Kürzlich wurden zwei bahnbrechende Forschungsergebnisse von LONGi nacheinander in Nature veröffentlicht, die die neuesten Fortschritte des Unternehmens auf dem Gebiet der Spitzen-PV-Technologien zeigen.
Am 10. November 2025 veröffentlichte Nature online bedeutende Fortschritte in der Forschung zu siliziumbasierten Tandem-Solarzellen durch ein gemeinsames Team von LONGi, der Soochow-Universität, der Xi'an Jiaotong-Universität und anderen Einrichtungen. Die Effizienz des kleinen Geräts der ultradünnen kristallinen Silizium-Perowskit-Tandem-Solarzelle des Teams erreichte 33,4%, zertifiziert durch das National Renewable Energy Laboratory (NREL), USA. Die Effizienz der flexiblen Tandem-Zelle im kommerziellen Format und auf Siliziumwafer-Ebene erreichte 29,8%, zertifiziert durch das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (Fraunhofer ISE), Deutschland. Dies ist der erste und einzige Weltrekord in der Effizienz einer flexiblen kristallinen Silizium-Perowskit-Tandem-Solarzelle, der von einer internationalen autoritativen Institution im globalen Photovoltaikbereich zertifiziert wurde. Dieser Durchbruch legt eine solide Grundlage für die kommerzielle Entwicklung flexibler siliziumbasierter Tandem-Zellen in leichten/flexiblen Hochleistungs-Photovoltaikanwendungen wie Weltraum-Photovoltaik und fahrzeugintegrierter Photovoltaik.
Am 13. November 2025 veröffentlichte Nature online die Forschungsergebnisse der Hybrid Interdigitated Back Contact (HIBC)-Silizium-Solarzelle, die von einem gemeinsamen Team von LONGi, der Sun Yat-sen-Universität und der Lanzhou-Universität entwickelt wurde. Bereits am 11. April 2025 kündigte LONGi an, dass seine HIBC-Solarzelle einen neuen Weltrekord in der Effizienz von einkristallinen Silizium-Solarzellen mit 27,81% aufgestellt hat. Basierend auf der BC-Plattformtechnologie, die LONGi konzentriert entwickelt, kombiniert die HIBC-Solarzelle die Vorteile sowohl der bei hoher Temperatur verarbeiteten Polysilizium- als auch der bei niedriger Temperatur verarbeiteten amorphen Silizium-Solarzellentechnologien und stellt den Höhepunkt der siliziumbasierten Solarzellentechnologien dar. Ihre Entwicklung ist außerordentlich anspruchsvoll, da der Prozess sowohl mit der Herstellung von Zellen bei hoher Temperatur als auch bei niedriger Temperatur kompatibel sein muss. Das Team erzielte auf LONGis selbst entwickelten industriellen TaiRay-Siliziumwafern eine zertifizierte Effizienz von 27,81% und einen Füllfaktor von 87,55%, wodurch neue Weltrekorde für beide Metriken aufgestellt wurden. Bemerkenswert ist, dass die Hybrid-Interdigitated-Back-Contact-Struktur eine neuartige hocheffiziente Zellentechnologie ist, die von einem chinesischen Team entwickelt und validiert wurde und über vollständige eigenständige geistige Eigentumsrechte und hohe technische Barrieren verfügt. Die vom Team entwickelte laserinduzierte lokalisierte Kristallisationstechnologie und die in-situ-Kantenpassivierungstechnologie bieten Vorteile der Kompatibilität mit bestehenden Produktionslinien und fördern die qualitativ hochwertige Industrialisierung von massenproduzierten Silizium-Solarzellen mit höherer Effizienz und niedrigeren Kosten erheblich. Laut der neuesten Fortschritte haben Module auf Basis von HIBC-Zellen mittlerweile eine Umwandlungseffizienz von 25,9% und eine Ausgangsleistung von 700W (für einen Modultyp von 2,7 qm) erreicht.
