Fl-industrija fotovoltajka, Perovskite ilu fid-domanda sħuna f'dawn l-aħħar snin. Ir-raġuni għaliex ħarġet bħala l- "favorit" fil-qasam taċ-ċelloli solari hija dovuta għall-kundizzjonijiet uniċi tagħha. Il-minerali tat-titanju tal-kalċju għandu ħafna proprjetajiet fotovoltajċi eċċellenti, proċess ta 'preparazzjoni sempliċi, u firxa wiesgħa ta' materja prima u kontenut abbundanti. Barra minn hekk, perovskite jista 'jintuża wkoll f'impjanti tal-enerġija mill-art, avjazzjoni, kostruzzjoni, apparat li jintlibes ta' ġenerazzjoni ta 'enerġija u f'ħafna oqsma oħra.
Fil-21 ta 'Marzu, Ningde Times applika għall-privattiva ta' "Calcium Titanite Solar Cell u l-metodu ta 'preparazzjoni tagħha u l-apparat ta' l-enerġija". F’dawn l-aħħar snin, bl-appoġġ ta ’politiki u miżuri domestiċi, l-industrija tal-minerali tal-kalċju, irrappreżentata miċ-ċelloli solari tal-minerali tal-kalċju titanju, għamlet passi kbar. Allura x'inhu perovskite? Kif inhi l-industrijalizzazzjoni tal-perovskite? Liema sfidi għadhom qed jiffaċċjaw? Ir-reporter tax-Xjenza u t-Teknoloġija ta 'Kuljum intervistaw l-esperti rilevanti.
Perovskite la huwa kalċju u lanqas titanju.
L-hekk imsejħa perovskiti la huma kalċju u lanqas titanju, iżda terminu ġeneriku għal klassi ta '"ossidi taċ-ċeramika" bl-istess struttura tal-kristall, bil-formula molekulari ABX3. A tfisser "katjoni ta 'raġġ kbir", B għal "katjoni tal-metall" u X għal "anjon aloġenu". A tfisser "katjoni ta 'raġġ kbir", B tfisser "katjoni tal-metall" u X tfisser "anjoni aloġenu". Dawn it-tliet joni jistgħu juru ħafna proprjetajiet fiżiċi aqwa permezz tal-arranġament ta 'elementi differenti jew billi jaġġustaw id-distanza bejniethom, inklużi iżda mhux limitati għal insulazzjoni, ferroelettriku, antiferromanjetiżmu, effett manjetiku ġgant, eċċ.
"Skond il-kompożizzjoni elementali tal-materjal, il-perovskiti jistgħu jinqasmu bejn wieħed u ieħor fi tliet kategoriji: perovskiti kumplessi tal-metall, perovskiti ibridi organiċi, u perovskiti aloġenati inorganiċi." Luo Jingshan, professur fl-Iskola ta 'Informazzjoni Elettronika ta' l-Università ta 'Nankai u l-inġinerija ottika, introduċa li t-titaniti tal-kalċju issa użati fil-fotovoltajċi huma ġeneralment l-aħħar tnejn.
Perovskite jista 'jintuża f'ħafna oqsma bħal impjanti ta' l-enerġija terrestri, aerospazjali, kostruzzjoni, u apparati ta 'ġenerazzjoni ta' enerġija li jintlibsu. Fost dawn, il-kamp fotovoltajku huwa l-qasam tal-applikazzjoni ewlieni ta 'Perovskite. L-istrutturi tat-titanit tal-kalċju huma disinjabbli ħafna u għandhom prestazzjoni fotovoltajka tajba ħafna, li hija direzzjoni ta 'riċerka popolari fil-qasam fotovoltajku f'dawn l-aħħar snin.
L-industrijalizzazzjoni tal-perovskite qed taċċellera, u l-intrapriżi domestiċi qed jikkompetu għat-tqassim. Huwa rrappurtat li l-ewwel 5,000 biċċa ta 'moduli tal-minerali tat-titanju tal-kalċju mibgħuta minn Hangzhou Fina Photoelectric Technology Co., Ltd; Renshuo Fotovoltaic (Suzhou) Co., Ltd. qed taċċellera wkoll il-kostruzzjoni tal-ikbar linja pilota tal-minerali tat-titanju tal-kalċju sħiħ tal-kalċju; Kunshan GCL Photoelectric Materials Co. Ltd. 150 MW Calcium-Titanium minerali tal-modulu fotovoltajku Il-linja ta 'produzzjoni u ġiet operattiva f'Diċembru 2022, u l-valur tal-ħruġ annwali jista' jilħaq 300 miljun wan wara li jilħaq il-produzzjoni.
