovoltaična (PV) tehnološka inovacija je leta 2025 doživela "obdobje razcveta": konec oktobra je skupna raziskovalna skupina z Univerze Nanjing in Nacionalnega inštituta za obrambno tehnologijo dosegla preboj v učinkovitosti popolnoma perovskitnih tandemskih sončnih celic, ki je dosegla 30,1 % in postavila nov svetovni rekord.    Tri mesece kasneje je Trina Solar objavila, da je njegov tandemski modul perovskit-silicij velikosti 210 mm presegel moč 800 W, s čimer je uradno začel proces industrializacije.    Ta "dvojni preboj" - od osnovnih znanstvenih raziskav do industrijske uporabe - označuje prehod kitajske PV industrije iz "vodilne po obsegu" v novo stopnjo "tehnološke prevlade".

"Mikroskopska revolucija" v laboratorijih: teraherčna tehnologija rešuje ozka grla pri učinkovitosti

"Včasih smo delali kot 'dotikanje slona z zavezanimi očmi', zdaj pa lahko jasno opazujemo vsako gibanje nosilcev naboja," je povedala ekipa, ki jo vodi Tan Hairen z univerze Nanjing.    28. oktobra je ekipa v reviji Nature objavila članek, v katerem je razkrila, da so v sodelovanju z ekipo Chang Chao razvili tehnologijo zaznavanja teraherčnega sevanja.    Ta tehnologija omogoča pikosekundno natančno opazovanje obnašanja nosilca naboja znotraj perovskitnih materialov – zaradi česar si je v industriji prislužila vzdevek "PV mikroskop" – in končno identificirala ključno oviro za izboljšanje učinkovitosti: izgubo nosilca naboja na vmesniku med plastjo perovskita, ki absorbira svetlobo, in transportno plastjo.

Da bi odpravili to bolečinsko točko, je ekipa zasnovala dipolni pasivacijski sloj, podoben "enosmernemu pasu", ki vodi usmerjeno migracijo nosilcev naboja.    Eksperimentalni podatki so pokazali, da se je po optimizaciji mobilnost nosilca naboja povečala za 68 % in difuzijska dolžina podaljšala za 30 %.    Sčasoma je učinkovitost popolnoma perovskitne tandemske celice dosegla 30,1 %, s čimer je postala prva tovrstna tehnologija na svetu, ki je presegla prag 30 %.    Ta dosežek je bil vključen v mednarodne tabele učinkovitosti sončnih celic.    "To je kot namestitev 'turbopolnilnika' na fotonapetostne celice, kar naj bi znižalo izravnane stroške električne energije (LCOE) še za 18 %," je komentiral Wang Shijiang, namestnik generalnega sekretarja Kitajskega združenja fotovoltaične industrije (CPIA).

"Mikroskopska revolucija" v laboratorijih: teraherčna tehnologija rešuje ozka grla pri učinkovitosti

Če laboratorijski preboji predstavljajo "točkovni napredek", je tehnološka preobrazba podjetij dosegla "pokritost celotnega območja".    Marca je Trina Solar objavila, da je njegov tandemski modul perovskit-silicij standardne velikosti 210 mm dosegel moč 808 W in tako postal prvi industrijski izdelek na svetu, ki je presegel prag 800 W.    Za tem dosežkom stoji desetletje prizadevanj podjetja za raziskave in razvoj, ki je privedlo do 331 povezanih patentov, kot tudi inovativni sistem industrije, akademije in raziskav, ki je bil vzpostavljen skupaj z univerzami, vključno z univerzo Nanjing.

"Premagali smo 17 procesnih izzivov, da smo laboratorijske vzorce pretvorili v masovno proizvedene module," je razkril Gao Jifan, predsednik Trina Solar.    Linija za množično proizvodnjo teh modulov je vstopila v fazo zagona opreme s pričakovano zmogljivostjo 5 GW do leta 2026.

"Ofenzivna in obrambna igra" v patentnih vojnah: za tehnološko vodstvo je treba odpraviti ekološke pomanjkljivosti

Medtem ko se dogajajo tehnološki preboji, postaja "pomanjkljivost" v patentni postavitvi vse bolj izrazita.    Bela knjiga o intelektualni lastnini fotonapetostne industrije, ki je bila objavljena aprila, kaže, da Kitajska predstavlja 57 % globalnih patentnih prijav za fotonapetostno – pri čemer je samo provinca Jiangsu zabeležila 43.696 patentnih nizov.    Vendar čezmorski patenti predstavljajo manj kot 1/10 vseh kitajskih patentov.    Leta 2024 je bilo sedem od 10 najboljših svetovnih proizvajalcev fotovoltaičnih modulov vpletenih v patentne spore z zahtevki, ki so presegli milijardo juanov (približno 137 milijonov ameriških dolarjev).

"Eden od vsakih treh globalnih patentov TOPCon prihaja iz Jiangsuja, vendar stopnja homogenizacije presega 40 %," je poudaril Fan Guoyuan, generalni sekretar združenja Jiangsu Photovoltaic Industry Association.    Opozoril je, da se trenutne tehnološke inovacije soočajo z dilemo "notranje homogenizacijske konkurence na Kitajskem, medtem ko nimajo zaščite v tujini".    V odgovor je industrija uvedla protiukrepe: podjetja, kot sta Longi Green Energy in Trina Solar, spodbujajo "Globalno patentno mrežo pobudo", da bi zgradili kombinacijo "osnovnih patentov + perifernih patentov" na evropskih in ameriških trgih.    Poleg tega bo kmalu uvedena skupna »PV patentna platforma za zgodnje opozarjanje« med vlado in podjetjem, ki bo podjetjem zagotavljala sodne postopke v realnem času.