An der Photovoltaikindustrie ass Perovskite an de leschte Joeren an der waarmer Nofro. De Grond firwat et als "Lieblings" am Beräich vun de Solarzellen entstanen ass, ass duerch seng eenzegaarteg Konditiounen. Kalzium Titan Äerz huet vill excellent photovoltaic Eegeschaften, einfach Virbereedung Prozess, an eng breet Palette vun Matière première a vill Inhalt. Zousätzlech kann Perovskite och a Buedemkraaftwierker, Loftfaart, Bau, wearable Kraaftproduktiounsapparater a vill aner Felder benotzt ginn.
Den 21. Mäerz huet d'Ningde Times de Patent vun "Kalziumtitanit Solarzelle a seng Virbereedungsmethod a Kraaftapparat" applizéiert. An de leschte Joeren, mat der Ënnerstëtzung vun der Hauspolitik a Moossnamen, huet d'Kalzium-Titan-Äerzindustrie, vertruede vu Kalzium-Titan-Äerz-Solarzellen, grouss Schrëtt gemaach. Also wat ass Perovskite? Wéi ass d'Industrialiséierung vum Perovskite? Wéi eng Erausfuerderunge sinn nach ëmmer konfrontéiert? Science and Technology Daily Reporter interviewt déi zoustänneg Experten.
Perovskite ass weder Kalzium nach Titan.
Déi sougenannte Perovskite si weder Kalzium nach Titan, mee e generesche Begrëff fir eng Klass vu "Keramikoxiden" mat der selwechter Kristallstruktur, mat der molekulare Formel ABX3. A steet fir "grousse Radiuskation", B fir "Metallkation" an X fir "Halogenanion". A steet fir "grousse Radiuskation", B steet fir "Metallkation" an X steet fir "Halogenanion". Dës dräi Ione kënne vill erstaunlech physesch Eegeschafte weisen duerch d'Arrangement vu verschiddenen Elementer oder andeems d'Distanz tëscht hinnen ugepasst ass, inklusiv awer net limitéiert op Isolatioun, Ferroelektrizitéit, Antiferromagnetismus, rieseg magneteschen Effekt, etc.
"Laut der elementarer Zesummesetzung vum Material kënnen Perovskiten ongeféier an dräi Kategorien opgedeelt ginn: komplex Metalloxidperovskiten, organesch Hybrid Perovskiten an anorganesch halogenéiert Perovskiten." De Luo Jingshan, e Professer an der Nankai University School of Electronic Information and Optical Engineering, huet virgestallt datt d'Kalzium Titaniten déi elo an der Photovoltaik benotzt ginn normalerweis déi lescht zwee sinn.
Perovskite kann a ville Beräicher benotzt ginn wéi terrestresch Kraaftwierker, Raumfaart, Bau, a wearable Kraaftproduktiounsapparater. Ënnert hinnen ass Photovoltaikfeld den Haaptapplikatiounsberäich vu Perovskite. Kalzium Titanit Strukturen sinn héich designable an hu ganz gutt photovoltaic Leeschtung, déi eng populär Fuerschung Richtung am photovoltaic Beräich an de leschte Joeren ass.
D'Industrialiséierung vu Perovskite beschleunegt, an Hausfirmen konkurréiere fir de Layout. Et gëtt gemellt datt déi éischt 5.000 Stéck Kalzium Titan Äerz Moduler aus Hangzhou Fina Photoelectric Technology Co., Ltd. Renshuo Photovoltaic (Suzhou) Co., Ltd. beschleunegt och de Bau vun der weltgréisster 150 MW voll Kalzium Titan Äerz laminéiert Pilot Linn; Kunshan GCL Photoelectric Materials Co Ltd.
Kalzium-Titanerz huet offensichtlech Virdeeler an der Photovoltaikindustrie
An der Photovoltaikindustrie ass Perovskite an de leschte Joeren an der waarmer Nofro. De Grond firwat et als "Lieblings" am Beräich vun de Solarzellen entstanen ass, ass duerch seng eegen eenzegaarteg Konditiounen.
