LONGi Solar: Zwei Nature-Publikationen definieren Solar-Effizienz und Flexibilität neu

Wissenschaftliche Durchbrüche in Rückkontakt- und Tandemtechnologien liefern die Blaupause für die nächste Generation Hochleistungsmodule

Der globale Solarführer LONGi hat einen seltenen wissenschaftlichen Meilenstein erreicht und zwei separate Forschungsarbeiten in der renommierten Zeitschrift Nature veröffentlicht. Diese begutachteten Artikel beschreiben wichtige Durchbrüche in zwei Schlüsselbereichen. Die erste Publikation befasst sich mit Silizium-Solarzellen mit hybriden Rückkontakten und zeigt, wie optimierte hintere Anschlussdesigns die Effizienzgrenzen verschieben können. Die zweite Arbeit stellt eine flexible Perowskit/Silizium-Tandem-Solarzelle mit einer doppelten Pufferschicht vor und löst damit seit langem bestehende Haltbarkeitsprobleme bei leichten Photovoltaikmodulen. Mit diesen Weltrekorden demonstriert LONGi, dass seine massiven Investitionen in die Forschung sich direkt in einer besseren Leistung für reale Energieanwendungen niederschlagen. Für Solarprofis bestätigen diese Arbeiten die technische Überlegenheit der neuesten Zellarchitekturen. Für Haus- und Geschäftsinhaber signalisieren sie, dass Solarpanels deutlich leistungsfähiger und anpassungsfähiger werden.

Optimiertes Rückkontaktdesign treibt Siliziumeffizienz über 27 Prozent hinaus

Der erste Durchbruch konzentriert sich auf das, was die Industrie als HIBC oder Hybrid Interdigitated Back Contact Silizium-Solarzellen bezeichnet. Vereinfacht ausgedrückt hat LONGi ein Zellendesign perfektioniert, bei dem die gesamte elektrische Verkabelung auf die Rückseite der Zelle verlagert wird. Dies eliminiert die üblichen Metallgitterlinien auf der Vorderseite eines Solarmoduls. Folglich kann die Zelle 100 Prozent des einfallenden Sonnenlichts ohne Abschattung absorbieren. In Zusammenarbeit mit der Sun Yat-sen University und der Soochow University erreichte das Forschungsteam eine zertifizierte Effizienz von 27,09 Prozent mit handelsüblichen TaiRay-Siliziumwafern. Dies ist das erste Mal, dass eine vollwertige Siliziumzelle in einer Top-Tier-Wissenschaftsstudie die 27-Prozent-Marke überschritten hat.

Um dies zu ermöglichen, mussten die Ingenieure eine kritische Herausforderung bei der Herstellung empfindlicher Materialschichten lösen. Sie setzten fortschrittliche Lasertechniken ein, um den elektrischen Fluss zu verbessern, ohne die empfindlichen Passivierungsschichten zu beschädigen. Insbesondere wurden die Laserbehandlungseffekte auf dem i-a-Si/p-a-Si-Stack optimiert, um thermische Schäden zu vermeiden und sicherzustellen, dass die Grenzfläche für die Elektronenbewegung intakt bleibt. Durch die Anwendung dieser präzisen Behandlungen konnte das Team verhindern, dass Energie an den Rändern der Zelle entweicht.

Der Erfolg dieses Ansatzes wird durch eine detaillierte Analyse der Energieverluste quantifiziert. Die Analyse bestätigt, dass optische Verluste aufgrund der Rückkontaktstruktur nahezu null sind, während elektrische Rekombinationsverluste durch die Laserstrukturierung drastisch reduziert werden. Für Installateure bestätigt dies, dass die BC-Technologie nicht nur eine ästhetische Wahl ist, sondern eine überlegene Methode zur Energieerzeugung darstellt. Diese Forschung unterstützt direkt die Leistung aktueller Flaggschiffprodukte wie die Hi-MO X10 und ebnet den Weg für eine noch höhere Leistungsdichte in zukünftigen Modulen.

