中國隆基綠能突破極限:晶矽鈣鈦礦疊層太陽能電池效率達35.5%創世界紀錄
中國綠色能源科技公司隆基綠能(LONGi)宣佈,旗下自主研發嘅晶矽鈣鈦礦疊層太陽能電池成功創下35.5%轉換效率嘅世界紀錄,並獲歐洲太陽能測試安裝機構(ESTI)權威認證。對比現時市面上約25%效率嘅商用太陽能板,呢項新技術展現出龐大潛力,為未來全球降低可再生能源成本打下重要基礎。
超越傳統太陽能板樽頸!隆基綠能疊層電池技術效率達35.5%獲歐洲權威認證
上星期二(7月14日),中國領先嘅綠色能源科技企業隆基綠能(LONGi)喺「2026光儲創新技術發布會」上正式宣佈,佢哋自主研發嘅晶矽鈣鈦礦疊層太陽能電池(Crystalline silicon-perovskite tandem solar cell)已經達到35.5%嘅轉換效率。呢個數據已經得到歐洲太陽能測試安裝機構(European Solar Test Installation,簡稱 ESTI)嘅權威認證,再一次刷新同類技術嘅世界紀錄。

相比起美國能源資訊署(US Energy Information Administration,簡稱 EIA)指出,現時市面上商業化嘅太陽能板轉換效率只係接近25%,今次35.5%嘅成績無疑係一項重大技術突破。雖然歷史上亦有轉換效率超過50%嘅電池出現,但通常只適用於人造衛星等極端或小眾領域。對於有望大規模應用於民用或者工業用途嘅技術路線嚟講,35.5%嘅指標為未來大幅降低太陽能發電成本提供咗清晰嘅方向。

突破物理極限:點解要發展「疊層技術」?
要理解今次35.5%轉換效率有幾厲害,我哋首先要明白傳統太陽能電池面對緊嘅技術樽頸。幾十年嚟,全球太陽能產業主要依賴單晶矽(Monocrystalline silicon)技術。不過,根據物理學上嘅「肖克利-奎瑟極限」(Shockley-Queisser limit),傳統單面單結嘅矽太陽能電池,其理論最高轉換效率極限只能夠去到33.7%。即係話,無論科學家點樣改良傳統矽技術,都無可能超越呢個天花板。
為咗突破呢個物理極限,科研界將目光放喺「疊層技術」(Tandem technology)上面。今次隆基綠能所採用嘅技術,就係將「晶矽」同「鈣鈦礦」(Perovskite)兩種物料結合。鈣鈦礦係一種新興嘅光伏(Photovoltaic,簡稱 PV)物料,佢對陽光中嘅短波長光線(例如高能量嘅藍光)吸收能力極強;而底層嘅傳統矽物料,就負責吸收長波長光線(例如紅光同紅外線)。透過一上一下嘅疊加效應,兩種物料互相補足,將對太陽光譜嘅吸收範圍推到極致。根據理論計算,晶矽鈣鈦礦疊層太陽能電池嘅最高效率極限可以去到43%,遠遠拋離傳統矽電池。
隆基綠能嘅研發速度與世界紀錄
隆基綠能近年喺呢個技術路線上一直處於領跑位置。回顧過去幾年,佢哋嘅研發團隊展現出驚人嘅進步速度:
- 2023年11月:團隊成功將疊層電池效率提升至33.9%。
- 2024年6月:效率進一步攀升到34.6%。
- 2026年5月:取得35.2%效率,呢個成績更加被澳洲新南威爾斯大學(University of New South Wales)馬丁·格林教授(Professor Martin Green)團隊發佈嘅第68版《太陽能電池效率表》(Solar Cell Efficiency Tables)所收錄。
- 上星期二(7月14日):不足一年內再經歷多次微調後,成功將紀錄推高至35.5%。
呢種密集嘅技術推進,證明咗前沿太陽能科技上嘅研發競爭非常激烈,同時顯示鈣鈦礦技術正處於快速爆發嘅黃金時期。
實驗室數字 vs 商業化現實:點解呢項紀錄對未來咁重要?