"Éischt, Perovskite huet vill excellent optoelektronesch Eegeschaften, wéi justierbar Band Spalt, héich Absorptioun Koeffizient, niddereg exciton bindend Energie, héich Carrier Mobilitéit, héich Defekt Toleranz, etc .; zweetens, de Virbereedungsprozess vu Perovskite ass einfach a kann Transluzenz, Ultra-Liichtegkeet, Ultra-Dënnheet, Flexibilitéit, etc. Endlech sinn Perovskite Rohmaterial wäit verfügbar a reichend. Luo Jingshan agefouert. An d'Virbereedung vu Perovskite erfuerdert och relativ niddereg Rengheet vu Rohmaterial.
Am Moment benotzt d'PV-Feld eng grouss Zuel vu Silizium-baséiert Solarzellen, déi an monokristallin Silizium, polykristallin Silizium an amorph Silizium Solarzellen opgedeelt kënne ginn. D'theoretesch photoelectric Konversioun Pole vun kristallin Silizium Zellen ass 29,4%, an der aktueller Labo Ëmwelt kann maximal 26,7% erreechen, déi ganz no un der Plafongsverkleedung vun Konversioun ass; et ass viraussiichtlech datt de marginale Gewënn vun der technologescher Verbesserung och ëmmer méi kleng gëtt. Am Géigesaz, huet d'photovoltaic Konversioun Effizienz vun Perovskite Zellen eng méi héich theoretesch Pole Wäert vun 33%, a wann zwee Perovskite Zellen sinn opgestockt an erof zesummen, kann d'theoretesch Konversioun Effizienz 45% erreechen.
Zousätzlech zu "Effizienz" ass en anere wichtege Faktor "Käschte". Zum Beispill, de Grond firwat d'Käschte vun der éischter Generatioun vun Dënn Film Batterien net erofkommen ass, datt d'Reserven vu Cadmium a Gallium, déi seelen Elementer op der Äerd sinn, ze kleng sinn, an als Resultat, déi méi entwéckelt d'Industrie. ass, wat d'Nofro méi grouss ass, wat d'Produktiounskäschte méi héich sinn, an et konnt ni en Mainstreamprodukt ginn. D'Rohmaterial vu Perovskite ginn a grousse Quantitéiten op der Äerd verdeelt, an de Präis ass och ganz bëlleg.
Zousätzlech ass d'Dicke vun der Kalzium-Titan-Erzbeschichtung fir Kalzium-Titan-Erz-Batterien nëmmen e puer honnert Nanometer, ongeféier 1/500th vun deem vun Siliziumwaferen, dat heescht datt d'Nofro fir d'Material ganz kleng ass. Zum Beispill ass déi aktuell global Nofro fir Siliziummaterial fir kristallin Siliziumzellen ongeféier 500.000 Tonnen pro Joer, a wann se all duerch Perovskitzellen ersat ginn, wäerte just ongeféier 1.000 Tonnen Perovskite gebraucht ginn.
Wat d'Fabrikatiounskäschte ugeet, erfuerderen kristallin Siliziumzellen Siliziumreinigung op 99,9999%, sou datt Silizium op 1400 Grad Celsius erhëtzt muss, a Flëssegkeet geschmolt ginn, a ronn Staang a Scheiwen gezunn, an dann an Zellen zesummegesat ginn, mat op d'mannst véier Fabriken an zwee bis dräi Deeg tëscht, a méi Energieverbrauch. Am Géigesaz, fir d'Produktioun vu Perovskitzellen ass et nëmmen néideg fir d'Perovskite Basisflëssegkeet op de Substrat anzebezéien an dann op d'Kristalliséierung ze waarden. De ganze Prozess ëmfaasst nëmmen Glas, Kliewefolie, Perovskite a chemesch Materialien, a kann an enger Fabréck ofgeschloss ginn, an de ganze Prozess dauert nëmmen ongeféier 45 Minutten.
"Solarzellen, déi aus Perovskite virbereet sinn, hunn eng exzellent photoelektresch Konversiounseffizienz, déi an dëser Phase 25,7% erreecht huet, a kënnen traditionell Silizium-baséiert Solarzellen an Zukunft ersetzen fir de kommerziellen Mainstream ze ginn." Luo Jingshan gesot.
