Fl-industrija fotovoltajka, perovskite kien fid-domanda sħuna fis-snin riċenti.Ir-raġuni għaliex ħareġ bħala l-"favorit" fil-qasam taċ-ċelloli solari hija dovuta għall-kundizzjonijiet uniċi tagħha.Il-mineral 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 tal-art, avjazzjoni, kostruzzjoni, apparat li jintlibes għall-ġenerazzjoni tal-enerġija u ħafna oqsma oħra.
Fil-21 ta 'Marzu, Ningde Times applika għall-privattiva ta' "ċellula solari tat-titanit tal-kalċju u l-metodu ta 'preparazzjoni tagħha u l-apparat tal-enerġija".F'dawn l-aħħar snin, bl-appoġġ ta 'politiki u miżuri domestiċi, l-industrija tal-kalċju-titanju minerali, rappreżentata minn ċelloli solari tal-kalċju-titanju minerali, għamlet passi kbar.Allura x'inhu perovskite?Kif inhi l-industrijalizzazzjoni tal-perovskite?Liema sfidi għadhom qed jiffaċċjaw?Xjenza u Teknoloġija Daily reporter intervistat l-esperti rilevanti.
Perovskite la huwa kalċju u lanqas titanju.
L-hekk imsejħa perovskites 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 "anjoni aloġenu".A tirrappreżenta "katjoni b'raġġ kbir", B tfisser "katjoni tal-metall" u X tirrappreżenta "anjoni aloġenu".Dawn it-tliet joni jistgħu juru ħafna proprjetajiet fiżiċi tal-għaġeb permezz tal-arranġament ta 'elementi differenti jew billi jaġġustaw id-distanza bejniethom, inklużi iżda mhux limitati għal insulazzjoni, ferroelectricity, antiferromagnetism, effett manjetiku ġgant, eċċ.
"Skond il-kompożizzjoni elementali tal-materjal, perovskites jistgħu jinqasmu bejn wieħed u ieħor fi tliet kategoriji: perovskites kumplessi tal-ossidu tal-metall, perovskites ibridi organiċi, u perovskites aloġenati inorganiċi."Luo Jingshan, professur fl-Iskola ta 'Informazzjoni Elettronika u Inġinerija Ottika ta' l-Università ta 'Nankai, introduċa li t-titanites tal-kalċju issa użati fil-fotovoltajċi huma ġeneralment l-aħħar tnejn.
perovskite jista 'jintuża f'ħafna oqsma bħal impjanti tal-enerġija terrestri, aerospazjali, kostruzzjoni, u apparat li jintlibes għall-ġenerazzjoni tal-enerġija.Fost dawn, il-qasam fotovoltajku huwa l-qasam ta 'applikazzjoni prinċipali ta' perovskite.L-istrutturi tat-titanit tal-kalċju huma ddisinjati 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 ta' minerali tal-kalċju tat-titanju mibgħuta minn Hangzhou Fina Photoelectric Technology Co., Ltd;Renshuo Photovoltaic (Suzhou) Co., Ltd qed taċċellera wkoll il-kostruzzjoni tal-akbar linja pilota illaminata tal-mineral tat-titanju tal-kalċju sħiħ ta '150 MW fid-dinja;Kunshan GCL Photoelectric Materials Co Ltd 150 MW tal-kalċju-titanju minerali linja ta 'produzzjoni modulu fotovoltajċi tlestiet u bdiet topera f'Diċembru 2022, u l-valur tal-produzzjoni annwali jista' jilħaq 300 miljun wan wara li laħaq il-produzzjoni.
Il-mineral tat-titanju tal-kalċju għandu vantaġġi ovvji fl-industrija fotovoltajka
Fl-industrija fotovoltajka, perovskite kien fid-domanda sħuna fis-snin riċenti.Ir-raġuni għaliex ħareġ bħala l-"favorit" fil-qasam taċ-ċelloli solari hija dovuta għall-kundizzjonijiet uniċi tagħha stess.
