Wydajność przekracza 30%, a moc modułu przekracza 800 W: chińska branża fotowoltaiczna wkracza w „erę tandemu”

W 2025 r. chińska innowacja technologiczna w dziedzinie fotowoltaiki (PV) przeżyła „okres boomu”: pod koniec października wspólny zespół badawczy z Uniwersytetu w Nanjing i Narodowego Instytutu Innowacji Technologii Obronnych osiągnął przełom w wydajności tandemowych ogniw słonecznych wykonanych w całości z perowskitu, osiągając 30,1% i ustanawiając nowy światowy rekord.    Trzy miesiące później firma Trina Solar ogłosiła, że ​​moc jej wielkoformatowego modułu tandemowego perowskitu i krzemu o średnicy 210 mm przekroczyła 800 W, oficjalnie rozpoczynając proces industrializacji.    Ten „podwójny przełom” – od podstawowych badań naukowych do zastosowań przemysłowych – oznacza, że ​​chiński przemysł fotowoltaiczny przechodzi od „wiodącego pod względem skali” do nowego etapu „dominacji technologicznej”.

„Mikroskopijna rewolucja” w laboratoriach: technologia terahercowa rozwiązuje wąskie gardła wydajności

„Kiedyś pracowaliśmy jak «dotykanie słonia z zawiązanymi oczami», ale teraz możemy wyraźnie obserwować każdy ruch nośników ładunku” – powiedział zespół kierowany przez Tan Hairena z Uniwersytetu w Nanjing.    28 października zespół opublikował w czasopiśmie Nature artykuł ujawniający, że we współpracy z zespołem Chang Chao opracowali technologię wykrywania promieniowania terahercowego.    Technologia ta umożliwia precyzyjną obserwację zachowania nośników ładunku w materiałach perowskitowych z dokładnością do pikosekundy – dzięki czemu zyskała przydomek „mikroskopu fotowoltaicznego” w branży – i ostatecznie zidentyfikowała kluczową przeszkodę w poprawie wydajności: utratę nośnika ładunku na styku perowskitowej warstwy pochłaniającej światło i warstwy transportowej.

Aby rozwiązać ten problem, zespół zaprojektował warstwę pasywacji dipolowej podobną do „ścieżki jednokierunkowej”, aby kierować kierunkową migracją nośników ładunku.    Dane eksperymentalne wykazały, że po optymalizacji ruchliwość nośników ładunku wzrosła o 68%, a długość dyfuzji wydłużyła się o 30%.    Ostatecznie wydajność ogniwa tandemowego wykonanego w całości z perowskitu osiągnęła 30,1%, co czyni go pierwszą tego typu technologią na świecie, która przekroczyła próg 30%.    Osiągnięcie to zostało ujęte w międzynarodowych tabelach wydajności ogniw słonecznych.    „To jak zainstalowanie «turbosprężarki» w ogniwach fotowoltaicznych, co ma obniżyć uśredniony koszt energii elektrycznej (LCOE) o kolejne 18%” – skomentował Wang Shijiang, zastępca sekretarza generalnego Chińskiego Stowarzyszenia Przemysłu Fotowoltaicznego (CPIA).

„Skok skali” w warsztatach: moduły 800 W otwierają drzwi do industrializacji

Jeśli przełomy laboratoryjne reprezentują „postęp punktowy”, transformacja technologiczna przeprowadzona przez przedsiębiorstwa osiągnęła „zasięg ogólnoobszarowy”.    W marcu firma Trina Solar ogłosiła, że ​​jej moduł tandemowy perowskit-krzem o standardowej wielkości 210 mm osiągnął moc 808 W, stając się pierwszym na świecie produktem klasy przemysłowej, który przekroczył próg 800 W.    Za tym osiągnięciem kryje się dekada wysiłków firmy w zakresie badań i rozwoju, która zaowocowała 331 patentami, a także systemem innowacji pomiędzy przemysłem, środowiskiem akademickim i badaniami, stworzonym wspólnie z uniwersytetami, w tym Uniwersytetem w Nanjing.

„Pokonaliśmy 17 wyzwań procesowych, aby przekształcić próbki laboratoryjne w moduły produkowane masowo” – ujawnił Gao Jifan, prezes Trina Solar.    Linia do masowej produkcji tych modułów weszła w fazę uruchomienia sprzętu, a do 2026 roku przewidywana jest moc 5GW.

„Gra ofensywna i defensywna” w wojnach patentowych: aby zapewnić przywództwo technologiczne, należy zająć się niedociągnięciami ekologicznymi

Podczas gdy dokonywane są przełomy technologiczne, „wady” w układzie patentów stają się coraz bardziej widoczne.    Biała księga w sprawie własności intelektualnej w branży fotowoltaicznej opublikowana w kwietniu pokazuje, że na Chiny przypada 57% światowych wniosków patentowych na fotowoltaikę, a sama prowincja Jiangsu odnotowała 43 696 zestawów patentów.    Jednakże patenty zagraniczne stanowią mniej niż 1/10 całkowitej liczby patentów w Chinach.    W 2024 r. siedmiu z 10 największych producentów modułów fotowoltaicznych na świecie było zaangażowanych w spory patentowe, których roszczenia przekraczały 1 miliard juanów (około 137 milionów dolarów amerykańskich).

„Jeden na trzy światowe patenty TOPCon pochodzi z Jiangsu, ale stopień homogenizacji przekracza 40%” – zauważył Fan Guoyuan, Sekretarz Generalny Stowarzyszenia Przemysłu Fotowoltaicznego Jiangsu.    Zauważył, że obecna innowacja technologiczna stoi przed dylematem „wewnętrznej konkurencji w zakresie homogenizacji w Chinach, przy braku ochrony za granicą”.    W odpowiedzi branża uruchomiła środki zaradcze: przedsiębiorstwa takie jak Longi Green Energy i Trina Solar promują „Inicjatywę Globalnej Sieci Patentowej”, mającą na celu stworzenie połączenia „patentów kluczowych + patentów peryferyjnych” na rynkach europejskich i amerykańskich.    Ponadto wkrótce zostanie uruchomiona wspólna platforma rządowo-przedsiębiorstwa „Platforma wczesnego ostrzegania dotycząca patentów fotowoltaicznych”, zapewniająca przedsiębiorstwom możliwość rozstrzygania sporów w czasie rzeczywistym pon.