Die kontinuierliche Steigerung der Effizienz von Silizium-Solarzellen ist ein zentraler Treiber für die Wettbewerbsfähigkeit der Solarenergie. Longi, ein führender chinesischer Hersteller, hat mit seiner Hybrid-Interdigitated-Back-Contact-Technologie (HIBC) neue Rekordwerte erzielt, die die aktuelle Entwicklung der Photovoltaik-Effizienz deutlich nach oben verschieben.
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Longi setzt neuen Rekord mit HIBC-Technologie
Im Jahr 2023 zertifizierte das Institut für Solarenergieforschung Hameln (ISFH) in Deutschland einen Wirkungsgrad von 28,13 % für Silizium-Solarzellen, die mit Longis HIBC-Technologie hergestellt wurden. Für das darauf basierende Solarmodul ermittelte das National Laboratory of the Rockies (NLR) in den USA einen Wirkungsgrad von 26,4 %. Damit übertrifft Longi den zuvor erreichten Rekord von 27,3 % für Silizium-Solarzellen.
Im Vergleich dazu erreichte Trina Solar mit einer TOPCon-kompatiblen Hybrid-Rückkontakt-Solarzelle (THBC) einen Wirkungsgrad von 28,0 %, was Longis Position als Technologieführer unterstreicht.
Rekordwerte für Zellen und Module im Überblick
- Silizium-Solarzelle (HIBC): 28,13 % (2023, Quelle S1)
- Kommerzielles Modul (Longi EcoLife-Serie): 25,0 % (2026, Quelle S2)
- Modul auf Basis der Rekordzelle: 26,4 % (2023, NLR)
Wie HIBC die Effizienz von Photovoltaik steigert
Die HIBC-Zellen wurden im zentralen Forschungs- und Entwicklungsinstitut von Longi entwickelt. Das Team nutzte zwei Schlüsseltechnologien:
- In-situ-Patterned-Edge-Passivierung (iPET) – verbessert die Grenzflächenpassivierung und reduziert Rekombination.
- Laserinduzierte Kristallisationsmodifikation (LIC) – optimiert die Kristallstruktur und erhöht die optische Leistungsfähigkeit.
Durch die Kombination von iPET und LIC konnte Longi die Strukturdesigns, Materialauswahl und Fertigungsprozesse so anpassen, dass sowohl die optische Leistung als auch die Ladungstransport-Effizienz deutlich steigen.
Verbesserte Passivierung und Kristallisation
Die verbesserte Passivierung reduziert Verluste an den Zellgrenzen, während die laserinduzierte Kristallisationsmodifikation die Kristallqualität erhöht. Diese beiden Effekte führen zu einem höheren Kurzschluss-Strom und einer verbesserten Füllfaktor-Performance, was letztlich den Gesamteffizienz-Wert der Zelle nach oben treibt.
Historische Entwicklung der Modulwirkungsgrade
Seit dem Jahr 2000 hat sich der durchschnittliche Wirkungsgrad kommerzieller Silizium-Photovoltaik-Module von etwa 14 % auf 20-22 % im Jahr 2022 erhöht (IEA, 2022). Diese kontinuierliche Steigerung verdeutlicht den langfristigen Trend zu immer effizienteren Produkten.
Longis aktuelle Rekordzelle mit 28,13 % liegt deutlich über dem historischen Durchschnitt und markiert einen neuen Meilenstein in der Branche.
Longis Position im globalen Photovoltaik-Markt
Laut der Internationalen Energieagentur (IEA) hielt Longi im Jahr 2022 einen Marktanteil von 12,5 % im globalen Photovoltaik-Segment. Dieser Anteil positioniert das Unternehmen klar unter den führenden Herstellern von Photovoltaik-Modulen.
- Marktanteil 2022: 12,5 % (IEA)
- Durchschnittlicher Wirkungsgrad kommerzieller Module 2022: 20-22 % (IEA)
Der hohe Marktanteil unterstreicht, dass Longis technologische Fortschritte nicht nur in Laborumgebungen, sondern auch in der Marktdurchdringung erfolgreich umgesetzt werden.
Herausforderungen bei der Skalierung von HIBC-Zellen
Die Übertragung neuer Labor-Ergebnisse in die großtechnische industrielle Produktion birgt technische und logistische Hürden. Insbesondere die Skalierung der präzisen Passivierungs- und Kristallisationsprozesse erfordert innovative Fertigungs- und Qualitätskontrollsysteme. Diese Herausforderungen können die Geschwindigkeit, mit der HIBC-Zellen in Massenproduktion gelangen, beeinflussen.
Häufig gestellte Fragen zur HIBC-Technologie
Was sind die Vorteile der HIBC-Technologie?Die HIBC-Technologie ermöglicht höhere Wirkungsgrade und eine bessere Leistung unter schwachem Licht, wodurch die Energieausbeute insgesamt erhöht wird.
Fazit
Longis Fortschritte in der Hybrid-Interdigitated-Back-Contact-Technologie setzen neue Maßstäbe für die Effizienz von Silizium-Solarzellen und -Modulen. Der Rekordwirkungsgrad von 28,13 % für Zellen und 26,4 % für Module verdeutlicht das Potenzial dieser Technologie. Gleichzeitig zeigen historische Daten, dass die durchschnittliche Effizienz kommerzieller Module seit 2000 kontinuierlich gestiegen ist, wobei Longi mit einem Marktanteil von 12,5 % im Jahr 2022 eine führende Rolle einnimmt. Trotz bestehender Skalierungs-Herausforderungen bleibt die HIBC-Technologie ein zentraler Baustein für die weitere Wettbewerbsfähigkeit der Solarenergie im globalen Energiemarkt.
