Yn y diwydiant ffotofoltäig, mae galw mawr am Perovskite yn ystod y blynyddoedd diwethaf. Mae'r rheswm pam ei fod wedi dod i'r amlwg fel y “hoff” ym maes celloedd solar yn ganlyniad i'w amodau unigryw. Mae gan Mwyn Titaniwm Calsiwm lawer o briodweddau ffotofoltäig rhagorol, proses baratoi syml, ac ystod eang o ddeunyddiau crai a chynnwys toreithiog. Yn ogystal, gellir defnyddio Perovskite hefyd mewn gweithfeydd pŵer daear, hedfan, adeiladu, dyfeisiau cynhyrchu pŵer gwisgadwy a llawer o feysydd eraill.
Ar Fawrth 21, gwnaeth Ningde Times gais am batent “Cell Solar Calsiwm Titanite a’i ddull paratoi a’i ddyfais pŵer”. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, gyda chefnogaeth polisïau a mesurau domestig, mae'r diwydiant mwyn calsiwm-titaniwm, a gynrychiolir gan gelloedd solar mwyn calsiwm-titaniwm, wedi cymryd camau breision. Felly beth yw perovskite? Sut mae diwydiannu perovskite? Pa heriau sy'n dal i wynebu? Cyfwelodd Gohebydd Dyddiol Gwyddoniaeth a Thechnoleg yr arbenigwyr perthnasol.
Nid yw Perovskite yn galsiwm nac yn ditaniwm.
Nid calsiwm na titaniwm yw'r perovskites, fel y'u gelwir, ond term generig ar gyfer dosbarth o “ocsidau cerameg” gyda'r un strwythur grisial, gyda'r fformiwla foleciwlaidd ABX3. Mae A yn sefyll am “Cation Radiws Mawr”, B ar gyfer “cation metel” ac x ar gyfer “Halogen anion”. Mae A yn sefyll am “Cation Radiws Mawr”, mae B yn sefyll am “Cation Metel” ac mae X yn sefyll am “Halogen Anion”. Gall y tri ïon hyn arddangos llawer o briodweddau ffisegol anhygoel trwy drefniant gwahanol elfennau neu trwy addasu'r pellter rhyngddynt, gan gynnwys ond heb fod yn gyfyngedig i inswleiddio, ferroelectricity, gwrthiferromagnetiaeth, effaith magnetig enfawr, ac ati.
“Yn ôl cyfansoddiad elfennol y deunydd, gellir rhannu perovskites yn fras yn dri chategori: perovskites metel ocsid cymhleth, perovskites hybrid organig, a pherovskites halogenaidd anorganig.” Cyflwynodd Luo Jingshan, athro yn Ysgol Gwybodaeth Electronig a Pheirianneg Optegol Prifysgol Nankai, mai'r Titaniaid Calsiwm a ddefnyddir bellach mewn ffotofoltäig yw'r ddau olaf fel arfer.
Gellir defnyddio Perovskite mewn llawer o feysydd fel gweithfeydd pŵer daearol, awyrofod, adeiladu, a dyfeisiau cynhyrchu pŵer gwisgadwy. Yn eu plith, maes ffotofoltäig yw prif faes cais Perovskite. Mae strwythurau calsiwm Titanite yn ddyn y gellir eu dynodi ac mae ganddynt berfformiad ffotofoltäig da iawn, sy'n gyfeiriad ymchwil poblogaidd mewn maes ffotofoltäig yn ystod y blynyddoedd diwethaf.
Mae diwydiannu perovskite yn cyflymu, ac mae mentrau domestig yn cystadlu am y cynllun. Adroddir bod y 5,000 darn cyntaf o fodiwlau mwyn calsiwm titaniwm wedi'u cludo o Hangzhou Fina Photodectric Technology Co., Ltd; Mae Renshuo Photovoltaic (Suzhou) Co, Ltd hefyd yn cyflymu adeiladu llinell beilot laminedig mwyn calsiwm mwynau calsiwm llawn mwyaf y byd; Mae llinell gynhyrchu modiwl ffotofoltäig mwyn ffotofoltäig mwyn calsiwm-titanium Kunshan GCL GCL.
