Dina industri photovoltaic, perovskite geus di paménta panas dina taun panganyarna.Alesan naha eta geus mecenghul salaku "favorit" dina widang sél surya alatan kaayaan unik na.Kalsium titanium bijih boga loba sipat photovoltaic alus teuing, prosés persiapan basajan, sarta rupa-rupa bahan baku sarta eusi loba pisan.Salaku tambahan, perovskite ogé tiasa dianggo dina pembangkit listrik taneuh, penerbangan, konstruksi, alat pembangkit listrik anu tiasa dianggo sareng seueur widang anu sanés.
Dina 21 Maret, Ningde Times ngalamar patén "sél surya kalsium titanite sareng metode persiapan sareng alat kakuatan".Dina taun-taun ayeuna, kalayan dukungan kabijakan sareng ukuran domestik, industri bijih kalsium-titanium, anu diwakilan ku sél surya bijih kalsium-titanium, parantos nyandak léngkah anu saé.Jadi naon perovskite?Kumaha industrialisasi perovskite?Tantangan naon anu masih disanghareupan?Wartawan Daily Science and Technology ngawawancara para ahli anu relevan.
Perovskite sanes kalsium atanapi titanium.
Nu disebut perovskit téh lain kalsium atawa titanium, tapi istilah umum pikeun kelas "oksida keramik" jeung struktur kristal sarua, kalawan rumus molekul ABX3.A nangtung pikeun "kation radius badag", B pikeun "kation logam" jeung X pikeun "anion halogén".A nangtung pikeun "kation radius badag", B nangtung pikeun "kation logam" jeung X nangtung pikeun "anion halogén".Tilu ion ieu tiasa nunjukkeun seueur sipat fisik anu luar biasa ngalangkungan susunan unsur anu béda-béda atanapi ku nyaluyukeun jarak antara aranjeunna, kalebet tapi henteu dugi ka insulasi, ferroelectricity, antiferromagnetism, pangaruh magnét raksasa, jsb.
"Numutkeun komposisi unsur bahan, perovskit kasarna tiasa dibagi kana tilu kategori: perovskit oksida logam kompleks, perovskit hibrid organik, sareng perovskit halogénasi anorganik."Luo Jingshan, profésor di Sakola Éléktronik Éléktronik sareng Téknik Optik Universitas Nankai, ngenalkeun yén titanit kalsium anu ayeuna dianggo dina photovoltaics biasana dua anu terakhir.
perovskite bisa dipaké dina loba widang kayaning pembangkit listrik terestrial, aerospace, konstruksi, jeung alat generasi kakuatan wearable.Di antarana, médan photovoltaic nyaéta wewengkon aplikasi utama perovskite.Struktur kalsium titanite anu kacida designable sarta boga kinerja photovoltaic pohara alus, nu mangrupakeun arah panalungtikan populér dina widang photovoltaic dina taun panganyarna.
Industrialisasi perovskite ngagancangkeun, sareng perusahaan domestik bersaing pikeun perenah.Ieu dilaporkeun yén 5.000 lembar munggaran kalsium titanium bijih modul shipped ti Hangzhou Fina Photoelectric Téhnologi Co., Ltd;Renshuo Photovoltaic (Suzhou) Co., Ltd. ogé accelerating pangwangunan 150 MW full kalsium titanium bijih laminated pilot line panggedena di dunya;Kunshan GCL Photoelectric Bahan Co Ltd 150 MW kalsium-titanium bijih photovoltaic modul garis produksi geus réngsé sarta nempatkeun kana operasi dina bulan Désémber 2022, sarta nilai kaluaran taunan bisa ngahontal 300 juta yuan sanggeus ngahontal produksi.
Kalsium titanium bijih boga kaunggulan atra dina industri photovoltaic
Dina industri photovoltaic, perovskite geus di paménta panas dina taun panganyarna.Alesan naha eta geus mecenghul salaku "favorit" dina widang sél surya alatan kaayaan unik sorangan.
"Mimitina, perovskite gaduh seueur pasipatan optoeléktronik anu saé, sapertos gap pita anu tiasa disaluyukeun, koéfisién nyerep anu luhur, énergi beungkeutan exciton anu rendah, mobilitas pamawa anu luhur, kasabaran cacad anu luhur, jsb.;Bréh, prosés persiapan perovskite basajan tur bisa ngahontal translucency, ultra-lightness, ultra-thinness, kalenturan, jsb Tungtungna, bahan baku perovskite anu lega sadia tur loba pisan.Luo Jingshan diwanohkeun.Jeung persiapan perovskite ogé merlukeun purity rélatif low bahan baku.
Ayeuna, widang PV ngagunakeun sajumlah badag sél surya basis silikon, nu bisa dibagi kana silikon monocrystalline, silikon polycrystalline, sarta sél surya silikon amorf.Kutub konversi photoelectric teoritis sél silikon kristalin nyaéta 29,4%, sarta lingkungan laboratorium ayeuna bisa ngahontal maksimum 26,7%, nu deukeut pisan kana siling konversi;éta foreseeable yén gain marginal tina pamutahiran téhnologis ogé bakal jadi leutik sarta leutik.Kontras, efisiensi konversi photovoltaic sél perovskite boga nilai kutub teoritis luhur 33%, sarta lamun dua sél perovskite nu tumpuk luhur jeung ka handap babarengan, efisiensi konversi teoritis bisa ngahontal 45%.
