LONGi poinformowało, że w „Nature” opublikowano kolejno dwa wyniki prac badawczych rozwijanych wspólnie z uczelniami w Chinach. To dwa różne kierunki: z jednej strony rekordowa sprawność krzemowego ogniwa typu back-contact w architekturze HIBC, z drugiej – postęp w elastycznych tandemach perowskit/krzem na ultracienkim waflu krzemowym. Firma podkreśla, że oba nurty rozwija równolegle, a część parametrów została potwierdzona przez niezależne instytucje certyfikujące.
W skrócie: w pierwszym przypadku chodzi o „wyciśnięcie” maksimum z klasycznego krzemu (HIBC), w drugim – o połączenie krzemu z perowskitem w konstrukcji, która ma łączyć wysoką sprawność z odpornością na zginanie. LONGi stawia to jako krok w stronę kolejnej generacji fotowoltaiki: zarówno dla modułów o najwyższej sprawności, jak i dla zastosowań, gdzie liczy się masa i elastyczność.
Dwa wyniki opublikowane kolejno w „Nature”
W komunikacie spółka wskazuje dwa osobne artykuły opublikowane online w listopadzie 2025 roku. Jeden dotyczy ultracienkich, elastycznych tandemów perowskit/krzem, a drugi – krzemowego ogniwa HIBC w architekturze back-contact.
- Tandem perowskit/krzem (ultracienki, elastyczny): LONGi podaje, że małoskalowe urządzenie osiągnęło 33,4% sprawności (certyfikacja NREL), a elastyczna wersja w formacie „commercial-size, silicon-wafer-level” osiągnęła 29,8% (certyfikacja Fraunhofer ISE).
- HIBC (Hybrid Interdigitated Back Contact): spółka opisuje wynik 27,81% sprawności dla monokrystalicznego krzemu oraz fill factor 87,55% na własnych waflach TaiRay. W części „modułowej” LONGi wskazuje 25,9% sprawności konwersji i 700 W mocy dla modułu o powierzchni 2,7 m².
HIBC: back-contact w nowej konfiguracji i rekord 27,81%
LONGi opisuje architekturę back-contact prosto: wszystkie obszary kontaktowe i elektrody znajdują się po tylnej stronie ogniwa. Zyski są intuicyjne – mniej strat od zacienienia po stronie frontowej – ale cena to znacznie większa złożoność procesowa.
W komunikacie firma wskazuje trzy „wąskie gardła” takich konstrukcji: jednoczesne uzyskanie bardzo dobrej pasywacji i niskiej rezystancji kontaktu w obszarze p-typu, pogodzenie transportu pionowego z ograniczeniem prądów bocznych (upływów) oraz ograniczenie rekombinacji na krawędziach. LONGi podaje, że odpowiedzią ma być połączenie hybrydowej struktury kontaktów z dwoma rozwiązaniami procesowymi: laser-induced localized crystallization oraz in-situ edge passivation.
Co jest „hybrydowe” w HIBC
W uproszczeniu: różne typy kontaktów pasywowanych realizuje się innymi metodami – tak, by wyciągnąć maksimum z obu „światów” procesowych:
- dla obszarów p-typu – kontakty z amorficznego krzemu, wykonywane w procesach niskotemperaturowych,
- dla obszarów n-typu – kontakty z polisilikonu, wykonywane w procesach wysokotemperaturowych.
To właśnie konieczność pogodzenia wysokich i niskich temperatur w jednym przepływie produkcyjnym LONGi przedstawia jako jeden z kluczowych powodów, dla których ta architektura jest tak trudna we wdrożeniu.
Laser i pasywacja krawędzi: dwa elementy, które mają „domknąć” back-contact
Spółka opisuje, że warstwa p-typu na bazie amorficznego krzemu może mieć ograniczoną przewodność w kierunku pionowym. Rozwiązaniem ma być laserowe, lokalne krystalizowanie bardzo małych obszarów (w skali submikronowej), tak by poprawić przewodność w osi pionowej, a jednocześnie zachować korzystne własności warstw amorficznych tam, gdzie liczą się ograniczenie upływów i stabilność elektryczna.
