Ve fotovoltaickém průmyslu byl Perovskite v posledních letech v posledních letech. Důvod, proč se objevil jako „oblíbený“ v oblasti solárních článků, je způsoben jeho jedinečnými podmínkami. Titanová ruda vápníku má mnoho vynikajících fotovoltaických vlastností, jednoduchý proces přípravy a širokou škálu surovin a hojného obsahu. Kromě toho může být Perovskite také použit v pozemních elektrárnách, letectví, konstrukci, nositelných zařízeních pro výrobu energie a mnoha dalších oborech.
21. března se Ningde Times vztahoval na patent „solární buňky vápníkového titanitu a jeho metody přípravy a napájecí zařízení“. V posledních letech, s podporou domácích politik a opatření, učinil průmysl vápníku-titanové rudy, reprezentovaný solárními buňkami vápníku-titanové rudy, velké kroky. Co je tedy Perovskite? Jaká je industrializace perovskitu? Jakým výzvám stále čelí? Věda a technologie Daily Reporter dotazovala příslušnými odborníky.
Perovskite není ani vápník, ani titan.
Takzvané perovskity nejsou ani vápník ani titan, ale obecný termín pro třídu „keramických oxidů“ se stejnou krystalovou strukturou, s molekulárním vzorcem ABX3. A znamená „Velký kation RADIUS“, B pro „kovový kation“ a X pro „halogenový anion“. A je zkratka pro „velký poloměrový kation“, B znamená „kovový kation“ a X znamená „halogenový anion“. Tyto tři ionty mohou vykazovat mnoho úžasných fyzikálních vlastností prostřednictvím uspořádání různých prvků nebo úpravou vzdálenosti mezi nimi, včetně, ale nejen na izolaci, ferroelektriku, antiferomagnetismus, obří magnetický účinek atd.
"Podle elementárního složení materiálu lze perovskity zhruba rozdělit do tří kategorií: komplexní perovskity oxidu kovu, organické hybridní perovskity a anorganické halogenované perovskity." Luo Jingshan, profesor na škole elektronických informací a optického inženýrství Nankai University, představil, že titanity vápníku, které se nyní používají ve fotovoltaice, jsou obvykle poslední dva.
Perovskite lze použít v mnoha polích, jako jsou pozemské elektrárny, letecký prostor, konstrukce a nositelná zařízení na výrobu energie. Mezi nimi je fotovoltaická pole hlavní aplikační oblast Perovskite. Struktury vápníku titanitu jsou vysoce navrhovatelné a mají velmi dobrý fotovoltaický výkon, což je populární směr výzkumu ve fotovoltaickém poli v posledních letech.
Industrializace Perovskite zrychluje a domácí podniky soutěží o rozvržení. Uvádí se, že prvních 5 000 kusů modulů vápníkové titanové rudy odesláno z Hangzhou Fina Photoelectric Technology Co., Ltd; Renshuo Photovoltaic (Suzhou) Co., Ltd. také urychluje konstrukci největší světové pilotní linky o 1 150 MW plného titanu vápníku Titanium; Fotoelektrické materiály Kunshan GCL Co. Ltd. 150 MW vápníkového titaniového rudního fotovoltaického modulu Produkční linka byla dokončena a uvedena do provozu v prosinci 2022 a roční výstupní hodnota může dosáhnout 300 milionů juanů po dosažení výroby.
Titanová ruda vápníku má zjevné výhody ve fotovoltaickém průmyslu
Ve fotovoltaickém průmyslu byl Perovskite v posledních letech v posledních letech. Důvod, proč se objevil jako „oblíbený“ v oblasti solárních článků, je způsoben jeho vlastními jedinečnými podmínkami.
„Za prvé, Perovskite má řadu vynikajících optoelektronických vlastností, jako je nastavitelná mezera pásma, koeficient s vysokým absorpcí, nízká excitonová vazba energie, vysoká mobilita nosiče, vysoká tolerance defektů atd.; Za druhé, proces přípravy Perovskite je jednoduchý a může dosáhnout průsvitnosti, ultralehkosti, ultratenkého, flexibility atd. Konečně jsou perovskitové suroviny široce dostupné a hojné. “ Luo Jingshan představil. A příprava perovskitu také vyžaduje relativně nízkou čistotu surovin.
PV pole PV v současné době používá velké množství solárních článků na bázi křemíku, které lze rozdělit na monokrystalický křemík, polykrystalický křemík a amorfní křemíkové solární buňky. Teoretický fotoelektrický konverzní pól krystalických křemíkových buněk je 29,4%a současné laboratorní prostředí může dosáhnout maximálně 26,7%, což je velmi blízké stropu přeměny; Je předvídatelné, že mezní zisk technologického zlepšení se také zmenší a zmenšuje. Naproti tomu účinnost fotovoltaické konverze perovskitových buněk má vyšší teoretickou hodnotu pólu 33%, a pokud jsou dvě perovskitové buňky naskládány nahoru a dolů dohromady, teoretická konverzní účinnost může dosáhnout 45%.