Mae gan fwyn calsiwm titaniwm fanteision amlwg yn y diwydiant ffotofoltäig
Yn y diwydiant ffotofoltäig, mae galw mawr am Perovskite yn ystod y blynyddoedd diwethaf. Mae'r rheswm pam ei fod wedi dod i'r amlwg fel y “hoff” ym maes celloedd solar yn ganlyniad i'w amodau unigryw ei hun.
“Yn gyntaf, mae gan Perovskite nifer o briodweddau optoelectroneg rhagorol, megis bwlch band addasadwy, cyfernod amsugno uchel, egni rhwymo exciton isel, symudedd cludwr uchel, goddefgarwch nam uchel, ac ati; Yn ail, mae'r broses baratoi o perovskite yn syml a gall gyflawni tryloywder, ultra-ysgafnder, ultra-dendredd, hyblygrwydd, ac ati. Yn olaf, mae deunyddiau crai perovskite ar gael yn eang ac yn doreithiog. ” Cyflwynodd Luo Jingshan. Ac mae angen purdeb cymharol isel o ddeunyddiau crai ar baratoi perovskite hefyd.
Ar hyn o bryd, mae'r maes PV yn defnyddio nifer fawr o gelloedd solar sy'n seiliedig ar silicon, y gellir eu rhannu'n silicon monocrystalline, silicon polycrystalline, a chelloedd solar silicon amorffaidd. Y polyn trosi ffotodrydanol damcaniaethol o gelloedd silicon crisialog yw 29.4%, a gall yr amgylchedd labordy cyfredol gyrraedd uchafswm o 26.7%, sy'n agos iawn at nenfwd y trawsnewid; Gellir rhagweld y bydd enillion ymylol gwelliant technolegol hefyd yn dod yn llai ac yn llai. Mewn cyferbyniad, mae gan effeithlonrwydd trosi ffotofoltäig celloedd perovskite werth polyn damcaniaethol uwch o 33%, ac os yw dwy gell perovskite yn cael eu pentyrru ac i lawr gyda'i gilydd, gall yr effeithlonrwydd trosi damcaniaethol gyrraedd 45%.
Yn ogystal ag “effeithlonrwydd”, ffactor pwysig arall yw “cost”. Er enghraifft, y rheswm pam na all cost y genhedlaeth gyntaf o fatris ffilm denau ddod i lawr yw bod cronfeydd wrth gefn cadmiwm a gallium, sy'n elfennau prin ar y ddaear, yn rhy fach, ac o ganlyniad, y mwyaf datblygedig yw'r diwydiant Y mwyaf yw'r galw, yr uchaf yw'r gost cynhyrchu, ac ni fu erioed yn gallu dod yn gynnyrch prif ffrwd. Mae deunyddiau crai perovskite yn cael eu dosbarthu mewn symiau mawr ar y ddaear, ac mae'r pris hefyd yn rhad iawn.
Yn ogystal, dim ond ychydig gannoedd o nanometrau yw trwch y gorchudd mwyn calsiwm-titanium ar gyfer batris mwyn calsiwm-titanium, tua 1/500fed o wafferi silicon, sy'n golygu bod y galw am y deunydd yn fach iawn. Er enghraifft, mae'r galw byd -eang cyfredol am ddeunydd silicon ar gyfer celloedd silicon crisialog tua 500,000 tunnell y flwyddyn, ac os yw celloedd perovskite yn disodli pob un ohonynt, dim ond tua 1,000 tunnell o perovskite fydd ei angen.
O ran costau gweithgynhyrchu, mae angen puro silicon ar gelloedd silicon crisialog i 99.9999%, felly mae'n rhaid cynhesu silicon i 1400 gradd Celsius, ei doddi i mewn i hylif, ei dynnu i mewn i dri diwrnod rhyngddynt, a mwy o ddefnydd o ynni. Mewn cyferbyniad, ar gyfer cynhyrchu celloedd perovskite, dim ond cymhwyso'r hylif sylfaen perovskite i'r swbstrad ac yna aros am grisialu y mae angen ei gymhwyso. Mae'r broses gyfan yn cynnwys gwydr, ffilm gludiog, perovskite a deunyddiau cemegol yn unig, a gellir ei chwblhau mewn un ffatri, a dim ond tua 45 munud y mae'r broses gyfan yn ei chymryd.