Drugim elementem jest in-situ edge passivation – czyli „pasywacja w trakcie procesu”, która ma pokrywać wrażliwe, cięte krawędzie ogniwa warstwą pasywującą i ograniczać rekombinację właśnie w tych newralgicznych miejscach.
Wyniki i krok w stronę modułów
LONGi podaje, że osiągnięto 27,81% sprawności i fill factor 87,55% na waflach TaiRay. Jednocześnie firma dokłada wątek wdrożeniowy: według komunikatu, rozwiązania procesowe mają być kompatybilne z istniejącymi liniami, a moduły oparte o HIBC mają już dochodzić do 25,9% sprawności i 700 W mocy w typie modułu o powierzchni 2,7 m².
Tandem perowskit/krzem: ultracienki wafelek, elastyczność i certyfikacje
Drugi temat to tandemy perowskit/krzem, w tym wariant elastyczny. LONGi pokazuje tu dwa poziomy wyniku – laboratoryjny i „waflowy”, bliższy formatowi użytkowemu:
- mały obszar (small-area): sprawność 33,4%, certyfikowana przez NREL,
- format komercyjny na poziomie wafla – elastyczny: sprawność 29,8%, certyfikowana przez Fraunhofer ISE.
LONGi twierdzi, że to pierwszy (i jak dotąd jedyny) rekord sprawności dla elastycznego tandemu krystaliczny krzem–perowskit potwierdzony przez międzynarodową jednostkę uznawaną w branży. Jako potencjalne kierunki zastosowań firma wskazuje m.in. fotowoltaikę kosmiczną oraz PV zintegrowane z pojazdami.
Dlaczego „elastyczny krzem” w ogóle ma sens
Krzem kojarzy się ze sztywnością i kruchością, ale przy mocnym zmniejszeniu grubości wafla do dziesiątek mikrometrów możliwa jest elastyczna deformacja bez przekroczenia progu pękania. LONGi zestawia to z typowymi grubościami wafli rzędu 120–200 µm i sugeruje, że odpowiednio cienki wafelek może pracować przy bardzo małym promieniu gięcia.
Gdzie robi się trudniej: perowskit i trwałość przy zginaniu
W komunikacie LONGi newralgiczne są interfejsy warstw funkcjonalnych perowskitu, które mogą ulegać rozwarstwieniu i degradacji przy powtarzalnym zginaniu oraz zmianach temperatury. Właśnie temu ma służyć modyfikacja architektury warstw buforowych.
Podwójny bufor SnOx: warstwa porowata + warstwa gęsta
LONGi opisuje rozwiązanie jako double buffer layer – dwie warstwy SnOx: porowatą i gęstą. Porowata ma pełnić rolę „amortyzatora” naprężeń (firma porównuje ją do materaca), a gęsta odpowiadać za stabilny kontakt elektryczny i sprawną ekstrakcję ładunku.
Parametry „użytkowe”: 60 µm, 1,5 cm i 1,77 W/g
LONGi podaje, że dla urządzenia w skali pełnego wafla na ultracienkim krzemie o grubości 60 µm osiągnięto sprawność „blisko 30%”. Jednocześnie spółka wskazuje parametry związane z elastycznością i masą: możliwość zginania do promienia 1,5 cm, masa poniżej 4,4 g oraz stosunek mocy do masy 1,77 W/g.
Dwie ścieżki rozwoju: maksymalizacja krzemu i tandemy „na serio”
Z komunikatu LONGi wynika, że firma gra na dwóch stołach: z jednej strony dopracowuje krzem w architekturach back-contact (HIBC), z drugiej pcha tandemy perowskit/krzem w stronę formatów, które przestają być wyłącznie demonstracją laboratoryjną. W HIBC podkreślany jest aspekt kompatybilności z przemysłem, w tandemach – połączenie sprawności z odpornością na zginanie i niską masą.
Źródło: https://www.
