A eficiência ultrapassa 30% e a potência do módulo excede 800 W: a indústria fotovoltaica da China entra na "era tandem"

A inovação tecnológica fotovoltaica (PV) da China testemunhou um "período de expansão" em 2025: no final de outubro, uma equipe de pesquisa conjunta da Universidade de Nanjing e do Instituto Nacional de Inovação de Tecnologia de Defesa alcançou um avanço na eficiência das células solares tandem totalmente perovskita, atingindo 30,1% e estabelecendo um novo recorde global.    Três meses depois, a Trina Solar anunciou que seu módulo tandem de perovskita-silício de grande porte de 210 mm ultrapassou 800 W de potência, iniciando oficialmente o processo de industrialização.    Este “duplo avanço” – da investigação científica básica à aplicação industrial – marca a transição da indústria fotovoltaica da China de “líder em escala” para uma nova fase de “domínio tecnológico”.

"Revolução microscópica" em laboratórios: a tecnologia Terahertz resolve gargalos de eficiência

“Costumávamos trabalhar como ‘tocar um elefante com os olhos vendados’, mas agora podemos observar claramente cada movimento dos portadores de carga”, disse a equipe liderada por Tan Hairen, da Universidade de Nanjing.    Em 28 de outubro, a equipe publicou um artigo na Nature revelando que, em colaboração com a equipe de Chang Chao, desenvolveram uma tecnologia de detecção de radiação terahertz.    Esta tecnologia permite a observação precisa em nível de picossegundo do comportamento do portador de carga dentro de materiais de perovskita - ganhando o apelido de "microscópio fotovoltaico" na indústria - e finalmente identificou o principal obstáculo para a melhoria da eficiência: perda de portador de carga na interface entre a luz da perovskita camada de absorção e a camada de transporte.

Para resolver esse problema, a equipe projetou uma camada de passivação dipolo semelhante a uma “via de mão única” para guiar a migração direcional de portadores de carga.    Dados experimentais mostraram que após a otimização, a mobilidade do portador de carga aumentou 68% e o comprimento de difusão aumentou 30%.    Eventualmente, a eficiência da célula tandem totalmente perovskita atingiu 30,1%, tornando-a a primeira tecnologia desse tipo no mundo a quebrar o limite de 30%.    Esta conquista foi incluída nas Tabelas Internacionais de Eficiência de Células Solares.    "É como instalar um 'turbocompressor' nas células fotovoltaicas, que deverá reduzir o custo nivelado da eletricidade (LCOE) em mais 18%", comentou Wang Shijiang, vice-secretário-geral da Associação da Indústria Fotovoltaica da China (CPIA).

“Salto de escala” nas oficinas: módulos de 800 W abrem a porta para a industrialização

Se os avanços laboratoriais representam um “progresso pontual”, a transformação tecnológica das empresas alcançou uma “cobertura de toda a área”.    Em março, a Trina Solar anunciou que seu módulo tandem de perovskita-silício de tamanho padrão de 210 mm atingiu 808 W de potência, tornando-se o primeiro produto de nível industrial do mundo a exceder o limite de 800 W.    Por trás desta conquista está uma década de esforços de P&D da empresa, resultando em 331 patentes relacionadas, bem como um sistema de inovação de pesquisa industrial-acadêmica co-estabelecido com universidades, incluindo a Universidade de Nanjing.

“Superamos 17 desafios de processo para transformar amostras de laboratório em módulos produzidos em massa”, revelou Gao Jifan, presidente da Trina Solar.    A linha de produção em massa desses módulos entrou na fase de comissionamento dos equipamentos, com capacidade prevista de 5 GW até 2026.

“Jogo ofensivo e defensivo” nas guerras de patentes: deficiências ecológicas precisam ser abordadas para a liderança tecnológica

Enquanto avanços tecnológicos estão sendo feitos, a “deficiência” no layout das patentes tornou-se cada vez mais proeminente.    O Livro Branco sobre Propriedade Intelectual da Indústria Fotovoltaica, lançado em abril, mostra que a China é responsável por 57% dos pedidos globais de patentes fotovoltaicas – só com a província de Jiangsu a registar 43.696 conjuntos de patentes.    No entanto, as patentes no exterior representam menos de 1/10 do total da China.    Em 2024, sete dos 10 maiores fabricantes de módulos fotovoltaicos do mundo estiveram envolvidos em disputas de patentes, com reivindicações superiores a 1 bilhão de yuans (aproximadamente 137 milhões de dólares americanos).

“Uma em cada três patentes globais da TOPCon vem de Jiangsu, mas a taxa de homogeneização excede 40%”, destacou Fan Guoyuan, secretário-geral da Associação da Indústria Fotovoltaica de Jiangsu.    Ele observou que a atual inovação tecnológica enfrenta um dilema de “competição de homogeneização interna na China, enquanto carece de proteção no exterior”.    Em resposta, a indústria lançou contramedidas: empresas como Longi Green Energy e Trina Solar estão a promover a "Iniciativa da Rede Global de Patentes" para construir uma combinação de "patentes principais + patentes periféricas" nos mercados europeu e americano.    Além disso, uma "Plataforma de alerta precoce de patentes fotovoltaicas" conjunta entre governo e empresa está prestes a ser lançada, fornecendo às empresas recursos de litígio em tempo real.