Im Oktober 2024 veröffentlichte Nature bereits zwei rekordverdächtige Forschungsergebnisse (HBC und siliziumbasierte Tandem-Solarzellen) des Teams nacheinander (2024, 635, S.596–603 und S.604–609). Die wiederholte Veröffentlichung dieser beiden neuen bahnbrechenden F&E-Ergebnisse in Nature zeigt erneut LONGis Entschlossenheit und Fähigkeit, die Branchenentwicklung durch technische Innovation anzuführen und ineffiziente interne Konkurrenz zu bekämpfen.
Forschungsergebnis 1: Umwandlungseffizienz der kristallinen Silizium-Hybrid-Interdigitated-Back-Contact-Solarzelle bricht 27,81%
Back-Contact-Solarzellen minimieren Schattenverluste auf der Vorderseite, indem sie alle N-Typ- und P-Typ-Kontaktbereiche sowie Elektroden auf der Rückseite der Zelle platzieren, und sind daher eine unvermeidliche Wahl, um die Grenzen der Umwandlungseffizienz von kristallinem Silizium-Photovoltaik kontinuierlich zu erweitern. Jedoch haben Kernherausforderungen wie die Schwierigkeit, gleichzeitig exzellente Passivierungseigenschaften und niedrigen Kontaktwiderstand im P-Typ-Kontaktbereich zu erreichen, die vertikale Ladungsträgertransport mit dem lateralen Leckstrom abzugleichen, sowie Rekombination und Leckage in den Randbereichen zu mildern, das Potenzial dieser hocheffizienten Zellstruktur stark eingeschränkt. Um diese drei Hauptherausforderungen zu meistern, entwickelte das Team innovativ eine Hybrid Interdigitated Back Contact (HIBC)-Silizium-Solarzellenstruktur, die laserinduzierte Kristallisation und in-situ-Kantenpassivierung integriert.
Die Hauptinnovationen liegen in drei Aspekten:
(1) Nutzung von bei niedriger Temperatur verarbeiteten amorphen Siliziumkontakten für die P-Typ-Bereiche und bei hoher Temperatur verarbeiteten Polysiliziumkontakten für die N-Typ-Bereiche, um jeweils exzellente P-Typ- und N-Typ-Passivierungskontakte zu konstruieren;
(2) Bewältigung der Herausforderung der schlechten vertikalen Leitfähigkeit in der P-Typ-amorphen Siliziumkontaktschicht durch die Entwicklung einer laserinduzierten lokalisierte Kristallisationstechnik, die nur die submikrometergroßen Bereiche an den Pyramidenditzen in nanokristallines Silizium umwandelt. Dies reduziert den vertikalen Kontaktwiderstand drastisch, während die verbleibenden amorphen Siliziumschichten in den polaritätsüberlappten Bereichen eine niedrige laterale Leckstromleistung beibehalten;
(3) Entwicklung einer in-situ-Kantenpassivierungstechnologie, die während der Zellherstellung gleichzeitig die empfindlichen Schnittkanten mit einer robusten Passivierungsschicht "beschichtet" und die Ladungsträgerrekombination in den Randbereichen effektiv unterdrückt. Auf der Grundlage der exzellenten Gesamtpassivierungsoberfläche und elektrischen Leistung des Geräts etablierte das Forschungsteam ein neues physikalisches Modell, das den Idealfaktor der Diode mit den Mechanismen des Ladungsträgerverlusts korreliert. Dieses Modell beschreibt den Einfluss verschiedener Rekombinationsmechanismen auf den Idealfaktor quantitativ und erläutert die einschränkenden Prinzipien der Volumen- und Oberflächenrekombination auf den Füllfaktor, wodurch klare theoretische Anleitung für das Design von leistungsstarken Solarzellen bereitgestellt wird.
