У фотаэлектрычнай прамысловасці Perovskite карыстаецца гарачым попытам у апошнія гады. Прычына, па якой яна стала "любімым" у галіне сонечных элементаў, звязана з яго унікальнымі ўмовамі. Тытанавая руда кальцыя мае мноства выдатных фотаэлектрычных уласцівасцей, просты працэс падрыхтоўкі і шырокі спектр сыравіны і багаты ўтрыманне. Акрамя таго, Perovskite таксама можа быць выкарыстаны ў наземных электрастанцыях, авіяцыі, будаўніцтве, нашэленых прыладах для вытворчасці электраэнергіі і многіх іншых палёў.
21 сакавіка Ningde Times падаў заяўку на патэнт "Сонечная клетка кальцыя тытаніта і яго метад падрыхтоўкі і электраэнергію". У апошнія гады, пры падтрымцы ўнутранай палітыкі і мер, прамысловасць руды кальцыя-тытанія, прадстаўленая сонечнымі элементамі кальцыя-тытаній, дасягнула вялікіх поспехаў. Дык што такое пероўскіт? Як індустрыялізацыя пероўскіта? З якімі праблемамі ўсё яшчэ сутыкаюцца? Навука і тэхналогіі штодзённыя рэпарцёры апыталі адпаведных экспертаў.
Пероўскіт не з'яўляецца ні кальцыяй, ні тытанам.
Так званыя пероўскіты не з'яўляюцца ні кальцыяй, ні тытанам, але агульным тэрмінам для класа "керамічных аксідаў" з той жа крышталічнай структурай, з малекулярнай формулай ABX3. A абазначае "вялікі радыус -катыён", B для "металічнага катыёна" і X для "Галагеннага аніёна". A абазначае "Вялікі радыус -катыён", B абазначае "металічны катыён", а X абазначае "Галогенны аніён". Гэтыя тры іёны могуць праяўляць мноства дзіўных фізічных уласцівасцей за кошт размяшчэння розных элементаў альбо шляхам карэкціроўкі адлегласці паміж імі, у тым ліку, але не абмяжоўваючыся імі ізаляцыі, фераэлектрычнасці, антыферрамагнетызму, гіганцкага магнітнага эфекту і г.д.
"Згодна з элементарным складам матэрыялу, пероўскіты могуць быць прыблізна падзелены на тры катэгорыі: складаныя металічныя аксіды пероўскітаў, арганічныя гібрыдныя пероўскіты і неарганічныя галагенізаваныя пероўскіты". Luo Jingshan, прафесар школы электроннай інфармацыі і аптычнай інжынерыі Універсітэта Нанкая, прадставіў, што тытаніты кальцыя, якія зараз выкарыстоўваюцца ў фотаэлектрыках, звычайна два апошнія.
Пераўскіт можа быць выкарыстаны ў многіх галінах, такіх як наземныя электрастанцыі, аэракасмічная, будаўнічая і носную электраэнергію. Сярод іх фотаэлектрычнае поле - галоўная вобласць прымянення пероўскіта. Кальцыемныя тытанітныя структуры вельмі высокія і маюць вельмі добрыя фотаэлектрычныя характарыстыкі, што з'яўляецца папулярным кірункам даследавання ў фотаэлектрычным полі ў апошнія гады.
Індустрыялізацыя пероўскіта паскараецца, і айчынныя прадпрыемствы змагаюцца за макет. Паведамляецца, што першыя 5000 штук тытанавых модуляў кальцыя, адпраўленыя з Hangzhou Fina Photoelectric Technology Co., Ltd; Renshuo Photovoltaic (Suzhou) Co., Ltd. таксама паскарае будаўніцтва найбуйнейшай у свеце пілотнай лініі з тытанавай рудай у свеце; Kunshan GCL Photoelectric Materials Co. Ltd. 150 МВт кальцыем-тытанійнай вытворчай лініі фотаэлектрычнага модуля была завершана і ўводзіцца ў эксплуатацыю ў снежні 2022 года, а штогадовая кошт выхаду можа дасягнуць 300 мільёнаў юаняў пасля дасягнення вытворчасці.