"L-ewwelnett, perovskite għandu proprjetajiet optoelettroniċi eċċellenti numerużi, bħal band gap aġġustabbli, koeffiċjent ta 'assorbiment għoli, enerġija li torbot exciton baxxa, mobilità għolja ta' trasportatur, tolleranza għolja ta 'difetti, eċċ .;it-tieni nett, il-proċess ta 'preparazzjoni tal-perovskite huwa sempliċi u jista' jikseb trasluċidità, ultra-ħeffa, ultra-rqiqa, flessibilità, eċċ. Fl-aħħarnett, materja prima perovskite hija disponibbli b'mod wiesa 'u abbundanti."Luo Jingshan introdotti.U l-preparazzjoni tal-perovskite teħtieġ ukoll purità relattivament baxxa tal-materja prima.
Fil-preżent, il-qasam 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 ta 'konverżjoni fotoelettrika taċ-ċelloli tas-silikon kristallin huwa 29.4%, u l-ambjent attwali tal-laboratorju jista' jilħaq massimu ta '26.7%, li huwa qrib ħafna tal-limitu tal-konverżjoni;huwa prevedibbli li l-gwadann marġinali tat-titjib teknoloġiku se jsir ukoll dejjem iżgħar.B'kuntrast, l-effiċjenza tal-konverżjoni fotovoltajka taċ-ċelloli perovskite għandha valur teoretiku ogħla ta '33%, u jekk żewġ ċelloli perovskite huma f'munzelli 'l fuq u' l isfel flimkien, l-effiċjenza ta 'konverżjoni teoretika tista' tilħaq 45%.
Minbarra l-"effiċjenza", fattur importanti ieħor huwa "l-ispiża".Pereżempju, ir-raġuni għaliex l-ispiża tal-ewwel ġenerazzjoni ta 'batteriji tal-film irqiq ma tistax tinżel hija li r-riżervi tal-kadmju u l-gallju, li huma elementi rari fid-dinja, huma żgħar wisq, u bħala riżultat, aktar tkun żviluppata l-industrija huwa, l-akbar id-domanda, l-ogħla l-ispiża tal-produzzjoni, u qatt ma kien kapaċi li jsir prodott mainstream.Il-materja prima tal-perovskite hija mqassma fi kwantitajiet kbar fuq l-art, u l-prezz huwa wkoll irħis ħafna.
Barra minn hekk, il-ħxuna tal-kisi tal-mineral tal-kalċju-titanju għall-batteriji tal-mineral tal-kalċju-titanju hija biss ftit mijiet ta 'nanometri, madwar 1/500 ta' dik 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 kristallin hija ta 'madwar 500,000 tunnellata fis-sena, u jekk kollha kemm huma jinbidlu b'ċelloli perovskite, se jkunu meħtieġa biss madwar 1,000 tunnellata ta' perovskite.
F'termini ta 'spejjeż tal-manifattura, iċ-ċelloli tas-silikon kristallin jeħtieġu purifikazzjoni tas-silikon għal 99.9999%, għalhekk is-silikon għandu jissaħħan sa 1400 grad Celsius, imdewweb f'likwidu, miġbud f'vireg tondi u flieli, 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 'ċelluli 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.
"Ċelloli solari ppreparati minn perovskite għandhom effiċjenza ta 'konverżjoni fotoelettrika eċċellenti, li laħqet 25.7% f'dan l-istadju, u jistgħu jissostitwixxu ċelloli solari tradizzjonali bbażati fuq is-silikon fil-futur biex isiru l-mainstream kummerċjali."Luo Jingshan qal.
Hemm tliet problemi ewlenin li jeħtieġ li jiġu solvuti biex tiġi promossa l-industrijalizzazzjoni
Fl-avvanz tal-industrijalizzazzjoni tal-kalkoċit, in-nies għad iridu jsolvu 3 problemi, jiġifieri l-istabbiltà fit-tul tal-kalkoċit, il-preparazzjoni ta 'żona kbira u t-tossiċità taċ-ċomb.
