Wirkungsgrad übersteigt 30 % und Modulleistung übersteigt 800 W: Chinas PV-Industrie tritt in die „Tandem-Ära“ ein

Chinas technologische Innovation im Bereich Photovoltaik (PV) erlebte im Jahr 2025 eine „Boomphase“: Ende Oktober gelang einem gemeinsamen Forschungsteam der Universität Nanjing und des National Innovation Institute of Defense Technology ein Durchbruch beim Wirkungsgrad von rein perowskitischen Tandemsolarzellen, der 30,1 % erreichte und einen neuen globalen Rekord aufstellte.    Drei Monate später gab Trina Solar bekannt, dass die Leistung seines 210 mm großen Perowskit-Silizium-Tandemmoduls die Leistung von 800 W überschritten hatte, und leitete damit offiziell den Industrialisierungsprozess ein.    Dieser „doppelte Durchbruch“ – von der wissenschaftlichen Grundlagenforschung bis zur industriellen Anwendung – markiert den Übergang von Chinas PV-Industrie von „größenmäßig führend“ zu einer neuen Stufe der „technologischen Dominanz“.

„Mikroskopische Revolution“ in Laboren: Terahertz-Technologie löst Effizienzengpässe

„Früher funktionierten wir so, als würden wir ‚einen Elefanten mit verbundenen Augen berühren‘, aber jetzt können wir jede Bewegung von Ladungsträgern deutlich beobachten“, sagte das Team um Tan Hairen von der Universität Nanjing.    Am 28. Oktober veröffentlichte das Team einen Artikel in Nature, aus dem hervorgeht, dass sie in Zusammenarbeit mit Chang Chaos Team eine Technologie zur Detektion von Terahertz-Strahlung entwickelt haben.    Diese Technologie ermöglicht eine präzise Beobachtung des Ladungsträgerverhaltens in Perowskit-Materialien im Pikosekundenbereich – was ihr in der Branche den Spitznamen „PV-Mikroskop“ einbringt – und identifizierte schließlich das Haupthindernis für eine Effizienzsteigerung: den Ladungsträgerverlust an der Grenzfläche zwischen der lichtabsorbierenden Perowskit-Schicht und der Transportschicht.

Um dieses Problem anzugehen, entwarf das Team eine Dipol-Passivierungsschicht ähnlich einer „Einbahnstraße“, um die Richtungswanderung von Ladungsträgern zu steuern.    Experimentelle Daten zeigten, dass nach der Optimierung die Ladungsträgermobilität um 68 % zunahm und die Diffusionslänge um 30 % verlängerte.    Schließlich erreichte der Wirkungsgrad der reinen Perowskit-Tandemzelle 30,1 % und war damit die erste Technologie dieser Art weltweit, die die 30 %-Schwelle durchbrach.    Diese Leistung wurde in die internationalen Solar Cell Efficiency Tables aufgenommen.    „Es ist wie die Installation eines ‚Turboladers‘ auf PV-Zellen, der die Stromgestehungskosten (LCOE) voraussichtlich um weitere 18 % senken wird“, kommentierte Wang Shijiang, stellvertretender Generalsekretär der China Photovoltaic Industry Association (CPIA).

„Scale Leap“ in Werkstätten: 800-W-Module öffnen die Tür zur Industrialisierung

Stellt der Durchbruch im Labor einen „punktuellen Fortschritt“ dar, hat der technologische Wandel der Unternehmen eine „flächendeckende Reichweite“ erreicht.    Im März gab Trina Solar bekannt, dass sein 210-mm-Perowskit-Silizium-Tandemmodul in Standardgröße eine Leistung von 808 W erreicht hat und damit das weltweit erste Produkt in Industriequalität ist, das die 800-W-Schwelle überschreitet.    Hinter dieser Errungenschaft steckt ein Jahrzehnt an Forschungs- und Entwicklungsbemühungen des Unternehmens, die zu 331 entsprechenden Patenten führten, sowie einem Innovationssystem aus Industrie, Wissenschaft und Forschung, das gemeinsam mit Universitäten, darunter der Universität Nanjing, aufgebaut wurde.

„Wir haben 17 Prozessherausforderungen gemeistert, um Laborproben in massenproduzierte Module umzuwandeln“, verriet Gao Jifan, Vorsitzender von Trina Solar.    Die Massenproduktionslinie für diese Module ist in die Inbetriebnahmephase der Ausrüstung eingetreten und wird bis 2026 eine Kapazität von 5 GW haben.

„Offensiv- und Defensivspiel“ im Patentkrieg: Ökologische Defizite müssen für technologische Führung angegangen werden

Während technologische Durchbrüche erzielt werden, treten die „Mängel“ im Patentlayout immer deutlicher hervor.    Das im April veröffentlichte Weißbuch zum geistigen Eigentum der PV-Industrie zeigt, dass 57 % der weltweiten PV-Patentanmeldungen auf China entfallen – wobei allein die Provinz Jiangsu 43.696 Patentsätze verzeichnet.    Allerdings machen ausländische Patente weniger als 1/10 der Gesamtzahl Chinas aus.    Im Jahr 2024 waren sieben der zehn weltweit führenden Hersteller von PV-Modulen in Patentstreitigkeiten verwickelt, deren Ansprüche sich auf über 1 Milliarde Yuan (ca. 137 Millionen US-Dollar) beliefen.

„Jedes dritte globale TOPCon-Patent kommt aus Jiangsu, aber die Homogenisierungsrate übersteigt 40 %“, betonte Fan Guoyuan, Generalsekretär der Jiangsu Photovoltaic Industry Association.    Er wies darauf hin, dass die aktuelle technologische Innovation mit dem Dilemma „interner Homogenisierungswettbewerb in China und mangelndem Schutz im Ausland“ konfrontiert sei.    Als Reaktion darauf hat die Branche Gegenmaßnahmen eingeleitet: Unternehmen wie Longi Green Energy und Trina Solar fördern die „Global Patent Network Initiative“, um eine Kombination aus „Kernpatenten + peripheren Patenten“ auf europäischen und amerikanischen Märkten aufzubauen.    Darüber hinaus steht demnächst die Einführung einer gemeinsamen „PV-Patent-Frühwarnplattform“ von Regierung und Unternehmen an, die Unternehmen eine Echtzeit-Überwachung von Rechtsstreitigkeiten ermöglicht