“Mae gan gelloedd solar a baratowyd o Perovskite effeithlonrwydd trosi ffotodrydanol rhagorol, sydd wedi cyrraedd 25.7% ar hyn o bryd, ac a allai ddisodli celloedd solar traddodiadol sy’n seiliedig ar silicon yn y dyfodol i ddod yn brif ffrwd fasnachol.” Meddai Luo Jingshan.
Mae tair problem fawr y mae angen eu datrys i hyrwyddo diwydiannu
Wrth hyrwyddo diwydiannu chalcocite, mae angen i bobl ddatrys 3 phroblem o hyd, sef sefydlogrwydd tymor hir chalcocite, paratoi ardal fawr a gwenwyndra plwm.
Yn gyntaf, mae perovskite yn sensitif iawn i'r amgylchedd, a gall ffactorau fel tymheredd, lleithder, golau a llwyth cylched arwain at ddadelfennu perovskite a lleihau effeithlonrwydd celloedd. Ar hyn o bryd nid yw'r mwyafrif o fodiwlau perovskite labordy yn cwrdd â Safon Ryngwladol IEC 61215 ar gyfer cynhyrchion ffotofoltäig, ac nid ydynt ychwaith yn cyrraedd oes 10-20 mlynedd celloedd solar silicon, felly nid yw cost perovskite yn dal i fod yn fanteisiol yn y maes ffotofoltäig traddodiadol. Yn ogystal, mae mecanwaith diraddio perovskite a'i ddyfeisiau yn gymhleth iawn, ac nid oes dealltwriaeth glir iawn o'r broses yn y maes, ac nid oes safon feintiol unedig, sy'n niweidiol i ymchwil sefydlogrwydd.
Mater mawr arall yw sut i'w paratoi ar raddfa fawr. Ar hyn o bryd, pan berfformir astudiaethau optimeiddio dyfeisiau yn y labordy, mae arwynebedd golau effeithiol y dyfeisiau a ddefnyddir fel arfer yn llai nag 1 cm2, ac o ran cam cymhwysiad masnachol cydrannau ar raddfa fawr, mae angen gwella'r dulliau paratoi labordy neu wedi ei ddisodli. Y prif ddulliau sy'n berthnasol ar hyn o bryd i baratoi ffilmiau perovskite ardal fawr yw'r dull datrys a'r dull anweddu gwactod. Yn y dull datrysiad, mae crynodiad a chymhareb y toddiant rhagflaenol, y math o doddydd, a'r amser storio yn cael effaith fawr ar ansawdd y ffilmiau perovskite. Mae'r dull anweddu gwactod yn paratoi dyddodiad ansawdd da a rheoli'r ffilmiau perovskite, ond mae'n anodd eto sicrhau cyswllt da rhwng rhagflaenwyr a swbstradau. Yn ogystal, oherwydd bod angen paratoi haen cludo gwefr y ddyfais perovskite mewn ardal fawr hefyd, mae angen sefydlu llinell gynhyrchu gyda dyddodiad parhaus o bob haen mewn cynhyrchu diwydiannol. At ei gilydd, mae angen optimeiddio pellach ar y broses o baratoi ardal fawr o ffilmiau tenau perovskite.
Yn olaf, mae gwenwyndra plwm hefyd yn fater o bryder. Yn ystod y broses heneiddio o ddyfeisiau perovskite effeithlonrwydd uchel cyfredol, bydd Perovskite yn dadelfennu i gynhyrchu ïonau plwm am ddim a monomerau plwm, a fydd yn beryglus i iechyd unwaith y byddant yn mynd i mewn i'r corff dynol.
Cred Luo Jingshan y gellir datrys problemau fel sefydlogrwydd trwy becynnu dyfeisiau. “Os bydd y ddwy broblem hyn yn cael eu datrys yn y dyfodol, mae yna hefyd broses baratoi aeddfed, gall hefyd wneud dyfeisiau perovskite yn wydr tryleu neu wneud ar wyneb adeiladau i gyflawni integreiddio adeiladau ffotofoltäig, neu eu gwneud yn ddyfeisiau plygadwy hyblyg ar gyfer awyrofod a meysydd eraill, fel bod perovskite yn y gofod heb ddŵr ac amgylchedd ocsigen i chwarae rhan uchaf. ” Mae Luo Jingshan yn hyderus ynglŷn â dyfodol Perovskite.
Amser Post: Ebrill-15-2023