Kromě „účinnosti“ je dalším důležitým faktorem „náklady“. Například důvod, proč náklady na první generaci tenkých filmových baterií nemohou sestoupit, je to, že rezervy kadmia a gallia, které jsou vzácné prvky na Zemi, jsou příliš malé a v důsledku toho, čím rozvinutější je průmysl je, čím větší je poptávka, tím vyšší jsou výrobní náklady a nikdy se nemohl stát produktem hlavního proudu. Suroviny perovskite jsou distribuovány ve velkém množství na Zemi a cena je také velmi levná.
Kromě toho je tloušťka vápníku titanové rudy pro baterie vápníkové rudy pouze několik set nanometrů, asi 1/500. tloušťky křemíkových destiček, což znamená, že poptávka po materiálu je velmi malá. Například současná globální poptávka po křemíkovém materiálu pro krystalické křemíkové buňky je asi 500 000 tun ročně, a pokud jsou všechny z nich nahrazeny perovskitovými buňkami, bude zapotřebí pouze asi 1 000 tun perovskitu.
Pokud jde o výrobní náklady, krystalické křemíkové buňky vyžadují čištění křemíku na 99,9999%, takže křemík musí být zahříván na 1400 stupňů Celsia, roztavený na kapalinu, vtažený do kulatých tyčí a plátky a poté se shromážděn do buněk, s alespoň čtyřmi továrnou a dvěma na tři dny mezi tím a větší spotřeba energie. Naproti tomu pro produkci perovskitových buněk je nutné pouze aplikovat kapalinu perovskitové báze na substrát a poté čekat na krystalizaci. Celý proces zahrnuje pouze sklo, lepicí film, perovskite a chemické materiály a lze jej dokončit v jedné továrně a celý proces trvá jen asi 45 minut.
„Solární články připravené z perovskitu mají vynikající fotoelektrickou konverzní účinnost, která v této fázi dosáhla 25,7%, a v budoucnu mohou nahradit tradiční solární články na bázi křemíku, aby se staly komerčním mainstreamem.“ Řekl Luo Jingshan.
Existují tři hlavní problémy, které je třeba vyřešit pro podporu industrializace
Při rozvoji industrializace chalcocite musí lidé stále řešit 3 problémy, konkrétně dlouhodobou stabilitu chalcocitu, přípravy na velkou plochu a toxicitu olova.
Za prvé, perovskite je velmi citlivý na životní prostředí a faktory, jako je teplota, vlhkost, světlo a zatížení obvodu, mohou vést k rozkladu perovskitu a ke snížení účinnosti buněk. V současné době většina laboratorních modulů Perovskite nesplňuje mezinárodní standard IEC 61215 pro fotovoltaické produkty, ani nedosahují 10-20leté životnosti křemíkových solárních článků, takže náklady na perovskite stále nejsou v tradičním fotovoltaickém poli. Kromě toho je mechanismus degradace perovskitu a jeho zařízení velmi složitý a v terénu neexistuje velmi jasné porozumění procesu, ani neexistuje sjednocený kvantitativní standard, který je škodlivý pro výzkum stability.
Dalším hlavním problémem je, jak je připravit ve velkém měřítku. V současné době, když se v laboratoři provádějí studie optimalizace zařízení, je efektivní světla použitých zařízení obvykle menší než 1 cm2 a pokud jde o fázi komerční aplikace rozsáhlých komponent, je třeba zlepšit metody přípravy laboratoře nebo nahrazeno. Hlavními metodami, které se v současné době vztahují na přípravu filmů perovskite ve velké oblasti, jsou metoda řešení a metoda vakuového odpařování. Při metodě řešení má koncentrace a poměr prekurzorového roztoku, typu rozpouštědla a doba skladování velký dopad na kvalitu perovskitových filmů. Metoda vakuového odpařování připravuje kvalitní a kontrolovatelné ukládání perovskitových filmů, ale je opět obtížné dosáhnout dobrého kontaktu mezi prekurzory a substráty. Kromě toho, protože vrstva přenosu náboje perovskitového zařízení musí být také připravena ve velké oblasti, musí být v průmyslové výrobě stanovena výrobní linka s nepřetržitým ukládáním každé vrstvy. Celkově může proces přípravy perovskite tenkých filmů perovskite stále optimalizovat.
Konečně, toxicita olova je také problémem obavy. Během procesu stárnutí současných vysoce účinných perovskitových zařízení se Perovskite rozkládá na výrobu volných olověných iontů a olověných monomerů, které budou nebezpečné pro zdraví, jakmile vstoupí do lidského těla.
Luo Jingshan věří, že problémy, jako je stabilita, lze vyřešit balením zařízení. „Pokud jsou tyto dva problémy vyřešeny v budoucnu, je zde také proces zralého přípravy, může také vyrobit perovskitová zařízení do průsvitného skla nebo dělat na povrchu budov, aby se dosáhlo integrace fotovoltaické budovy nebo se stala do flexibilních skládacích zařízení pro letecký aspace a vyrobena do flexibilních skládacích zařízení pro letectví a vyrobeno do flexibilních skládacích zařízení a jiná pole, takže perovskite ve vesmíru bez prostředí vody a kyslíku, aby hrál maximální roli. “ Luo Jingshan je přesvědčen o budoucnosti Perovskite.
Čas příspěvku: APR-15-2023