लॉन्गि के डबल-एंड टेंडेम पेरोव्साइट सौर कोशिकाओं में 34.85% की दक्षता है

अप्रैल 2025 में, लोंगी ने घोषणा की कि इसके स्वतंत्र रूप से विकसित क्रिस्टलीय सिलिकॉन-पेरोविसाइट डबल-एंड टेंडेम सौर कोशिकाओं को संयुक्त राज्य अमेरिका के राष्ट्रीय अक्षय ऊर्जा प्रयोगशाला (NREL) द्वारा प्रमाणित किया गया था, जिसमें 34.85%की बिजली रूपांतरण दक्षता थी, एक बार फिर इस प्रौद्योगिकी मार्ग के वैश्विक रिकॉर्ड को तोड़ दिया। यह सफलता न केवल "34%+" के नए युग में फोटोवोल्टिक तकनीक के प्रवेश को चिह्नित करती है, बल्कि इसका मतलब यह भी है कि क्रिस्टलीय सिलिकॉन-पेरोव्साइट स्टैक्ड कोशिकाएं आधिकारिक तौर पर एकल-जंक्शन कोशिकाओं (33.7%) की सैद्धांतिक दक्षता सीमा के माध्यम से टूट गई हैं, जो अगली पीढ़ी की अगली पीढ़ी के लिए नींव रखती है।

लोंगी का तकनीकी पथ क्रिस्टलीय सिलिकॉन कोशिकाओं पर आधारित है, और पेरोव्साइट परतों के स्टैकिंग डिजाइन के माध्यम से वर्णक्रमीय पूरक को प्राप्त करता है। विशेष रूप से, पेरोव्साइट परत (लगभग 1.7 ईवी का बैंडगैप) दृश्य प्रकाश भाग को अवशोषित करने के लिए जिम्मेदार है, जबकि क्रिस्टलीय सिलिकॉन परत (1.1 ईवी का बैंडगैप) इन्फ्रारेड लाइट को कैप्चर करता है। दोनों सौर ऊर्जा रूपांतरण दक्षता को 34.85%तक बढ़ाने के लिए एक साथ काम करते हैं। इस संरचना का मूल इंटरफ़ेस इंजीनियरिंग की सफलता में निहित है। लॉन्गी टीम ने एक डबल-लेयर इंटरलेक्ड पासेशन रणनीति विकसित की है। लिथियम फ्लोराइड (LIF) और ethylenediamine dioidide (EDAI) अणुओं के सहक्रियात्मक प्रभाव के माध्यम से, यह प्रभावी रूप से इंटरफ़ेस में गैर-विकिरणकारी पुनर्संयोजन को दबा देता है और वाहक हस्तांतरण दक्षता का अनुकूलन करता है।

यह ध्यान देने योग्य है कि लोंगी की प्रौद्योगिकी पुनरावृत्ति की गति उद्योग की अपेक्षाओं से अधिक है: नवंबर 2023 में दक्षता 33.9% से अधिक हो गई, जून 2024 में 34.6% तक बढ़ गई, और अप्रैल 2025 में एक नए उच्च स्तर पर पहुंच गई। यह "फास्ट इटर्शन" क्षमता "मास प्रोडक्शन जनरेशन, आर एंड डी जनरेशन, और रिजर्व के साथ, और साथ ही साथ, और साथ ही साथ, हुआनेंग क्लीन एनर्जी रिसर्च इंस्टीट्यूट, और हांगकांग पॉलिटेक्निक विश्वविद्यालय। उदाहरण के लिए, पेरोवकाइट लैटिस स्ट्रेस रेगुलेशन पर सोचो यूनिवर्सिटी में प्रोफेसर ली यावेन की टीम का शोध बैटरी स्थिरता में सुधार के लिए महत्वपूर्ण समर्थन प्रदान करता है; हुआनेंग क्लीन एनर्जी रिसर्च इंस्टीट्यूट ने बड़े क्षेत्र के घटक की तैयारी और औद्योगिक अनुप्रयोग में इंजीनियरिंग अनुभव में योगदान दिया है।

