Në industrinë fotovoltaike, Perovskite ka qenë në kërkesë të nxehtë vitet e fundit. Arsyeja pse ajo është shfaqur si "e preferuara" në fushën e qelizave diellore është për shkak të kushteve të saj unike. Miniera e titanit të kalciumit ka shumë veti të shkëlqyera fotovoltaike, proces të thjeshtë përgatitjeje dhe një gamë të gjerë të lëndëve të para dhe përmbajtje të bollshme. Për më tepër, perovskite mund të përdoret gjithashtu në termocentralet tokësore, aviacionin, ndërtimin, pajisjet e prodhimit të energjisë së veshur dhe shumë fusha të tjera.
Më 21 Mars, Ningde Times aplikoi për patentën e "Qelizës Diellore të Titanitit të Kalciumit dhe metodës së tij të përgatitjes dhe pajisjes së energjisë". Vitet e fundit, me mbështetjen e politikave dhe masave të brendshme, industria e xeheve të kalciumit-titan, i përfaqësuar nga qelizat diellore të kalciumit-titit-ore, ka bërë përparime të mëdha. Pra, çfarë është perovskite? Si është industrializimi i perovskitit? Cilat sfida janë akoma me të cilat përballen? Shkenca dhe Teknologjia Reporteri i përditshëm intervistoi ekspertët përkatës.
Perovskite nuk është as kalcium dhe as titan.
Të ashtuquajturat perovskitë nuk janë as kalcium dhe as titan, por një term i përgjithshëm për një klasë të "oksideve qeramike" me të njëjtën strukturë kristal, me formulën molekulare ABX3. A qëndron për "kation me rreze të madhe", B për "kation metalik" dhe X për "anion halogjen". Një qëndron për "kation të madh rrezesh", B qëndron për "kation metalik" dhe X qëndron për "anion halogjen". Këto tre jone mund të shfaqin shumë veti të mahnitshme fizike përmes rregullimit të elementeve të ndryshëm ose duke rregulluar distancën midis tyre, duke përfshirë por jo të kufizuar në izolim, ferroelektrik, antiferromagnetizëm, efekt magnetik gjigant, etj.
"Sipas përbërjes elementare të materialit, perovskitët mund të ndahen afërsisht në tre kategori: perovskitet komplekse të oksidit të metaleve, perovskitët hibride organike dhe perovskitët halogjenikë inorganikë." Luo Jingshan, një profesor në Shkollën e Informacionit Elektronik të Universitetit Nankai dhe Inxhinieri Optike, prezantoi se titanitë e kalciumit që përdoren tani në fotovoltaikë janë zakonisht dy të fundit.
Perovskite mund të përdoret në shumë fusha të tilla si termocentralet tokësore, hapësira ajrore, ndërtimi dhe pajisjet e prodhimit të energjisë. Midis tyre, fusha fotovoltaike është zona kryesore e aplikimit të perovskitit. Strukturat e titanit të kalciumit janë shumë të përcaktuara dhe kanë performancë shumë të mirë fotovoltaike, e cila është një drejtim i popullarizuar i hulumtimit në fushën fotovoltaike vitet e fundit.
Industrializimi i perovskitit është duke u përshpejtuar, dhe ndërmarrjet vendase po konkurrojnë për paraqitjen. Raportohet se 5,000 pjesët e para të moduleve të xehes së titanit të kalciumit të dërguar nga Hangzhou Fina Fina Technology Technology Co, Ltd; Renshuo Photovoltaic (Suzhou) Co, Ltd po përshpejton gjithashtu ndërtimin e linjës pilot pilot të pilotuar më të madhe në botë 150 MW Titani të plotë të kalciumit; Kunshan GCL Materialet Fotelektrike Co Ltd 150 MW Linja e prodhimit të modulit fotovoltaik të kalciumit-Titanium Modulit fotovoltaik ka përfunduar dhe vihet në veprim në dhjetor 2022, dhe vlera vjetore e daljes mund të arrijë në 300 milion juan pas arritjes së prodhimit.
Miniera e titanit të kalciumit ka përparësi të dukshme në industrinë fotovoltaike
Në industrinë fotovoltaike, Perovskite ka qenë në kërkesë të nxehtë vitet e fundit. Arsyeja pse ajo është shfaqur si "e preferuara" në fushën e qelizave diellore është për shkak të kushteve të veta unike.