雖然35.5%呢個數字非常亮眼,但作為精明嘅讀者,我哋需要分清楚「實驗室數據」同「商業化量產數據」之間嘅分別。
通常喺實驗室入面創下世界紀錄嘅電池,面積都非常細,因為喺極細面積下,科學家可以將物料塗層做得最均勻,亦最容易控制各種變數。但當要去到工廠大規模生產一塊又大又實用嘅太陽能板時,要保持同等嘅轉換效率就困難重重。大面積生產會面臨塗覆不均勻、電阻損耗增加以及長期穩定性(鈣鈦礦極容易受濕氣同氧氣影響而降解)等諸多挑戰。
不過,隆基綠能並冇忽視產業化嘅重要性。根據官方公佈嘅資料,佢哋喺較接近工業量產尺寸嘅電池上亦交出咗唔錯嘅成績。喺面積為261平方厘米嘅電池上,轉換效率達到34.3%;而喺面積更廣嘅274平方厘米電池上,轉換效率亦有32.2%。除此之外,隆基綠能嘅疊層組件(Tandem modules)更加分別錄得31.4%及29.4%嘅轉換效率,呢啲大面積嘅測試數據同樣獲得國際權威機構獨立認證。呢啲進展對於推動技術由實驗室走向真正嘅工廠生產線,具有決定性嘅指導意義。
如果35.5%甚至更高效率嘅電池可以成功量產,對社會有咩實際好處?對於香港、台灣、新加坡等寸金尺土嘅地區嚟講,要搵大片土地建立太陽能發電場係極之困難嘅。當太陽能板嘅轉換效率由25%躍升到30%以上,意味住喺同一面積嘅屋頂或者大廈外牆,可以產生多出四分之一甚至更多嘅電力。呢個不單止大大提高咗城市內部分散式發電(Distributed generation)嘅可行性,亦能夠顯著降低長遠嘅能源開支。
階梯式研發與國際競爭
全球能源轉型係未來幾十年嘅大趨勢。事實上,美國能源部(US Department of Energy)旗下嘅美國國家可再生能源實驗室(National Renewable Energy Laboratory,簡稱 NREL)早喺2022年,亦曾經研發出轉換效率高達39.5%嘅太陽能電池。不過,正如前文提到,部分極高效率嘅電池受限於高昂造價,暫時難以普及到民用市場。
為咗喺商業化同高科技之間取得平衡並保持優勢,隆基綠能設立咗一個名為「量產一代、開發一代、儲備一代」嘅階梯式研發體系。即係話,當前市場上賣緊主流產品嘅同時,工程團隊已經開發緊下一代技術,而基礎研究團隊就喺度儲備更遙遠嘅未來方案。呢種策略令企業能夠持續將創新成果轉化為實際可以賣出街嘅產品。
其他附加基本資料或事實整理
為咗令大家更清晰了解今次技術突破嘅脈絡,我哋整理咗以下對比表格。
太陽能電池技術極限對比
| 電池技術類型 | 應用現況 | 理論極限效率 | 目前商業或實驗室表現 |
|---|---|---|---|
| 傳統單晶矽電池 | 現時市場絕對主流 | 33.7% (肖克利-奎瑟極限) | 商業量產約25% |
| 晶矽鈣鈦礦疊層電池 | 下一代主流研發方向 | 43.0% | 實驗室最新紀錄35.5% (隆基綠能) |
| 多結化合物電池 | 太空/航天等特殊用途 | 可超過50% | 實驗室紀錄近40%,造價極高 |
咩係 ESTI 同 NREL?
- ESTI(European Solar Test Installation):歐洲太陽能測試安裝機構,係歐盟委員會聯合研究中心旗下嘅一個重要實驗室,專門負責提供獨立、準確嘅光伏設備校準同測量服務,其出具嘅認證喺全球業界具有極高公信力。
- NREL(National Renewable Energy Laboratory):美國國家可再生能源實驗室,直屬美國能源部,同樣係全球公認評估太陽能電池效率嘅兩大權威機構之一。
總結
總括而言,隆基綠能今次將晶矽鈣鈦礦疊層太陽能電池嘅轉換效率推高至35.5%,無疑係光伏產業界嘅一枝強心針。由傳統矽電池逐漸逼近物理極限,到疊層技術成功打開新嘅理論空間,每0.1%嘅效率提升,背後都代表住龐大嘅工程心血。
對於一般大眾而言,邊間公司持有「世界紀錄」可能只係一個數字遊戲,最關鍵嘅係,隨住呢類高效率電池技術逐步克服大面積生產、穩定性同成本等難關,未來我哋可以用更少嘅空間、更低嘅成本,獲取更多嘅清潔能源。呢種將頂尖實驗室數據轉化為商業化應用嘅能力,正正係解決人類長遠能源同氣候問題嘅真正關鍵。隨住技術越趨成熟,未來幾年太陽能產業嘅走向絕對值得市場密切關注。