Neue flexible Tandemzellen bieten hohe Leistung ohne Kompromisse bei der Haltbarkeit

Die zweite Publikation befasst sich mit einer futuristischen Herausforderung: Wie können Solarzellen hergestellt werden, die sowohl unglaublich effizient als auch flexibel genug sind, um sich um gekrümmte Oberflächen zu wickeln. Dies beinhaltet die Tandemtechnologie, bei der zwei unterschiedliche Materialien, Silizium und Perowskit, übereinander geschichtet werden, um unterschiedliche Teile des Lichtspektrums zu absorbieren. Während Standard-Siliziumzellen starr sind, hat LONGi eine Version mit ultradünnen Siliziumwafern mit einer Dicke zwischen 50 und 130 Mikrometern entwickelt, die gebogen werden kann. Das Team erreichte eine Weltrekordeffizienz von 33,89 Prozent bei diesen flexiblen Zellen.

Der eigentliche Durchbruch ist jedoch die Haltbarkeit. Flexible Zellen reißen oder verlieren oft an Leistung, wenn sie gebogen werden. Um dieses Problem zu lösen, hat LONGi eine einzigartige doppelte Pufferschicht entwickelt, die wie ein mikroskopisches Kissen oder eine Feder wirkt. Eine Schlüsselkomponente dieser Lösung ist die SnOx-Pufferschicht, die für chemische Stabilität und effizienten Ladungstransport zwischen den Schichten sorgt. Die Eigenschaften von SnOx ermöglichen es ihr, die mechanische Belastung beim Biegen der Zelle aufzunehmen, ohne die elektrische Verbindung zu beeinträchtigen.

In strengen Tests behielten diese Zellen auch nach 1.000 Faltvorgängen bei einem Radius von 1,5 cm 95 Prozent ihrer ursprünglichen Effizienz. Darüber hinaus bestätigen die Langzeitstabilitäts-Ergebnisse, dass diese Materialien einer Umweltalterung standhalten können, ein entscheidender Faktor für die reale Anwendung. Für die Solarindustrie eröffnet dies völlig neue Märkte. Diese leichten, langlebigen Zellen eignen sich perfekt für gewichtsempfindliche Anwendungen wie Drohnen, Elektrofahrzeuge und schwache Dachkonstruktionen, bei denen schwere Glaspaneele nicht machbar sind.

Konsequente F&E-Investitionen und theoretische Analysen wandeln wissenschaftliche Rekorde in zuverlässige Marktlösungen um

Diese aufeinanderfolgenden Nature-Publikationen sind mehr als nur akademische Erfolge. Sie stärken die Position von LONGi an der Spitze der globalen Energiewende. Seit 2012 hat das Unternehmen über 40 Milliarden RMB in Forschung und Entwicklung investiert. Dieses Engagement ermöglicht es dem Unternehmen, über einfache Experimente hinauszugehen und tiefgreifende theoretische Analysen durchzuführen. Durch das Verständnis der grundlegenden Physik von hocheffizienten Zellen kann das Forschungsteam Leistungsverluste vorhersagen und beheben, bevor sie überhaupt die Produktion erreichen. Diese Strategie von Labor zu Fabrik stellt sicher, dass wissenschaftliche Erfolge schnell zu kommerziellen Realitäten werden. Die schnelle Markteinführung von TOPCon- und HPBC 2.0-Technologien ist ein Beweis für diesen Zyklus. Die Erkenntnisse aus diesen neuesten HIBC- und Tandemzellen-Rekorden werden die Entwicklung der nächsten Generation von Solarprodukten beschleunigen. Da die Nachfrage nach sauberer Energie wächst, bleibt LONGi bestrebt, Lösungen anzubieten, die nicht nur wissenschaftlich fortschrittlich, sondern auch zuverlässig und für jeden Kunden zugänglich sind.

Diese wissenschaftlichen Meilensteine legen den Grundstein für eine Zukunft der erneuerbaren Energien, die von hoher Leistung und Zuverlässigkeit geprägt ist

Die Veröffentlichung dieser Ergebnisse in Nature ist ein Beweis für die Innovationskraft, die in den Laboren von LONGi stattfindet. Indem Silizium mit HIBC an seine absolute Grenze gebracht und das Haltbarkeitsproblem flexibler Tandemzellen gelöst wurde, setzt das Unternehmen mehr als nur Rekorde. Es schafft die notwendigen Werkzeuge für eine CO2-neutrale Welt. Wenn diese Technologien von der Forschung in die Produktion übergehen, können Kunden Solar-Lösungen erwarten, die effizienter, langlebiger und an Anwendungen anpassbar sind, die bisher als unmöglich galten.