Il-minerali tat-titanju tal-kalċju għandu vantaġġi ovvji fl-industrija fotovoltajka
Fl-industrija fotovoltajka, Perovskite ilu fid-domanda sħuna f'dawn l-aħħar snin. Ir-raġuni għaliex ħarġet bħala l- "favorit" fil-qasam taċ-ċelloli solari hija dovuta għall-kundizzjonijiet uniċi tagħha stess.
"L-ewwelnett, Perovskite għandu bosta proprjetajiet optoelettroniċi eċċellenti, bħal lakuna aġġustabbli tal-medda, koeffiċjent ta 'assorbiment għoli, enerġija baxxa li torbot l-exciton, mobilità għolja ta' trasportatur, tolleranza ta 'difetti għolja, eċċ.; It-tieni nett, il-proċess ta 'preparazzjoni ta' perovskite huwa sempliċi u jista 'jikseb trasluċidità, ultra-lightness, ultra-irqiq, flessibilità, eċċ. Fl-aħħar, il-materja prima perovskite huma disponibbli b'mod wiesa' u abbundanti. " Luo Jingshan introduċa. U l-preparazzjoni ta 'perovskite teħtieġ ukoll purità relattivament baxxa ta' materja prima.
Fil-preżent, il-kamp PV juża numru kbir ta 'ċelloli solari bbażati fuq is-silikon, li jistgħu jinqasmu f'silikon monokristallin, silikon polikristallin, u ċelloli solari tas-silikon amorfu. L-arblu teoretiku tal-konverżjoni fotoelettrika taċ-ċelloli tas-silikon kristallini huwa 29.4%, u l-ambjent tal-laboratorju attwali jista 'jilħaq massimu ta' 26.7%, li huwa viċin ħafna tal-limitu tal-konverżjoni; Huwa prevedibbli li l-qligħ marġinali ta 'titjib teknoloġiku se jsir iżgħar u iżgħar. B'kuntrast, l-effiċjenza tal-konverżjoni fotovoltajka taċ-ċelloli perovskite għandha valur teoretiku ogħla ta '33%, u jekk żewġ ċelloli perovskite huma stivati 'l fuq u' l isfel flimkien, l-effiċjenza teoretika ta 'konverżjoni tista' tilħaq 45%.
Minbarra l- "effiċjenza", fattur importanti ieħor huwa "spiża". Pereżempju, ir-raġuni għaliex l-ispiża ta 'l-ewwel ġenerazzjoni ta' batteriji ta 'film irqiq ma tistax tinżel hija li r-riservi ta' kadmju u gallium, li huma elementi rari fid-dinja, huma żgħar wisq, u bħala riżultat, iktar tkun żviluppata l-industrija hija, iktar tkun kbira d-domanda, iktar tkun għolja l-ispiża tal-produzzjoni, u qatt ma kienet kapaċi ssir prodott mainstream. Il-materja prima ta 'perovskite huma mqassma fi kwantitajiet kbar fuq l-art, u l-prezz huwa wkoll irħis ħafna.
Barra minn hekk, il-ħxuna tal-kisi tal-minerali tal-kalċju titanju għall-batteriji tal-minerali tal-kalċju titanju hija biss ftit mijiet ta 'nanometri, madwar 1/500th ta' dak tal-wejfers tas-silikon, li jfisser li d-domanda għall-materjal hija żgħira ħafna. Pereżempju, id-domanda globali attwali għal materjal tas-silikon għal ċelloli tas-silikon kristallini hija ta 'madwar 500,000 tunnellata fis-sena, u jekk kollha huma sostitwiti b'ċelloli perovskite, biss madwar 1,000 tunnellata ta' perovskite.
F'termini ta 'spejjeż tal-manifattura, iċ-ċelloli tas-silikon kristallini jeħtieġu purifikazzjoni tas-silikon għal 99.9999%, u għalhekk is-silikon għandu jissaħħan għal 1400 grad Celsius, imdewweb f'likwidu, miġbud f'vireg u flieli tondi, u mbagħad immuntat f'ċelloli, b'mill-inqas erba' fabbriki u tnejn sa tlett ijiem bejniethom, u konsum akbar ta 'enerġija. B'kuntrast, għall-produzzjoni ta 'ċelloli perovskite, huwa meħtieġ biss li jiġi applikat il-likwidu bażi perovskite għas-sottostrat u mbagħad stenna għall-kristallizzazzjoni. Il-proċess kollu jinvolvi biss ħġieġ, film li jwaħħal, perovskite u materjali kimiċi, u jista 'jitlesta f'fabbrika waħda, u l-proċess kollu jieħu biss madwar 45 minuta.
"Iċ-ċelloli solari ppreparati minn Perovskite għandhom effiċjenza ta 'konverżjoni fotoelettrika eċċellenti, li laħqet 25.7% f'dan l-istadju, u tista' tissostitwixxi ċelloli solari tradizzjonali bbażati fuq is-silikon fil-futur biex issir il-mainstream kummerċjali." Luo Jingshan qal.