Et ginn dräi grouss Problemer déi geléist musse ginn fir d'Industrialiséierung ze förderen
Am Fortschrëtt vun der Industrialiséierung vun Chalcocite mussen d'Leit nach ëmmer 3 Probleemer léisen, nämlech d'laangfristeg Stabilitéit vum Chalcocit, grouss Flächepräparatioun an d'Toxizitéit vu Bläi.
Als éischt ass Perovskit ganz empfindlech op d'Ëmwelt, a Faktore wéi Temperatur, Fiichtegkeet, Liicht a Circuitbelaaschtung kënnen zu der Zersetzung vu Perovskit an der Reduktioun vun der Zelleffizienz féieren. Momentan entspriechen déi meescht Laboratoire Perovskite Moduler net dem IEC 61215 internationale Standard fir Photovoltaikprodukter, a si erreechen och net d'10-20 Joer Liewensdauer vu Silizium Solarzellen, sou datt d'Käschte vum Perovskite nach ëmmer net avantagéis sinn am traditionelle Photovoltaikfeld. Zousätzlech ass den Degradatiounsmechanismus vu Perovskite a sengen Apparater ganz komplex, an et gëtt kee ganz kloert Verständnis vum Prozess am Feld, an och net e vereenegt quantitative Standard, deen schiedlech ass fir Stabilitéitsfuerschung.
En anert grousst Thema ass wéi se se op enger grousser Skala virbereeden. De Moment, wann Apparatoptimiséierungsstudien am Laboratoire duerchgefouert ginn, ass déi effektiv Liichtfläch vun den benotzten Apparater normalerweis manner wéi 1 cm2, a wann et ëm d'kommerziell Uwendungsstadium vu grousser Skala Komponente kënnt, mussen d'Laboratoire Virbereedungsmethoden verbessert ginn. oder ersat. D'Haaptmethoden déi aktuell applicabel sinn fir d'Virbereedung vu grousser Fläche Perovskite Filmer sinn d'Léisungsmethod an d'Vakuumverdampungsmethod. An der Léisungsmethod hunn d'Konzentratioun an d'Verhältnis vun der Virgängerléisung, d'Typ vum Léisungsmëttel an d'Späicherzäit e groussen Impakt op d'Qualitéit vun de Perovskite Filmer. Vakuum Verdampfungsmethod preparéiert gutt Qualitéit a kontrolléierbar Oflagerung vu Perovskite Filmer, awer et ass erëm schwéier e gudde Kontakt tëscht Virgänger a Substrate z'erreechen. Zousätzlech, well d'Laaschttransportschicht vum Perovskite-Apparat och an engem grousse Beräich muss virbereet ginn, muss eng Produktiounslinn mat kontinuéierlecher Oflagerung vun all Layer an der industrieller Produktioun etabléiert ginn. Allgemeng brauch de Prozess vun der grousser Fläch Virbereedung vu Perovskite dënnem Filmer nach weider Optimisatioun.
Schlussendlech ass d'Toxizitéit vu Bläi och eng Fro vu Suergen. Wärend dem Alterungsprozess vun aktuellen héicheffizienten Perovskit-Geräter, wäert Perovskite zersetzen fir fräi Blei-Ionen a Bläimonomeren ze produzéieren, déi geféierlech fir d'Gesondheet sinn wann se an de mënschleche Kierper kommen.
De Luo Jingshan mengt datt Probleemer wéi Stabilitéit duerch Apparatverpackung geléist kënne ginn. "Wann an der Zukunft dës zwee Probleemer geléist ginn, gëtt et och e reife Virbereedungsprozess, kann och Perovskite-Geräter an duerchscheinend Glas maachen oder op der Uewerfläch vu Gebaier maachen fir photovoltaesch Gebaierintegratioun z'erreechen, oder zu flexibel ausklappbare Geräter fir Raumfaart a Raumfaarten gemaach ginn. aner Felder, sou datt Perovskite am Weltraum ouni Waasser a Sauerstoffëmfeld maximal Roll spillen. De Luo Jingshan ass zouversiichtlech iwwer d'Zukunft vum Perovskite.
Post Zäit: Apr-15-2023