"Së pari, perovskite ka shumë veti të shkëlqyera optoelektronike, të tilla si hendeku i rregullueshëm i brezit, koeficienti i përthithjes së lartë, energjia e ulët e lidhjes së ngacmimit, lëvizshmëria e lartë e transportuesit, toleranca e lartë e defekteve, etj.; Së dyti, procesi i përgatitjes së perovskitit është i thjeshtë dhe mund të arrijë tejdukshmëri, ultra-dritë, ultra-thinness, fleksibilitet, etj. Më në fund, lëndët e para të perovskitit janë gjerësisht të disponueshme dhe të bollshme. " Luo Jingshan prezantoi. Dhe përgatitja e perovskitit kërkon gjithashtu pastërti relativisht të ulët të lëndëve të para.
Aktualisht, fusha PV përdor një numër të madh të qelizave diellore me bazë silikoni, të cilat mund të ndahen në silikon monokristaline, silikoni polikristaline dhe qelizat diellore silikoni amorf. Poli teorik i konvertimit fotoelektrik të qelizave silikoni kristalor është 29.4%, dhe mjedisi aktual laboratorik mund të arrijë një maksimum prej 26.7%, i cili është shumë afër tavanit të konvertimit; Isshtë e parashikueshme që fitimi margjinal i përmirësimit teknologjik do të bëhet gjithashtu më i vogël dhe më i vogël. Në të kundërt, efikasiteti i konvertimit fotovoltaik të qelizave perovskite ka një vlerë pole më të lartë teorike prej 33%, dhe nëse dy qeliza perovskite janë grumbulluar lart e poshtë së bashku, efikasiteti teorik i konvertimit mund të arrijë në 45%.
Përveç "efikasitetit", një faktor tjetër i rëndësishëm është "kostoja". Për shembull, arsyeja pse kostoja e gjeneratës së parë të baterive të filmit të hollë nuk mund të zbresë është se rezervat e kadmiumit dhe galiumit, të cilat janë elementë të rrallë në tokë, janë shumë të vogla, dhe si rezultat, aq më të zhvilluara industria është, sa më e madhe të jetë kërkesa, aq më e lartë është kostoja e prodhimit, dhe kurrë nuk ka qenë në gjendje të bëhet një produkt kryesor. Lëndët e para të perovskitit shpërndahen në sasi të mëdha në tokë, dhe çmimi është gjithashtu shumë i lirë.
Përveç kësaj, trashësia e veshjes së xehes-kalcium-titan për bateritë e xehes-Titanium është vetëm disa qindra nanometra, rreth 1/500 e asaj të wafers silikoni, që do të thotë se kërkesa për materialin është shumë e vogël. Për shembull, kërkesa e tanishme globale për material silikoni për qelizat kristalore silikoni është rreth 500,000 ton në vit, dhe nëse të gjithë ata zëvendësohen me qeliza perovskite, do të nevojiten vetëm rreth 1.000 tonë perovskite.
Për sa i përket kostove të prodhimit, qelizat kristalore të silikonit kërkojnë pastrim silikoni në 99,9999%, kështu që silikoni duhet të nxehet në 1400 gradë Celsius, të shkrirë në të lëngshme, të tërhequr në shufra dhe feta të rrumbullakëta, dhe pastaj të mblidhet në qeliza, me të paktën katër fabrika dhe dy dhe dy në tre ditë në mes, dhe konsum më i madh i energjisë. Në të kundërt, për prodhimin e qelizave perovskite, është e nevojshme vetëm të aplikoni lëngun e bazës së perovskitit në substrat dhe më pas të prisni për kristalizim. I gjithë procesi përfshin vetëm xhami, film ngjitës, perovskite dhe materiale kimike, dhe mund të përfundojë në një fabrikë, dhe i gjithë procesi zgjat vetëm 45 minuta.
"Qelizat diellore të përgatitura nga perovskite kanë efikasitet të shkëlqyeshëm të konvertimit fotoselektrik, i cili ka arritur në 25.7% në këtë fazë, dhe mund të zëvendësojë qelizat diellore tradicionale me bazë silikoni në të ardhmen për t'u bërë rrjedhën kryesore tregtare." Tha Luo Jingshan.