Hemm tliet problemi kbar li jeħtieġ li jiġu solvuti biex jippromwovu l-industrijalizzazzjoni
Fl-avvanz tal-industrijalizzazzjoni tal-chalcocite, in-nies għadhom iridu jsolvu 3 problemi, jiġifieri l-istabbiltà fit-tul tal-chalcocite, il-preparazzjoni taż-żona kbira u t-tossiċità taċ-ċomb.
L-ewwel, perovskite huwa sensittiv ħafna għall-ambjent, u fatturi bħat-temperatura, l-umdità, id-dawl, u t-tagħbija taċ-ċirkwit jistgħu jwasslu għad-dekompożizzjoni ta 'perovskite u t-tnaqqis tal-effiċjenza taċ-ċellula. Bħalissa l-biċċa l-kbira tal-moduli perovskite tal-laboratorju ma jissodisfawx l-istandard internazzjonali tal-IEC 61215 għal prodotti fotovoltajċi, u lanqas ma jilħqu l-ħajja ta '10 -20 sena taċ-ċelloli solari tas-silikon, u għalhekk l-ispiża ta 'perovskite għadha mhix vantaġġjuża fil-qasam fotovoltajku tradizzjonali. Barra minn hekk, il-mekkaniżmu ta 'degradazzjoni ta' perovskite u l-apparat tiegħu huwa kumpless ħafna, u m'hemm l-ebda fehim ċar tal-proċess fil-qasam, u lanqas ma hemm standard kwantitattiv unifikat, li huwa ta 'detriment għar-riċerka ta' stabbiltà.
Kwistjoni ewlenija oħra hija kif tippreparahom fuq skala kbira. Bħalissa, meta studji ta 'ottimizzazzjoni tal-apparat isiru fil-laboratorju, l-erja tad-dawl effettiva tal-apparati użati ġeneralment tkun inqas minn 1 cm2, u meta niġu għall-istadju tal-applikazzjoni kummerċjali ta' komponenti fuq skala kbira, il-metodi ta 'preparazzjoni tal-laboratorju jeħtieġ li jitjiebu jew sostitwit. Il-metodi ewlenin attwalment applikabbli għall-preparazzjoni ta 'films perovskite ta' żona kbira huma l-metodu ta 'soluzzjoni u l-metodu ta' evaporazzjoni bil-vakwu. Fil-metodu tas-soluzzjoni, il-konċentrazzjoni u l-proporzjon tas-soluzzjoni prekursur, it-tip ta 'solvent, u l-ħin tal-ħażna għandhom impatt kbir fuq il-kwalità tal-films Perovskite. Metodu ta 'evaporazzjoni bil-vakwu jħejji d-deposizzjoni ta' kwalità tajba u kontrollabbli ta 'films perovskite, iżda huwa diffiċli biex jinkiseb kuntatt tajjeb bejn prekursuri u substrati. Barra minn hekk, minħabba li s-saff tat-trasport tal-ħlas tal-apparat Perovskite jeħtieġ ukoll li jkun ippreparat f'żona kbira, linja ta 'produzzjoni b'depożizzjoni kontinwa ta' kull saff teħtieġ li tiġi stabbilita fil-produzzjoni industrijali. B'mod ġenerali, il-proċess ta 'preparazzjoni ta' żona kbira ta 'films irqaq perovskite għadu jeħtieġ aktar ottimizzazzjoni.
Fl-aħħarnett, it-tossiċità taċ-ċomb hija wkoll kwistjoni ta 'tħassib. Matul il-proċess ta 'maturazzjoni ta' apparati perovskite ta 'effiċjenza għolja attwali, Perovskite se jiddekomponi biex jipproduċi joni taċ-ċomb ħielsa u monomeri taċ-ċomb, li se jkunu perikolużi għas-saħħa ladarba jidħlu fil-ġisem tal-bniedem.
Luo Jingshan jemmen li problemi bħall-istabbiltà jistgħu jiġu solvuti permezz ta 'l-imballaġġ tal-apparat. "Jekk fil-futur, dawn iż-żewġ problemi jiġu solvuti, hemm ukoll proċess ta 'preparazzjoni matur, jista' wkoll jagħmel apparat perovskite fi ħġieġ trasluċenti jew jagħmel fuq il-wiċċ tal-bini biex jinkiseb integrazzjoni tal-bini fotovoltajka, jew magħmul f'apparat li jintlewa flessibbli għall-ajruspazjali u Oqsma oħra, sabiex perovskite fl-ispazju mingħajr l-ilma u l-ambjent tal-ossiġnu jkollhom rwol massimu. " Luo Jingshan huwa kunfidenti dwar il-futur ta 'Perovskite.
Ħin ta 'wara: April-15-2023