Forschungsergebnis 2: Flexible Perowskit/Kristallines Silizium-Tandem-Solarzellen im vollen Wafer-Maßstab
Die Perowskit/Kristallines Silizium-Tandem-Solarzellentechnologie, die die Vorteile von zwei Halbleitermaterialien kombiniert, erweitert die theoretische Effizienzgrenze erheblich und wird als die nächste Generation der disruptiven Photovoltaiktechnologie anerkannt. Übliche Meinung geht davon aus, dass einkristallines Silizium ein starres und sprödes Material ist. Jedoch erlaubt die atomare Struktur von Silizium eine gewisse elastische Verformung. Wenn die Dicke der Siliziumwafer auf einige zehn Mikrometer reduziert wird (die traditionelle Waferdicke beträgt typischerweise etwa 120–200 μm), bleibt die Oberflächenspannung auf der Siliziumwafer selbst bei einem Biegeradius von weniger als 2 cm unterhalb ihres intrinsischen Bruchschwellenwerts, sodass keine Rissbildung auftritt. Daher können ultradünne Siliziumwafer die Verformungsanforderungen für leichte, flexible Geräte erfüllen. Jedoch neigen die Grenzflächen der Perowskit-Funktionsschichten unter wiederholter Biegung und Temperaturänderungen stark zu Delamination und Versagen, wodurch ihre Betriebslebensdauer erheblich reduziert wird.
Um diese Herausforderung zu meistern, verwendete das Team einen innovativ optimierten Prozess und ein strukturelles Design und konstruierte eine Doppelpufferschicht, die aus einer porösen und einer dichten Schicht besteht. Die sorgfältig designede poröse SnOx-Schicht wirkt wie eine Federkissen, absorbiert und dissipiert Dehnungsenergie und mildert effektiv die mechanische Spannung, die durch Ionenbeschuss während der Herstellung und nachfolgende Verformung während der Nutzung verursacht wird. Die dichte SnOx-Schicht gewährleistet eine effiziente Grenzflächenladungsextraktion und eine stabile elektrische Verbindung.
Dieses Doppelschichtdesign löst präzise den Konflikt zwischen den Anforderungen an Spannungsausgleich und effizienten Transport im Mikro-Nano-Maßstab. Es gewährleistet, dass das Tandemgerät eine ausgezeichnete Biegedauer erreicht, während es eine kompatible und hervorragende Stromerzeugungsfähigkeit beibehält. Das Team erzielte auf einem Tandemgerät im vollen Wafer-Maßstab basierend auf einem ultradünnen Siliziumwafer mit nur 60 μm Dicke eine Umwandlungseffizienz von fast 30%. Das ultradünne Tandemgerät kann gefaltet werden, erreicht einen Biegeradius von 1,5 cm, wiegt weniger als 4,4 Gramm und verfügt über ein Leistungs-zu-Gewichts-Verhältnis von bis zu 1,77 W/g. Gleichzeitig erzielte das Team für kleine Laborschalen-Geräte eine zertifizierte Weltrekordumwandlungseffizienz von 33,4%. Diese Forschung demonstriert vollständig die Überlegenheit dieser Tandem-Zellenstruktur sowohl in Bezug auf Effizienz als auch auf Biegschlägefestigkeit und hebt ihr erhebliches zukünftiges Anwendungspotenzial hervor.
Über LONGi
Gegründet im Jahr 2000 ist LONGi (Börsenkennzeichen:601012.SH) bestrebt, das weltweit führende Solartechnologieunternehmen zu sein und sich auf die kundengetriebene Wertschöpfung für die Energiewandlung in allen Szenarien zu konzentrieren.
Unter seiner Mission "Solarenergie optimal nutzen, um eine grüne Welt zu bauen" hat LONGi sich der technischen Innovation verschrieben und mehrere Geschäftsbereiche etabliert, die mono Siliziumwafer, Zellen und Module, kommerzielle & industrielle verteilte Solarlösungen, grüne Energielösungen, gebäudeintegrierte Photovoltaik und Wasserstoffgeräte umfassen. Als internationales Unternehmen deckt LONGis Geschäft mehr als 160 Länder und Regionen ab. Durch die aktive Umsetzung seines Konzepts "Solar for Solar" beschleunigt LONGi die globale Übergang zu nachhaltiger Energie und fördert die Energiegleichheit, sodass mehr Menschen auf der Welt Zugang zu erschwinglicher sauberer Energie erhalten.
Mehr Details hier: www.longi.com/