दक्षता छत में सफलता

क्रिस्टलीय सिलिकॉन-पेरोव्साइट टेंडेम कोशिकाओं की सैद्धांतिक सीमा दक्षता 43% के रूप में अधिक है, जो एकल क्रिस्टलीय सिलिकॉन कोशिकाओं के 29.4% से अधिक है। लोंगी की 34.85% दक्षता इस सैद्धांतिक मूल्य के 80% के करीब है, जो बाद के प्रौद्योगिकी उन्नयन के लिए पर्याप्त कमरा छोड़ रही है। यदि भविष्य में ट्रिपल-जंक्शन अग्रानुक्रम (जैसे कि पेरोव्साइट/क्रिस्टलीय सिलिकॉन/पेरोव्साइट) प्रौद्योगिकी परिपक्वता है, तो दक्षता को 40%से अधिक बढ़ने की उम्मीद है, जो कि फोटोवोल्टिक उद्योग की दक्षता प्रतियोगिता परिदृश्य को पूरी तरह से फिर से लिखना है।

लागत संरचना का विघटनकारी अनुकूलन

पारंपरिक क्रिस्टलीय सिलिकॉन कोशिकाओं की सिलिकॉन सामग्री की लागत लगभग 40% होती है, जबकि अग्रानुक्रम कोशिकाएं सिलिकॉन वेफर्स की मोटाई को कम करके सिलिकॉन सामग्री की लागत को 20% से कम कर सकती हैं (180 माइक्रोन से 100 माइक्रोन से कम) और प्रति यूनिट क्षेत्र में बिजली उत्पादन बढ़ा सकते हैं। इसके अलावा, पेरोविसाइट परत (जैसे कि स्लिट कोटिंग और इंकजेट प्रिंटिंग) की समाधान तैयारी प्रक्रिया क्रिस्टलीय सिलिकॉन कोशिकाओं की ऊर्जा का केवल 1/10 उपभोग करती है, जिससे विनिर्माण लागत को कम किया जाता है। यह अनुमान लगाया जाता है कि पारंपरिक PERC कोशिकाओं की तुलना में स्टैक्ड कोशिकाओं की स्तर की लागत (LCOE) को 25% तक कम किया जा सकता है, और इसमें वितरित फोटोवोल्टिक, BIPV और अन्य परिदृश्यों में महत्वपूर्ण प्रतिस्पर्धा है।

औद्योगिक श्रृंखला तालमेल प्रभाव जारी करना

लोंगी की तकनीकी सफलताओं से पेरोविसाइट उद्योग श्रृंखला की परिपक्वता में तेजी आएगी। उदाहरण के लिए, TCO ग्लास (पारदर्शी प्रवाहकीय ऑक्साइड), पेरोविसाइट परत के लिए एक प्रमुख सामग्री के रूप में, 2023 में इसकी स्थानीयकरण दर को 30% से बढ़ाकर 2025 में 70% कर दिया है; हुआनेंग क्लीन एनर्जी रिसर्च इंस्टीट्यूट द्वारा विकसित बड़े क्षेत्र की लेजर स्क्रिबिंग तकनीक ने पेरोव्साइट मॉड्यूल की उपज को 85% से बढ़ाकर 95% कर दिया है। इसके अलावा, जीसीएल-पॉली ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स, जियाना ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स और अन्य कंपनियों के साथ लॉन्ग का सहयोग "पेरोव्साइट-क्रिस्टलीय सिलिकॉन" सहयोगी औद्योगिक पारिस्थितिकी का निर्माण कर रहा है।

हालांकि दक्षता सफलता रोमांचक है, व्यावसायीकरण अभी भी कई चुनौतियों का सामना करता है:

स्थिरता और जीवन की अड़चन

Perovskite सामग्री पानी, ऑक्सीजन, प्रकाश और तापमान के प्रति संवेदनशील होती है, और दीर्घकालिक स्थिरता की कमी होती है। लोंगी की स्टैक्ड सेल ने अभी तक विशिष्ट जीवन डेटा का खुलासा नहीं किया है, लेकिन उद्योग आमतौर पर यह मानता है कि इसका T80 जीवन (दक्षता में क्षय करने के लिए 80%तक) को 5, 000 घंटे से अधिक की आवश्यकता होती है। इस समस्या को हल करने के लिए, लोंगी ने निम्नलिखित तकनीकी पथ अपना सकते हैं:

इंटरफ़ेस पासेशन: उदाहरण के लिए, फुडन विश्वविद्यालय में झांग होंग की टीम द्वारा विकसित दोहरी मेजबान-गेस्ट कॉम्प्लेक्सेशन रणनीति पेरोव्साइट कोशिकाओं के जीवन को 1,050 घंटे तक बढ़ा सकती है।