Тытанавая руда кальцыя мае відавочныя перавагі ў фотаэлектрычнай прамысловасці
У фотаэлектрычнай прамысловасці Perovskite карыстаецца гарачым попытам у апошнія гады. Прычына, па якой яна стала "любімым" у галіне сонечных элементаў, звязана з уласнымі унікальнымі ўмовамі.
"Па -першае, пероўскіт валодае мноствам выдатных оптаэлектронных уласцівасцей, такіх як рэгуляваны зазор дыяпазону, высокі каэфіцыент паглынання, нізкая энергія звязвання эксітона, высокая рухомасць носьбіта, высокая дэфектная талерантнасць і г.д.; Па-другое, працэс падрыхтоўкі пероўскіта просты і можа дасягнуць напаўпразрыстасці, ультра-асвятляльнасці, ультра-тона, гнуткасці і г.д. Нарэшце, сыравіну пероўскіта шырока даступныя і багатыя ". Лу Джынгшан прадставіў. І падрыхтоўка пероваскіта таксама патрабуе адносна нізкай чысціні сыравіны.
У цяперашні час у полі PV выкарыстоўваецца вялікая колькасць сонечных элементаў на аснове крэмнію, якую можна падзяліць на монокристлинные крэмній, полікрышталічныя крэмній і аморфныя крэмнійныя сонечныя элементы. Тэарэтычны полюс пераўтварэння фотаэлектрычных клетак крышталічнага крэмнію складае 29,4%, а цяперашняя лабараторная серада можа дасягнуць максімуму 26,7%, што вельмі блізка да столі пераўтварэння; Працэльна, што маргінальны ўзмацненне тэхналагічнага паляпшэння таксама стане меншым і меншым. У адрозненне ад гэтага, эфектыўнасць фотаэлектрычнага пераўтварэння клетак пероўскіта мае больш высокае тэарэтычны полюс 33%, і калі дзве клеткі пероўскіта складаюцца ўверх і ўніз, тэарэтычная эфектыўнасць пераўтварэння можа дасягнуць 45%.
У дадатак да "эфектыўнасці", яшчэ адным важным фактарам з'яўляецца "кошт". Напрыклад, прычына, па якой кошт першага пакалення батарэй тонкай плёнкі не можа сысці, заключаецца ў тым, што запасы кадмію і галію, якія з'яўляюцца рэдкі гэта, чым большы попыт, тым вышэйшы кошт вытворчасці, і ён ніколі не змог стаць асноўным прадуктам. Сыравіна пероўскіта размяркоўваецца ў вялікай колькасці на зямлі, а цана таксама вельмі танная.
Акрамя таго, таўшчыня пакрыцця кальцыя-тытаній для батарэі руды кальцыя-тытаній складае ўсяго некалькі сотняў нанаметраў, прыблізна на 1/500-я, чым у крэмнійных пласцінах, а значыць, попыт на матэрыял вельмі невялікі. Напрыклад, бягучы глабальны попыт на крэмніевы матэрыял для крышталічных крэмніевых клетак складае каля 500 000 тон у год, і калі ўсе яны замененыя на клеткі пероўскіта, спатрэбіцца толькі каля 1000 тон пероўскіта.
З пункту гледжання выдаткаў на вытворчасць, крышталічныя крэмнійныя клеткі патрабуюць ачысткі крэмнію да 99,9999%, таму крэмній павінен награвацца да 1400 градусаў Цэльсія, расплаўлены ў вадкасць, уцягнута ў круглыя стрыжні і лустачкі, а затым сабраны ў клеткі, прынамсі чатыры фабрыкі і два фабрыкі і два і два да трох дзён паміж імі і большым спажываннем энергіі. У адрозненне ад выпрацоўкі клетак пероўскіта, неабходна толькі прымяняць базавую вадкасць пероўскіта да субстрата, а потым чакаць крышталізацыі. Увесь працэс прадугледжвае толькі шкло, клейкую плёнку, пероўскіт і хімічныя матэрыялы, і можа быць завершаны на адной заводзе, і ўвесь працэс займае ўсяго каля 45 хвілін.