Salian "efisiensi", faktor penting séjén nyaéta "biaya".Salaku conto, alesan kunaon biaya generasi kahiji batré pilem ipis teu tiasa turun nyaéta cadangan cadmium sareng gallium, anu mangrupikeun unsur langka di bumi, leutik teuing, sareng salaku hasilna, industri anu langkung maju. nyaeta, nu gede paménta, nu leuwih luhur biaya produksi, sarta eta teu kungsi bisa jadi produk mainstream.Bahan baku perovskite disebarkeun dina jumlah ageung di bumi, sareng hargana ogé murah pisan.
Salaku tambahan, ketebalan palapis bijih kalsium-titanium pikeun batré bijih kalsium-titanium ngan ukur sababaraha ratus nanométer, sakitar 1/500th tina wafer silikon, anu hartosna paménta bahanna alit.Salaku conto, paménta global ayeuna pikeun bahan silikon pikeun sél silikon kristalin sakitar 500.000 ton per taun, sareng upami sadayana diganti ku sél perovskite, ngan ukur 1.000 ton perovskite anu diperyogikeun.
Dina watesan biaya manufaktur, sél silikon kristalin merlukeun purifikasi silikon ka 99,9999%, jadi silikon kudu dipanaskeun nepi ka 1400 darajat Celsius, dilebur jadi cair, digambar kana rod buleud sarta keureut, lajeng dirakit kana sél, kalawan sahenteuna opat pabrik jeung dua. nepi ka tilu poé antawisna, sareng konsumsi énergi anu langkung ageung.Sabalikna, pikeun produksi sél perovskite, ngan ukur perlu nerapkeun cairan dasar perovskite kana substrat teras ngantosan kristalisasi.Sakabeh prosés ngan ngalibatkeun kaca, pilem napel, perovskite jeung bahan kimia, sarta bisa réngsé dina hiji pabrik, sarta sakabeh proses ngan nyokot ngeunaan 45 menit.
"Sél surya disiapkeun tina perovskite gaduh efisiensi konversi photoelectric alus teuing, nu geus ngahontal 25.7% dina tahap ieu, sarta bisa ngaganti sél surya basis silikon tradisional dina mangsa nu bakal datang pikeun jadi mainstream komérsial."ceuk Luo Jingshan.
Aya tilu masalah utama anu kedah direngsekeun pikeun ngamajukeun industrialisasi
Dina ngamajukeun industrialisasi kalkosit, masarakat masih kedah ngaréngsékeun 3 masalah, nyaéta stabilitas jangka panjang kalkosit, persiapan lahan ageung sareng karacunan timah.
Kahiji, perovskite sensitip pisan kana lingkungan, sareng faktor sapertos suhu, kalembaban, cahaya, sareng beban sirkuit tiasa nyababkeun dékomposisi perovskite sareng ngirangan efisiensi sél.Ayeuna lolobana modul perovskite laboratorium teu minuhan standar internasional IEC 61215 pikeun produk photovoltaic, atawa teu ngahontal umur 10-20 taun sél surya silikon, jadi biaya perovskite masih teu nguntungkeun dina widang photovoltaic tradisional.Salaku tambahan, mékanisme degradasi perovskite sareng alat-alatna rumit pisan, sareng teu aya pamahaman anu jelas pisan ngeunaan prosés di lapangan, sareng henteu aya standar kuantitatif anu ngahijikeun, anu ngabahayakeun pikeun panalungtikan stabilitas.
Masalah utama anu sanés nyaéta kumaha nyiapkeun aranjeunna dina skala ageung.Ayeuna, nalika ngulik optimasi alat dilaksanakeun di laboratorium, daérah cahaya anu efektif tina alat anu dianggo biasana kirang ti 1 cm2, sareng nalika dugi ka tahap aplikasi komérsial komponén skala ageung, metode persiapan laboratorium kedah ditingkatkeun. atawa diganti.Metodeu utama ayeuna lumaku pikeun persiapan film perovskite wewengkon badag nyaéta métode solusi jeung métode évaporasi vakum.Dina metoda solusi, konsentrasi jeung babandingan leyuran prékursor, tipe pangleyur, sarta waktu neundeun boga dampak hébat kana kualitas film perovskite.Metoda évaporasi vakum prepares kualitasna alus sarta déposisi controllable film perovskite, tapi deui hésé pikeun ngahontal kontak alus antara prékursor jeung substrat.Salaku tambahan, kusabab lapisan angkutan muatan tina alat perovskite ogé kedah disiapkeun di daérah anu ageung, jalur produksi kalayan déposisi kontinyu unggal lapisan kedah didamel dina produksi industri.Gemblengna, prosés persiapan wewengkon badag tina film ipis perovskite masih perlu optimasi salajengna.
Tungtungna, karacunan timah ogé masalah perhatian.Salila prosés sepuh alat-alat perovskite efisiensi tinggi ayeuna, perovskite bakal terurai pikeun ngahasilkeun ion timah bébas jeung monomér timah, nu bakal picilakaeun pikeun kaséhatan sanggeus asup kana awak manusa.
Luo Jingshan percaya yén masalah sapertos stabilitas tiasa direngsekeun ku bungkusan alat."Lamun dina mangsa nu bakal datang, dua masalah ieu direngsekeun, aya ogé prosés persiapan asak, ogé bisa nyieun alat perovskite kana kaca tembus atawa ngalakukeun dina beungeut wangunan pikeun ngahontal integrasi wangunan photovoltaic, atawa dijieun kana alat foldable fléksibel pikeun aerospace jeung widang séjénna, ku kituna perovskite di spasi tanpa cai jeung lingkungan oksigén maénkeun peran maksimum ".Luo Jingshan yakin ngeunaan masa depan perovskite.
waktos pos: Apr-15-2023