В мире солнечной энергетики даже повышение эффективности на 0,1% считается значительным достижением. А теперь представьте, что это значит. превысить на 1,15% то, что на протяжении десятилетий считалось непреодолимым теоретическим пределом. Именно это он и сделал. Longi с новым тандемным кремниево-перовскитным фотоэлектрическим элементом. Эффективность преобразования 34,85%, сертифицировано престижной Американской национальной лабораторией возобновляемой энергии, что представляет собой не только новый мировой рекорд, но и настоящий переломный момент в истории солнечной энергетики.
Как они это сделали? Ответ кроется в комплексе инноваций, включающих фторид лития, молекулы дииодида этилендиаминмония и асимметрично текстурированную поверхность кремния. Что ты говоришь? Лучше ли говорить более «легко»? Хорошо. Ну давай же.
Лонги, преодолеем непреодолимое
Предел Шокли Квайссер Показатель в 33,7% на протяжении десятилетий считался практически непреодолимым барьером для однопереходных солнечных элементов. Эта теоретическая граница, рассчитанная в 60-х годах, представляла собой Святой Грааль эффективности фотоэлектрических систем.
Лонги совершил нечто необычное: превысили этот предел более чем на один процентный пункт. Может показаться, что это не так уж много, но в мире солнечной энергетики это все равно, что побить мировой рекорд в беге на 100 метров на полсекунды. Как он это сделает? Сочетание традиционного кремния (на долю которого приходится 95% рынка фотоэлектрических систем) с минералами перовскита.
Алхимия материалов
Ключ к успеху этой ячейки кроется в оригинальной слоистой структуре. Исследователи Longi улучшили как блокировку «дырок» (положительных зарядов), так и транспорт электронов, используя тонкие слои молекул фторида лития (LiF) и дииодида этилендиаминмония (EDAI).
Это немного похоже на строительство идеальной магистрали для электрических частиц: молекулы EDAI «заделывают» области, которые не может покрыть LiF, создавая практически беспрепятственную систему транспортировки энергии.
Команда заявила, что они близки к достижению лучшего структурного сцепления, используя технологию, в которой используются кремниевые ячейки высокого давления с асимметричной структурой поверхности.
Больше всего меня впечатляет то, как Лонги решил одну из классических проблем тандемные клетки: интерфейс между различными материалами. Асимметричная текстурированная поверхность кремниевых гетеропереходных ячеек представляет собой элегантное решение сложной проблемы.
Longi — компания-рекордсмен
Это не в первый раз китайская компания попадает в заголовки новостей благодаря своим показателям эффективности. Как будто эта компания сделала разрушение границ своей торговой маркой.
К ноябрю 2023 года Longi достигла эффективности 33,9%. Затем, в июне 2024 года, этот показатель вырос до 34,6%. Теперь, имея показатель в 34,85%, можно увидеть, что траектория инноваций компании продолжает указывать вверх.
И это касается не только тандемных клеток. В этом году компания Longi установила еще один рекорд, создав кремниевую ячейку с использованием технологии гетероперехода со встречно-штыревым тыльным контактом (HIBC), достигнув эффективности 27,81% — выдающийся результат для монокристаллической кремниевой ячейки.
Последствия для будущего солнечной энергетики
Что все это значит для нас, простых смертных? Все просто: более эффективные солнечные панели означают больше энергии, вырабатываемой из того же объема пространства, потенциально более низкие затраты на электроэнергию и более быстрое внедрение солнечной энергии.
Мне нравится думать, что мы находимся в начале новой эры фотоэлектричества. Когда такие компании, как Longi, преодолевают теоретические границы, казавшиеся непреодолимыми, открываются возможности, которые мы раньше даже не могли себе представить.
Однажды мы вспомним предел Шокли-Квайссера как историческую диковинку, препятствие, которое преодолели наука и человеческая изобретательность.
