Ефективність перевищує 30%, а потужність модуля перевищує 800 Вт: фотоелектрична промисловість Китаю вступає в «тандемну еру»

Фотоелектричні (PV) технологічні інновації в Китаї пережили «період буму» у 2025 році: наприкінці жовтня спільна дослідницька група Нанкінського університету та Національного інноваційного інституту оборонних технологій досягла прориву в ефективності повністю перовскітних тандемних сонячних елементів, досягнувши 30,1% і встановивши новий світовий рекорд.    Через три місяці Trina Solar оголосила, що потужність тандемного модуля перовскіт-кремній розміром 210 мм перевищила 800 Вт, офіційно розпочавши процес індустріалізації.    Цей «подвійний прорив» — від фундаментальних наукових досліджень до промислового застосування — вказує на те, що фотоелектрична промисловість Китаю переходить від «лідерства за масштабом» до нового етапу «технологічного домінування».

«Мікроскопічна революція» в лабораторіях: терагерцева технологія вирішує вузькі місця ефективності

«Раніше ми працювали як «торкнутися до слона із зав’язаними очима», але тепер ми можемо чітко спостерігати за кожним рухом носіїв заряду», — сказала команда під керівництвом Тан Хайрена з Нанкінського університету.    28 жовтня команда опублікувала статтю в журналі Nature, в якій повідомляється, що у співпраці з командою Чан Чао вони розробили технологію виявлення терагерцового випромінювання.    Ця технологія дозволяє з точністю до пікосекундного рівня спостерігати за поведінкою носіїв заряду всередині перовскітних матеріалів, що принесло їй прізвисько «PV мікроскоп» у промисловості, і нарешті виявила ключову перешкоду для підвищення ефективності: втрату носіїв заряду на межі між світлопоглинаючим шаром перовскіту та транспортним шаром.

Щоб вирішити цю проблему, команда розробила шар дипольної пасивації, схожий на «смугу з одностороннім рухом», щоб направляти спрямовану міграцію носіїв заряду.    Експериментальні дані показали, що після оптимізації рухливість носіїв заряду зросла на 68%, а довжина дифузії збільшилася на 30%.    Згодом ефективність повністю перовскітної тандемної комірки досягла 30,1%, що стало першою технологією такого роду в світі, яка подолала поріг у 30%.    Це досягнення було включено до міжнародних таблиць ефективності сонячних батарей.    «Це схоже на встановлення «турбонагнітача» на фотоелектричних елементах, що, як очікується, знизить вирівняну вартість електроенергії (LCOE) ще на 18%», — прокоментував Ван Шицзян, заступник генерального секретаря Китайської асоціації фотоелектричної промисловості (CPIA).

«Стрібок масштабу» в майстернях: модулі потужністю 800 Вт відкривають двері до індустріалізації

Якщо лабораторні прориви представляють «точковий прогрес», технологічна трансформація підприємств досягла «охоплення всієї території».    У березні Trina Solar оголосила, що її 210-міліметровий перовскітно-кремнієвий тандемний модуль досяг 808 Вт, ставши першим у світі продуктом промислового класу, який перевищив поріг у 800 Вт.    За цим досягненням лежить десятиріччя науково-дослідницьких зусиль компанії, результатом яких є 331 відповідний патент, а також інноваційна система галузевих наукових досліджень, створена спільно з університетами, включаючи Нанкінський університет.

«Ми подолали 17 технологічних проблем, щоб перетворити лабораторні зразки на модулі масового виробництва», — розповів Гао Цзіфань, голова Trina Solar.    Лінія масового виробництва цих модулів увійшла до фази введення обладнання в експлуатацію з очікуваною потужністю 5 ГВт до 2026 року.

«Наступальна та оборонна гра» в патентних війнах: екологічні недоліки необхідно усунути для технологічного лідерства

У той час як відбуваються технологічні прориви, «недолік» у патентному оформленні стає дедалі помітнішим.    Біла книга про інтелектуальну власність фотоелектричної промисловості, опублікована в квітні, показує, що на Китай припадає 57% глобальних патентних заявок на фотоелектричну енергетику, а лише в провінції Цзянсу зареєстровано 43 696 наборів патентів.    Однак закордонні патенти складають менше 1/10 від загальної кількості Китаю.    У 2024 році сім із 10 провідних світових виробників фотоелектричних модулів були залучені до патентних суперечок, претензії яких перевищили 1 мільярд юанів (приблизно 137 мільйонів доларів США).

«Один з кожних трьох глобальних патентів TOPCon надходить з Цзянсу, але рівень гомогенізації перевищує 40%», — зазначив Фань Гуоюань, генеральний секретар Асоціації фотоелектричної промисловості Цзянсу.    Він зазначив, що поточні технологічні інновації стикаються з дилемою «внутрішньої гомогенізаційної конкуренції в Китаї, але не мають захисту за кордоном».    У відповідь галузь запровадила контрзаходи: такі підприємства, як Longi Green Energy і Trina Solar, просувають «Ініціативу глобальної патентної мережі», щоб побудувати комбінацію «основних патентів + ​​периферійних патентів» на європейському та американському ринках.    Крім того, незабаром буде запущена спільна урядово-підприємська «Платформа раннього попередження про патенти PV», яка надасть підприємствам можливість розглядати судові спори в режимі реального часу.