L-ewwel, perovskite huwa sensittiv ħafna għall-ambjent, u fatturi bħal temperatura, umdità, dawl, u tagħbija taċ-ċirkwit jistgħu jwasslu għad-dekompożizzjoni tal-perovskite u t-tnaqqis tal-effiċjenza taċ-ċelluli.Bħalissa l-biċċa l-kbira tal-moduli tal-perovskite tal-laboratorju ma jissodisfawx l-istandard internazzjonali IEC 61215 għall-prodotti fotovoltajċi, u lanqas ma jilħqu l-ħajja ta '10-20 sena taċ-ċelloli solari tas-silikon, għalhekk l-ispiża tal-perovskite għadha mhix vantaġġuża fil-qasam fotovoltajku tradizzjonali.Barra minn hekk, il-mekkaniżmu ta 'degradazzjoni tal-perovskite u l-apparat tiegħu huwa kumpless ħafna, u m'hemm l-ebda fehim ċar ħafna tal-proċess fil-qasam, u lanqas ma hemm standard kwantitattiv unifikat, li huwa ta' detriment għar-riċerka tal-istabbiltà.
Kwistjoni ewlenija oħra hija kif tippreparahom fuq skala kbira.Bħalissa, meta jsiru studji dwar l-ottimizzazzjoni tal-apparat fil-laboratorju, iż-żona tad-dawl effettiva tal-apparat użat hija ġeneralment inqas minn 1 cm2, u meta niġu għall-istadju tal-applikazzjoni kummerċjali ta 'komponenti fuq skala kbira, jeħtieġ li jitjiebu l-metodi ta' preparazzjoni tal-laboratorju jew mibdula.Il-metodi ewlenin attwalment applikabbli għall-preparazzjoni ta 'films perovskite ta' żona kbira huma l-metodu tas-soluzzjoni u l-metodu ta 'evaporazzjoni bil-vakwu.Fil-metodu tas-soluzzjoni, il-konċentrazzjoni u l-proporzjon tas-soluzzjoni tal-prekursur, it-tip ta 'solvent, u l-ħin tal-ħażna għandhom impatt kbir fuq il-kwalità tal-films perovskite.Metodu ta 'evaporazzjoni bil-vakwu jipprepara kwalità tajba u depożizzjoni kontrollabbli ta' films perovskite, iżda huwa għal darb'oħra diffiċli li jinkiseb kuntatt tajjeb bejn prekursuri u sottostrati.Barra minn hekk, minħabba li s-saff tat-trasport ta 'ċarġ tal-apparat perovskite jeħtieġ ukoll li jiġi ppreparat f'żona kbira, jeħtieġ li tiġi stabbilita linja ta' produzzjoni b'depożizzjoni kontinwa ta 'kull saff fil-produzzjoni industrijali.B'mod ġenerali, il-proċess ta 'preparazzjoni ta' żona kbira ta 'films irqaq tal-perovskite għadu jeħtieġ aktar ottimizzazzjoni.
Fl-aħħarnett, it-tossiċità taċ-ċomb hija wkoll kwistjoni ta 'tħassib.Matul il-proċess ta 'tixjiħ tal-apparati attwali ta' perovskite ta 'effiċjenza għolja, perovskite se jiddekomponi biex jipproduċi joni taċ-ċomb ħielsa u monomeri taċ-ċomb, li jkunu perikolużi għas-saħħa ladarba jidħlu fil-ġisem tal-bniedem.
Luo Jingshan jemmen li problemi bħall-istabbiltà jistgħu jiġu solvuti bl-ippakkjar tal-apparat."Jekk fil-futur, dawn iż-żewġ problemi jiġu solvuti, hemm ukoll proċess ta 'preparazzjoni matur, tista' wkoll tagħmel apparati perovskite f'ħġieġ trasluċidu jew tagħmel fuq il-wiċċ tal-bini biex tinkiseb integrazzjoni tal-bini fotovoltajku, jew magħmula f'apparati flessibbli li jintwew għall-ajruspazju u oqsma oħra, sabiex perovskite fl-ispazju mingħajr ilma u ossiġnu ambjent biex ikollhom rwol massimu."Luo Jingshan huwa kunfidenti dwar il-futur tal-perovskite.
Ħin tal-post: Apr-15-2023