Во фотоволтаичната индустрија, Перовскајт во последниве години беше во жешка побарувачка. Причината зошто се појави како „омилен“ во областа на сончевите ќелии се должи на неговите уникатни услови. Калциум титаниум руда има многу одлични фотоволтаични својства, едноставен процес на подготовка и широк спектар на суровини и изобилна содржина. Покрај тоа, перовскајт може да се користи и во копнените централи, авијацијата, градежништвото, уредите за производство на електрична енергија и многу други полиња.
На 21 март, Ningde Times се пријави за патент на „Calcium Titanite Solar Cell и неговиот метод на подготовка и уредот за напојување“. Во последниве години, со поддршка на домашните политики и мерки, индустријата за руда на калциум-титаниум, претставена со соларни ќелии на калциум-титаниум руда, направи големи чекори. Па, што е перовскајт? Како е индустријализацијата на Перовскајт? Со какви предизвици сè уште се соочуваат? Наука и технологија Дневен репортер ги интервјуираше релевантните експерти.
Перовскајт не е ниту калциум, ниту титаниум.
Таканаречените перовскини не се ниту калциум ниту титаниум, туку генерички термин за класа „керамички оксиди“ со иста кристална структура, со молекуларна формула ABX3. А се залага за „голем радиус катјон“, Б за „метална катјонска“ и Х за „халоген анјон“. А се залага за „голем радиус катјонски“, Б се залага за „метален катјон“ и Х се залага за „халоген анјон“. Овие три јони можат да покажат многу неверојатни физички својства преку уредување на различни елементи или со прилагодување на растојанието помеѓу нив, вклучително, но не ограничувајќи се на изолација, фероелектричност, антиферомагнетизам, гигантски магнетски ефект, итн.
„Според елементарниот состав на материјалот, перовските може да се поделат во три категории: комплексни метални оксидни перовски, органски хибридни перовскити и неоргански халогенирани перовскини“. Луо Јингшан, професор на Факултетот за електронски информации и оптички инженеринг на универзитетот Нанкаи, воведе дека калциум титанитите што сега се користат во фотоволтаиците обично се последни две.
Перовскајт може да се користи во многу полиња како што се копнени централи, воздушна, градежништво и уреди за производство на електрична енергија. Меѓу нив, фотоволтаичното поле е главната област на апликација на Перовскит. Структурите на калциум титанит се многу дизајнирани и имаат многу добри фотоволтаични перформанси, што е популарна насока за истражување во фотоволтаичното поле во последните години.
Индустријализацијата на Перовскајт се забрзува, а домашните претпријатија се натпреваруваат за изгледот. Пријавено е дека првите 5.000 парчиња модули на калциум титаниум руда се испорачуваат од фотоелектричната технологија Хангжу Фина, копродукции, ООД; Компанијата Renshuo Photovoltaic (Суџу), Рибар, исто така, ја забрзува изградбата на најголемиот светски 150 MW целосен калциум титаниум руда ламинирана пилотска линија; Kunshan GCL фотоелектрични материјали копродукции Ltd. 150 MW калциум-титаниум руда фотоволтаична линија за производство на модул е завршена и ставена во функција во декември 2022 година, а годишната излезна вредност може да достигне 300 милиони јуани по достигнувањето на производството.
Калциум титаниум руда има очигледни предности во фотоволтаичната индустрија
Во фотоволтаичната индустрија, Перовскајт во последниве години беше во жешка побарувачка. Причината зошто се појави како „омилен“ во областа на сончевите ќелии се должи на сопствените уникатни услови.
„Прво, Перовскајт има бројни одлични оптоелектронски својства, како што се прилагодлив јаз на опсегот, коефициент на висока апсорпција, енергија за врзување со ниска ексцитон, висока подвижност на превозникот, толеранција на висока дефект, итн.; Второ, процесот на подготовка на перовскајт е едноставен и може да постигне проucирна, ултра лесна, ултра-топка, флексибилност, итн. Конечно, суровините од перовскајт се широко достапни и изобилство “. Луо Јингшан се претстави. А подготовката на перовскајт исто така бара релативно ниска чистота на суровините.
Во моментов, PV-полето користи голем број на силиконски соларни ќелии, кои можат да се поделат на монокристален силикон, поликристален силикон и аморфни силиконски соларни ќелии. Теоретскиот фотоелектричен столб за конверзија на кристални силиконски клетки е 29,4%, а сегашното лабораториско опкружување може да достигне максимум 26,7%, што е многу блиску до таванот на конверзија; Очигледно е дека маргиналната добивка на технолошко подобрување исто така ќе стане помала и помала. Спротивно на тоа, ефикасноста на фотоволтаична конверзија на клетките на перовскит има поголема теоретска вредност на пол од 33%, и ако две клетки на перовскит се наредени нагоре и надолу заедно, теоретската ефикасност на конверзија може да достигне 45%.