पैकेजिंग प्रौद्योगिकी: हुआनेंग क्लीन एनर्जी रिसर्च इंस्टीट्यूट की ग्राफीन-पॉलिमर एन्हांसमेंट टेक्नोलॉजी पेरोव्साइट मॉड्यूल के जीवन को 3,670 घंटे तक बढ़ा सकती है।

बड़े पैमाने पर उत्पादन प्रक्रिया की जटिलता

ड्यूल-टर्मिनल अग्रानुक्रम कोशिकाओं को पेरोविसाइट परत और क्रिस्टलीय सिलिकॉन परत के बीच जाली मिलान और इंटरफ़ेस संपर्क के सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है। बड़े पैमाने पर उत्पादन के दौरान निम्नलिखित समस्याओं को हल करने की आवश्यकता है:

पतली फिल्म एकरूपता: Perovskite परत की मोटाई को 300-500 nm पर नियंत्रित करने की आवश्यकता है, और मोटाई विचलन को 5%से कम होना चाहिए।

Process compatibility: There is a contradiction between the high-temperature process of crystalline silicon cells (>800 डिग्री) और पेरोव्साइट्स की कम तापमान की तैयारी (<150℃), and new materials such as low-temperature silver paste need to be developed.

नीति और बाजार अनिश्चितता

यद्यपि देश की "14 वीं पंचवर्षीय योजना" पेरोव्साइट्स को प्रमुख प्रौद्योगिकियों के रूप में सूचीबद्ध करती है, वर्तमान में स्पष्ट सब्सिडी नीतियों और उद्योग मानकों की कमी है। इसके अलावा, पेरोव्साइट घटकों के लिए रीसाइक्लिंग सिस्टम अभी तक स्थापित नहीं किया गया है, और प्रदूषण के मुद्दों का नेतृत्व करने से पर्यावरणीय विवाद हो सकते हैं।

लोंगी की 34.85% दक्षता सफलता "क्रिस्टलीय सिलिकॉन डोमिनेंस" से "स्टैक्ड एरा" तक फोटोवोल्टिक तकनीक की छलांग को चिह्नित करती है। यह सफलता न केवल एक तकनीकी जीत है, बल्कि औद्योगिक श्रृंखला में सहयोगी नवाचार का एक मॉडल भी है - सूज़ौ विश्वविद्यालय के सामग्री अनुसंधान, हुआनेंग की इंजीनियरिंग क्षमताओं, और हांगकांग पॉलिटेक्निक के डिवाइस डिजाइन एक साथ तकनीकी सफलताओं की आधारशिला का गठन करते हैं।

आगे देखते हुए, क्रिस्टलीय सिलिकॉन-पेरोवसाइट अग्रानुक्रम कोशिकाएं निम्नलिखित क्षेत्रों में उद्योग परिदृश्य को फिर से खोल देंगी:

वितरित फोटोवोल्टिक:इसका हल्का (मॉड्यूल वेट)<5 kg/㎡) and high power density (>400 w/㎡) विशेषताएँ BIPV, वाहन-माउंटेड फोटोवोल्टिक और अन्य परिदृश्यों के प्रकोप को बढ़ावा देंगी।

केंद्रीकृत बिजली स्टेशन:दक्षता सुधार प्रति यूनिट क्षेत्र में भूमि व्यवसाय को कम कर सकता है, जो दुर्लभ भूमि संसाधनों वाले क्षेत्रों में अधिक लाभप्रद है।

अंतरिक्ष अन्वेषण:लचीली टेंडेम कोशिकाओं का अनुसंधान और विकास गहरे अंतरिक्ष जांच के लिए अधिक कुशल ऊर्जा समाधान प्रदान कर सकता है।

हालांकि, व्यावसायीकरण के लिए सड़क को अभी भी स्थिरता, बड़े पैमाने पर उत्पादन प्रक्रिया और नीति समर्थन जैसी कई बाधाओं के माध्यम से तोड़ने की आवश्यकता है। लोंगी की तकनीकी सफलता ने उद्योग के लिए रास्ता बताया है, लेकिन "पेरोव्साइट क्रांति" को प्राप्त करने के लिए, पूरे उद्योग श्रृंखला के संयुक्त प्रयासों की अभी भी आवश्यकता है। अगले पांच वर्षों में, फोटोवोल्टिक उद्योग तकनीकी पुनरावृत्ति और औद्योगिक पुनर्निर्माण के दोहरे परिवर्तन की शुरुआत करेगा, और लोंगी की 34.85% दक्षता इस परिवर्तन का प्रारंभिक बिंदु है।