LONGi publikuje nowe wyniki badań nad ogniwami tandemowymi – sprawność sięga 34,6%

Jakie wyzwania rozwiązuje technologia ogniw tandemowych?

Ogniwa perowskitowo-krzemowe zyskują na znaczeniu jako alternatywa dla klasycznych konstrukcji jednozłączowych. W tradycyjnych ogniwach krzemowych część energii słonecznej jest tracona jako ciepło, co ogranicza maksymalną sprawność konwersji. Zintegrowanie perowskitu o szerokiej przerwie energetycznej z krzemem pozwala lepiej wykorzystać spektrum promieniowania słonecznego i ograniczyć straty termiczne.

Zainteresowanie tą technologią rośnie, ale wyzwaniem pozostaje m.in. rekombinacja nieradiacyjna na granicach warstw – szczególnie między perowskitem a warstwą transportującą elektrony (ETL) oraz przy pokryciu teksturowanego krzemu warstwą transportującą dziury (HTL). Badania LONGi koncentrują się właśnie na tych punktach.

Nowe materiały i metody pasywacji – efektywność rośnie

W pracy opublikowanej we wrześniu 2024 roku w Nature, zespół badawczy LONGi zaprezentował nową metodę pasywacji powierzchni: dwuwarstwową strukturę z dyskretnie rozproszoną warstwą fluorku litu oraz cząsteczkami jodku diamonowego. Pozwoliło to ograniczyć rekombinację i jednocześnie poprawić transport ładunków, co zaowocowało sprawnością ogniwa tandemowego na poziomie 33,9%.

W kolejnym etapie, wspólnie z Uniwersytetem w Suzhou, firma opracowała asymetryczną cząsteczkę organiczną typu SAM – HTL201. Jej konstrukcja pozwala na równomierne i szczelne pokrycie teksturowanego podłoża krzemowego, a także optymalizuje dopasowanie poziomów energetycznych na granicy warstw. W efekcie, ogniwa osiągnęły napięcie bliskie 2 V i sprawność 34,6%, co potwierdzono certyfikatem. Artykuł opisujący te wyniki ukazał się w Nature 7 lipca 2025 r.

Kolejne publikacje i kooperacja instytucjonalna

Równolegle z powyższymi pracami, LONGi wspólnie z Instytutem Chemii Stosowanej Chińskiej Akademii Nauk opracowało nowe cząsteczki SAM o strukturze diradykalnej, wykorzystujące koncepcję sprzężenia donor-akceptor. Materiały te cechują się wysoką przewodnością, stabilnością operacyjną oraz jednorodnym osadzaniem. Efekty tych badań przedstawiono w Science 26 czerwca 2025 roku.

Łącznie, od września 2024 roku, zespół badawczy LONGi zaprezentował trzy główne ulepszenia technologiczne, które znalazły się w kolejnych wersjach „Solar Cell Efficiency Tables” prof. Martina Greena: strategię bilayerowej pasywacji interfejsu górnego, stabilne cząsteczki SAM zbudowane w oparciu o sprzężenie donor-akceptor oraz asymetryczne warstwy HTL typu SAM. Odpowiadają one sprawnościom 33,9%, 34,2% i 34,6%.

• Elastyczne perowskity od Halocell – technologia przyszłości w praktyce
• LONGi bije kolejne rekordy PV. 34,85% sprawności ogniwa tandemowego (perowskit-krzem)
• Qn-SOLAR prezentuje nowe ogniwa perowskitowe. Masowy start produkcji w 2025

Źródło: LONGi