Покрај „ефикасноста“, уште еден важен фактор е „цена“. На пример, причината зошто цената на првата генерација на батерии со тенки филмови не може да се спушти е тоа што резервите на кадмиум и галиум, кои се ретки елементи на земјата, се премногу мали, и како резултат на тоа, толку поразвиена индустријата е, толку е поголема побарувачката, толку е поголема трошоците за производство и никогаш не можеше да стане мејнстрим производ. Суровините на перовскајт се дистрибуираат во големи количини на земјата, а цената е исто така многу ефтина.
Покрај тоа, дебелината на облогата на калциум-титаниум руда за батерии на руда на калциум-титаниум е само неколку стотици нанометри, околу 1/500-та од онаа на силиконските нафора, што значи дека побарувачката за материјалот е многу мала. На пример, сегашната глобална побарувачка за силиконски материјал за кристални силиконски клетки е околу 500.000 тони годишно, и ако сите се заменуваат со клетки на перовскит, ќе бидат потребни само околу 1.000 тони перовскајт.
Во однос на трошоците за производство, кристалните силиконски клетки бараат прочистување на силикон до 99.9999%, така што силиконот мора да се загрева на 1400 Целзиусови степени, да се стопи во течност, да се нацрта во тркалезни шипки и парчиња, а потоа да се собере во клетки, со најмалку четири фабрики и две до три дена помеѓу и поголема потрошувачка на енергија. Спротивно на тоа, за производство на клетки на перовскајт, потребно е само да се примени течноста на основата на перовскајт во подлогата и потоа да се чека за кристализација. Целиот процес вклучува само стакло, лепило филм, перовскајт и хемиски материјали и може да се заврши во една фабрика, а целиот процес трае само околу 45 минути.
„Сончевите ќелии подготвени од Перовскит имаат одлична фотоелектрична ефикасност на конверзија, која достигна 25,7% во оваа фаза и може да ги замени традиционалните соларни ќелии базирани на силикони во иднина за да станат комерцијален мејнстрим“. Рече Луо Јингшан.
Постојат три главни проблеми што треба да се решат за промовирање на индустријализацијата
При унапредување на индустријализацијата на халкоцит, луѓето сè уште треба да решат 3 проблеми, имено долгорочната стабилност на халкоцит, подготовка на голема површина и токсичност на олово.
Прво, перовскајт е многу чувствителен на околината, а факторите како што се температурата, влажноста, светлината и оптоварувањето на колото може да доведат до распаѓање на перовскит и намалување на ефикасноста на клетките. Во моментов повеќето лабораториски модули на перовскајт не го исполнуваат IEC 61215 Меѓународен стандард за фотоволтаични производи, ниту пак достигнуваат до 10-20 години живот на силиконски соларни ќелии, така што цената на перовскајт сè уште не е поволно во традиционалното фотоволтаично поле. Покрај тоа, механизмот за деградација на перовскајт и неговите уреди е многу сложен, и не постои многу јасно разбирање на процесот во областа, ниту пак постои унифициран квантитативен стандард, што е штетно за истражување на стабилноста.
Друго големо прашање е како да ги подготвите во голем обем. Во моментов, кога студиите за оптимизација на уредот се вршат во лабораторијата, ефективната светлосна површина на користените уреди е обично помалку од 1 cm2, а кога станува збор за фазата на комерцијална примена на големи компоненти, лабораториските методи за подготовка треба да се подобрат или заменет. Главните методи што се применуваат во моментот на подготовка на филмови со перовскајт од големи области се методот на решение и методот на испарување на вакуум. Во методот на раствор, концентрацијата и односот на претходникот на растворот, видот на растворувачот и времето на складирање имаат големо влијание врз квалитетот на филмовите Перовскит. Методот за испарување на вакуум подготвува добар квалитет и контролирано таложење на филмовите Перовскит, но повторно е тешко да се постигне добар контакт помеѓу претходниците и подлоги. Покрај тоа, бидејќи слојот за транспорт на полнење на уредот Перовскит исто така треба да се подготви во голема површина, производната линија со континуирано таложење на секој слој треба да се воспостави во индустриското производство. Севкупно, процесот на подготовка на големи области на тенки филмови со перовскајт сè уште треба дополнителна оптимизација.
Конечно, токсичноста на оловото е исто така проблем. За време на процесот на стареење на тековните високо-ефикасни уреди со перовскајт, Перовскајт ќе се распадне за производство на слободни јони на олово и олово мономери, што ќе биде опасно за здравјето откако ќе влезат во човечкото тело.
Луо Јингшан верува дека проблемите како што е стабилноста можат да се решат со пакување на уредот. „Ако во иднина, овие два проблеми се решат, постои и зрел процес на подготовка, исто така може да ги направи уредите со перовскајт во проucирно стакло или да прават на површината на зградите за да се постигне интеграција на фотоволтаични градежништво или да се направат во флексибилни уреди за преклопување за воздушна и вселенска и простории на воздухот и Други полиња, така што перовскајт во вселената без вода и кислородна околина да играат максимална улога “. Луо Јингшан е уверен за иднината на Перовскајт.
Време на објавување: април-15-2023 година