Ekzistojnë tre probleme kryesore që duhet të zgjidhen për të promovuar industrializimin
Në avancimin e industrializimit të kalcocitit, njerëzit ende duhet të zgjidhin 3 probleme, përkatësisht stabilitetin afatgjatë të kalcocitit, përgatitjes së zonës së madhe dhe toksicitetit të plumbit.
Së pari, perovskiti është shumë i ndjeshëm ndaj mjedisit, dhe faktorë të tillë si temperatura, lagështia, drita dhe ngarkesa e qarkut mund të çojnë në dekompozimin e perovskitit dhe uljen e efikasitetit të qelizave. Aktualisht shumica e moduleve laboratorike të perovskitit nuk plotësojnë standardin ndërkombëtar të IEC 61215 për produktet fotovoltaike, dhe as nuk arrijnë në jetën 10-20 vjeçare të qelizave diellore silikoni, kështu që kostoja e perovskitit ende nuk është e dobishme në fushën tradicionale fotovoltaike. Për më tepër, mekanizmi i degradimit të perovskitit dhe pajisjeve të tij është shumë kompleks, dhe nuk ka një kuptim shumë të qartë të procesit në këtë fushë, as nuk ka një standard sasior të unifikuar, i cili është i dëmshëm për hulumtimin e stabilitetit.
Një çështje tjetër kryesore është se si t'i përgatisni ato në një shkallë të gjerë. Aktualisht, kur studimet e optimizmit të pajisjes kryhen në laborator, zona efektive e dritës së pajisjeve të përdorura është zakonisht më pak se 1 cm2, dhe kur bëhet fjalë për fazën e aplikimit komercial të përbërësve në shkallë të gjerë, duhet të përmirësohen metodat e përgatitjes laboratorike ose e zëvendësuar. Metodat kryesore të zbatueshme aktualisht për përgatitjen e filmave perovskite të zonës së madhe janë metoda e zgjidhjes dhe metoda e avullimit të vakumit. Në metodën e zgjidhjes, përqendrimi dhe raporti i zgjidhjes pararendëse, lloji i tretësit dhe koha e ruajtjes kanë një ndikim të madh në cilësinë e filmave perovskite. Metoda e avullimit të vakumit përgatit me cilësi të mirë dhe depozitim të kontrollueshëm të filmave perovskite, por është përsëri e vështirë të arrihet kontakte të mira midis pararendësve dhe substrateve. Për më tepër, për shkak se shtresa e transportit të ngarkuar të pajisjes Perovskite gjithashtu duhet të përgatitet në një zonë të madhe, një linjë prodhimi me depozitim të vazhdueshëm të secilës shtresë duhet të vendoset në prodhimin industrial. Në përgjithësi, procesi i përgatitjes së zonës së madhe të filmave të hollë perovskite ka ende nevojë për optimizim të mëtejshëm.
Më në fund, toksiciteti i plumbit është gjithashtu një çështje shqetësuese. Gjatë procesit të plakjes së pajisjeve perovskite me efikasitet të lartë, perovskite do të dekompozohen të prodhojnë jone të plumbit të lirë dhe monomerë të plumbit, të cilat do të jenë të rrezikshme për shëndetin pasi të hyjnë në trupin e njeriut.
Luo Jingshan beson se probleme të tilla si stabiliteti mund të zgjidhen me paketimin e pajisjeve. "Nëse në të ardhmen, këto dy probleme zgjidhen, ekziston gjithashtu një proces përgatitjeje i pjekur, gjithashtu mund të bëjë pajisjet perovskite në gotë të tejdukshme ose të bëjnë në sipërfaqen e ndërtesave për të arritur integrimin e ndërtesave fotovoltaike, ose të bëra në pajisje fleksibël të palosshme për hapësirën ajrore dhe fusha të tjera, në mënyrë që perovskite në hapësirë pa ujë dhe mjedis oksigjeni për të luajtur një rol maksimal. " Luo Jingshan është i sigurt për të ardhmen e Perovskite.
Koha e postimit: Prill-15-2023