Efektyvumas viršija 30 %, o modulio galia viršija 800 W: Kinijos fotovoltinės energijos pramonė įžengia į „tandemo erą“

Kinijos fotovoltinės (PV) technologinės naujovės 2025 m. išgyveno „bumo laikotarpį“: spalio pabaigoje jungtinė Nankino universiteto ir Nacionalinio gynybos technologijų inovacijų instituto tyrimų grupė pasiekė proveržį visų perovskito tandeminių saulės elementų efektyvumo srityje – pasiekė 30,1 % ir pasiekė naują pasaulinį rekordą.    Po trijų mėnesių „Trina Solar“ paskelbė, kad jos 210 mm didelio dydžio perovskito ir silicio tandemo modulio galia viršijo 800 W, o tai oficialiai pradėjo industrializacijos procesą.    Šis „dvigubas proveržis“ – nuo ​​fundamentinių mokslinių tyrimų iki pramoninio pritaikymo – rodo, kad Kinijos fotovoltinės energijos pramonė pereina iš „pirmaujančios pagal mastą“ į naują „technologinio dominavimo“ etapą.

„Mikroskopinė revoliucija“ laboratorijose: „Terahertz“ technologija išsprendžia efektyvumo kliūtis

„Anksčiau dirbdavome kaip „liesdami dramblį užrištomis akimis“, bet dabar galime aiškiai stebėti kiekvieną krūvininkų judesį“, – sakė komanda, vadovaujama Tano Haireno iš Nankino universiteto.    Spalio 28 d. grupė paskelbė straipsnį Nature, kuriame atskleidžiama, kad bendradarbiaudami su Chang Chao komanda jie sukūrė terahercų spinduliuotės aptikimo technologiją.    Ši technologija leidžia pikosekundės lygiu tiksliai stebėti krūvininkų elgseną perovskito medžiagose (pramonėje jis gavo slapyvardį „PV mikroskopas“) ir galiausiai nustatė pagrindinę efektyvumo didinimo kliūtį: krūvininkų praradimą perovskito šviesą sugeriančio sluoksnio ir transportavimo sluoksnio sąsajoje.

Siekdama pašalinti šį skausmo tašką, komanda sukūrė dipolio pasyvavimo sluoksnį, panašų į „vienos krypties juostą“, kad būtų galima nukreipti kryptingą krūvininkų migraciją.    Eksperimentiniai duomenys parodė, kad po optimizavimo krūvininkų mobilumas padidėjo 68%, o difuzijos ilgis pailgėjo 30%.    Galiausiai viso perovskito tandemo elemento efektyvumas pasiekė 30,1 %, todėl tai pirmoji tokio tipo technologija pasaulyje, peržengusi 30 % slenkstį.    Šis pasiekimas buvo įtrauktas į tarptautines saulės elementų efektyvumo lenteles.    „Tai panašu į „turbokompresoriaus“ įrengimą ant PV elementų, o tai, kaip tikimasi, sumažins išlygintą elektros energijos kainą (LCOE) dar 18 proc.“, – komentavo Kinijos fotovoltinės pramonės asociacijos (CPIA) generalinio sekretoriaus pavaduotojas Wang Shijiang.

„Masto šuolis“ dirbtuvėse: 800 W moduliai atveria duris į industrializaciją

Jei laboratoriniai laimėjimai yra „taškinė pažanga“, tai įmonių vykdoma technologinė transformacija pasiekė „aprėptį visoje teritorijoje“.    Kovo mėnesį „Trina Solar“ paskelbė, kad jos 210 mm standartinio dydžio perovskito ir silicio tandemo modulis pasiekė 808 W galią ir tapo pirmuoju pasaulyje pramoninio lygio gaminiu, viršijančiu 800 W slenkstį.    Už šio laimėjimo slypi dešimtmetį įmonės MTTP pastangos, kurių rezultatas – 331 susijęs patentas, taip pat pramonės, akademinės bendruomenės ir mokslinių tyrimų inovacijų sistema, sukurta kartu su universitetais, įskaitant Nankino universitetą.

„Įveikėme 17 proceso iššūkių, kad laboratorinius mėginius paverstume masinės gamybos moduliais“, – atskleidė „Trina Solar“ pirmininkas Gao Jifanas.    Šių modulių masinės gamybos linija pateko į įrangos paleidimo etapą, o numatoma 5GW galia iki 2026 m.

„Įpuolantis ir gynybinis žaidimas“ patentų karuose: ekologiniai trūkumai turi būti pašalinti siekiant technologinės lyderystės

Kol vyksta technologiniai proveržiai, patentų išdėstymo „trūkumai“ tapo vis ryškesni.    Balandžio mėn. išleista Baltoji knyga dėl fotovoltinės pramonės intelektinės nuosavybės rodo, kad Kinija teikia 57 % visų pasaulio fotovoltinių patentų paraiškų – vien Dziangsu provincijoje užregistruoti 43 696 patentų rinkiniai.    Tačiau užjūrio patentai sudaro mažiau nei 1/10 visų Kinijos patentų.    2024 m. septyni iš 10 geriausių pasaulyje PV modulių gamintojų buvo įsitraukę į ginčus dėl patentų, o ieškiniai viršijo 1 milijardą juanių (apie 137 mln. JAV dolerių).

„Vienas iš trijų pasaulinių TOPCon patentų yra iš Dziangsu, tačiau homogenizacijos lygis viršija 40 proc.“, – pažymėjo Fan Guoyuan, Dziangsu fotovoltinės pramonės asociacijos generalinis sekretorius.    Jis pažymėjo, kad dabartinės technologinės naujovės susiduria su „vidinės homogenizacijos konkurencijos Kinijoje, o užsienyje trūksta apsaugos“, dilema.    Reaguodama į tai, pramonė ėmėsi atsakomųjų priemonių: tokios įmonės kaip „Longi Green Energy“ ir „Trina Solar“ skatina „Pasaulinio patentų tinklo iniciatyvą“, siekdamos sukurti „pagrindinių patentų + periferinių patentų“ derinį Europos ir Amerikos rinkose.    Be to, netrukus bus paleista vyriausybės ir įmonės bendra „PV patentų ankstyvojo įspėjimo platforma“, kuri įmonėms suteiks galimybę bylinėtis realiuoju laiku pirmadienį.