Efficiëntie overtreft 30% en modulevermogen overschrijdt 800 W: de Chinese PV-industrie betreedt het ‘tandemtijdperk’

China's technologische innovatie op het gebied van fotovoltaïsche (PV) kende een "boomperiode" in 2025: eind oktober bereikte een gezamenlijk onderzoeksteam van de Universiteit van Nanjing en het National Innovation Institute of Defense Technology een doorbraak in de efficiëntie van alle perovskiet-tandemzonnecellen, die 30,1% bereikte en een nieuw mondiaal record vestigde.    Drie maanden later maakte Trina Solar bekend dat haar 210 mm grote perovskiet-silicium tandemmodule een vermogen van meer dan 800 W had bereikt, waarmee het industrialisatieproces officieel op gang was gebracht.    Deze ‘dubbele doorbraak’ – van fundamenteel wetenschappelijk onderzoek tot industriële toepassing – markeert de overgang van de Chinese PV-industrie van ‘leidend in schaal’ naar een nieuwe fase van ‘technologische dominantie’.

"Microscopische revolutie" in laboratoria: Terahertz-technologie lost efficiëntieknelpunten op

"Vroeger werkten we alsof we een geblinddoekte olifant aanraakten, maar nu kunnen we elke beweging van ladingsdragers duidelijk waarnemen", zegt het team onder leiding van Tan Hairen van de Nanjing Universiteit.    Op 28 oktober publiceerde het team een ​​artikel in Nature waarin werd onthuld dat ze, in samenwerking met het team van Chang Chao, een terahertz-stralingsdetectietechnologie hadden ontwikkeld.    Deze technologie maakt nauwkeurige observatie op picosecondeniveau mogelijk van het gedrag van ladingsdragers in perovskietmaterialen – waardoor het in de industrie de bijnaam ‘PV-microscoop’ krijgt – en heeft uiteindelijk het belangrijkste obstakel voor efficiëntieverbetering geïdentificeerd: verlies van ladingsdragers op het grensvlak tussen de lichtabsorberende laag van perovskiet en de transportlaag.

Om dit pijnpunt aan te pakken, ontwierp het team een ​​dipoolpassiveringslaag, vergelijkbaar met een ‘eenrichtingsstrook’, om de gerichte migratie van ladingsdragers te begeleiden.    Experimentele gegevens toonden aan dat na optimalisatie de mobiliteit van de ladingsdragers met 68% toenam en de diffusielengte met 30%.    Uiteindelijk bereikte de efficiëntie van de volledig perovskiet-tandemcel 30,1%, waarmee het de eerste technologie in zijn soort ter wereld is die de drempel van 30% overschrijdt.    Deze prestatie is opgenomen in de internationale Solar Cell Efficiency Tables.    "Het is alsof je een 'turbocompressor' op PV-cellen installeert, wat naar verwachting de genivelleerde elektriciteitskosten (LCOE) met nog eens 18% zal verlagen", aldus Wang Shijiang, plaatsvervangend secretaris-generaal van de China Photovoltaic Industry Association (CPIA).

"Schaalsprong" in werkplaatsen: 800W-modules openen de deur naar industrialisatie

Als laboratoriumdoorbraken een “puntgebaseerde vooruitgang” vertegenwoordigen, heeft de technologische transformatie door ondernemingen een “gebiedsbrede dekking” bereikt.    In maart maakte Trina Solar bekend dat zijn perovskiet-silicium tandemmodule van 210 mm een ​​vermogen van 808 W had bereikt en daarmee het eerste industriële product ter wereld was dat de drempel van 800 W overschreed.    Achter deze prestatie schuilt een decennium aan R&D-inspanningen van het bedrijf, resulterend in 331 gerelateerde patenten, evenals een industrie-academisch-onderzoekinnovatiesysteem dat samen met universiteiten, waaronder de Nanjing Universiteit, is opgezet.

"We hebben 17 procesuitdagingen overwonnen om laboratoriummonsters om te zetten in in massa geproduceerde modules", onthulde Gao Jifan, voorzitter van Trina Solar.    De massaproductielijn voor deze modules is de fase van inbedrijfstelling van de apparatuur ingegaan, met een verwachte capaciteit van 5 GW in 2026.

‘Offensief en defensief spel’ in patentoorlogen: ecologische tekortkomingen moeten worden aangepakt voor technologisch leiderschap

Terwijl er technologische doorbraken worden geboekt, is de ‘tekortkoming’ in de lay-out van patenten steeds prominenter geworden.    Uit het Witboek over de Intellectuele Eigendom van de PV-industrie, dat in april werd gepubliceerd, blijkt dat China verantwoordelijk is voor 57% van de wereldwijde patentaanvragen voor zonne-energie – waarbij de provincie Jiangsu alleen al 43.696 patentsets registreert.    Overzeese patenten zijn echter goed voor minder dan 1/10 van het Chinese totaal.    In 2024 waren zeven van de tien grootste fabrikanten van PV-modules ter wereld betrokken bij patentgeschillen, met claims ter waarde van meer dan 1 miljard yuan (ongeveer 137 miljoen dollar).

"Eén op de drie wereldwijde TOPCon-patenten komt uit Jiangsu, maar het homogeniseringspercentage bedraagt ​​meer dan 40%", zegt Fan Guoyuan, secretaris-generaal van de Jiangsu Photovoltaic Industry Association.    Hij merkte op dat de huidige technologische innovatie wordt geconfronteerd met een dilemma van "interne homogenisering van de concurrentie in China, terwijl bescherming in het buitenland ontbreekt".    Als reactie daarop heeft de industrie tegenmaatregelen genomen: bedrijven als Longi Green Energy en Trina Solar promoten het ‘Global Patent Network Initiative’ om een ​​combinatie van ‘kernpatenten + perifere patenten’ op de Europese en Amerikaanse markten op te bouwen.    Bovendien staat op het punt een gezamenlijk ‘PV Patent Early Warning Platform’ te lanceren, dat bedrijven realtime procesinformatie biedt.