"Сонечныя элементы, прыгатаваныя з пероваскіта, маюць выдатную эфектыўнасць фотаэлектрычнай канверсіі, якая дасягнула 25,7% на гэтым этапе, і можа замяніць традыцыйныя сонечныя батарэі на аснове крэмнію ў будучыні, каб стаць камерцыйным асноўным". - сказаў Лу Джынгшан.
Ёсць тры асноўныя праблемы, якія трэба вырашыць для прасоўвання індустрыялізацыі
Пры прасоўванні індустрыялізацыі халькоцыту людзі ўсё яшчэ павінны вырашыць 3 праблемы, а менавіта доўгатэрміновую стабільнасць халькоцыту, вялікую падрыхтоўку плошчы і таксічнасць свінцу.
Па -першае, пероўскіт вельмі адчувальны да навакольнага асяроддзя, а такія фактары, як тэмпература, вільготнасць, святло і нагрузка на ланцуг, могуць прывесці да раскладання пероваскіта і зніжэння эфектыўнасці клетак. У цяперашні час большасць лабараторных модуляў пероўскіта не адпавядаюць міжнароднаму стандарту IEC 61215 для фотаэлектрычных прадуктаў, а таксама не дасягаюць 10-20-гадовага тэрміну службы крэмніевых сонечных элементаў, таму кошт пероўскіта па-ранейшаму не з'яўляецца выгадным у традыцыйным фотаэлекторыйным полі. Акрамя таго, механізм дэградацыі пероўскіта і яго прылад вельмі складаны, і няма вельмі яснага разумення працэсу ў гэтай галіне, і не існуе адзінага колькаснага стандарту, які шкодзіць даследаванню стабільнасці.
Яшчэ адно галоўнае пытанне - як падрыхтаваць іх у вялікіх маштабах. У цяперашні час, калі ў лабараторыі праводзяцца даследаванні па аптымізацыі прылад, эфектыўная асвятленне прылад звычайна менш за 1 см2, і калі гаворка ідзе пра камерцыйнае прымяненне маштабных кампанентаў, неабходна палепшыць лабараторныя метады падрыхтоўкі альбо заменены. Асноўнымі метадамі, якія ў цяперашні час прымяняюцца да падрыхтоўкі вялікіх раёнаў пероўскітаў, з'яўляюцца метад раствора і метад выпарэння вакууму. У метадзе раствора канцэнтрацыя і суадносіны раствора папярэдніка, тып растваральніка і час захоўвання аказваюць вялікі ўплыў на якасць пероўскітавых плёнак. Метад выпарэння вакууму рыхтуе добрую якасць і кіраванае адкладанне фільмаў пра пероўскіт, але зноў складана дасягнуць добрага кантакту паміж папярэднікамі і субстратамі. Акрамя таго, паколькі транспартны пласт зарадкі прылады пероўскіта таксама павінен быць падрыхтаваны на вялікай тэрыторыі, вытворчая лінія з бесперапынным адкладам кожнага пласта павінна быць усталявана ў прамысловай вытворчасці. У цэлым, працэс падрыхтоўкі вялікіх раёнаў пероўскітавых тонкіх плёнак па-ранейшаму патрабуе дадатковай аптымізацыі.
Нарэшце, таксічнасць свінцу таксама выклікае непакой. У працэсе старэння сучасных высокаэфектыўных прылад пероўскіта, пероўскіт будзе раскладацца, каб стварыць іёны свабодных свінцу і вядучых манамераў, якія будуць небяспечныя для здароўя, калі яны ўвойдуць у арганізм чалавека.
Luo Jingshan лічыць, што такія праблемы, як стабільнасць, можна вырашыць шляхам упакоўкі прылад. “If in the future, these two problems are solved, there is also a mature preparation process, can also make perovskite devices into translucent glass or do on the surface of buildings to achieve photovoltaic building integration, or made into flexible foldable devices for aerospace and Іншыя палі, так што пероўскіт у космасе без вады і кіслароднага асяроддзя, каб гуляць максімальную ролю ". Луо Джынгшан упэўнены ў будучыні Пераўскіта.
Час паведамлення: красавік-15-2023