Sa industriya ng photovoltaic, ang Perovskite ay nasa mainit na pangangailangan sa mga nakaraang taon. Ang dahilan kung bakit lumitaw ito bilang "paboritong" sa larangan ng mga solar cells ay dahil sa natatanging mga kondisyon nito. Ang calcium titanium ore ay may maraming mahusay na mga katangian ng photovoltaic, simpleng proseso ng paghahanda, at isang malawak na hanay ng mga hilaw na materyales at masaganang nilalaman. Bilang karagdagan, ang perovskite ay maaari ding magamit sa mga halaman ng ground power, aviation, konstruksyon, masusuot na aparato ng henerasyon ng kuryente at maraming iba pang mga larangan.
Noong Marso 21, ang Ningde Times ay nag -apply para sa patent ng "calcium titanite solar cell at ang paraan ng paghahanda at aparato ng kuryente". Sa mga nagdaang taon, sa suporta ng mga patakaran at panukala sa domestic, ang industriya ng calcium-titanium ore, na kinakatawan ng mga selula ng calcium-titanium ore, ay gumawa ng mahusay na mga hakbang. Kaya ano ang perovskite? Paano ang industriyalisasyon ng perovskite? Anong mga hamon ang kinakaharap pa rin? Kinapanayam ng Science and Technology Daily Reporter ang mga nauugnay na eksperto.
Ang Perovskite ay hindi calcium o titanium.
Ang tinaguriang perovskites ay hindi calcium o titanium, ngunit isang pangkaraniwang termino para sa isang klase ng "ceramic oxides" na may parehong istraktura ng kristal, na may molekular na formula ABX3. Ang isang nakatayo para sa "malaking radius cation", B para sa "metal cation" at x para sa "halogen anion". Ang isang nakatayo para sa "malaking radius cation", ang B ay nangangahulugan ng "metal cation" at X ay nangangahulugan ng "halogen anion". Ang tatlong mga ions na ito ay maaaring magpakita ng maraming kamangha -manghang mga pisikal na katangian sa pamamagitan ng pag -aayos ng iba't ibang mga elemento o sa pamamagitan ng pag -aayos ng distansya sa pagitan nila, kabilang ang ngunit hindi limitado sa pagkakabukod, ferroelectricity, antiferromagnetism, higanteng magnetic effect, atbp.
"Ayon sa elemental na komposisyon ng materyal, ang mga perovskites ay maaaring mahati sa tatlong kategorya: kumplikadong metal oxide perovskites, organikong hybrid perovskites, at hindi organikong halogenated perovskites." Si Luo Jingshan, isang propesor sa paaralan ng elektronikong impormasyon ng Nkai University at optical engineering, ay ipinakilala na ang mga calcium titanite na ginagamit ngayon sa photovoltaics ay karaniwang ang huli.
Ang perovskite ay maaaring magamit sa maraming mga patlang tulad ng mga halaman ng terestrial power, aerospace, konstruksyon, at mga magagamit na aparato ng henerasyon ng kuryente. Kabilang sa mga ito, ang patlang ng photovoltaic ay ang pangunahing lugar ng aplikasyon ng perovskite. Ang mga istruktura ng titanite ng calcium ay lubos na disenyo at may napakahusay na pagganap ng photovoltaic, na kung saan ay isang tanyag na direksyon ng pananaliksik sa larangan ng photovoltaic sa mga nakaraang taon.
Ang industriyalisasyon ng perovskite ay nagpapabilis, at ang mga domestic na negosyo ay nakikipagkumpitensya para sa layout. Naiulat na ang unang 5,000 piraso ng calcium titanium ore module na ipinadala mula sa Hangzhou Fina Photoelectric Technology Co, LTD; Ang Renshuo Photovoltaic (Suzhou) Co, Ltd ay nagpapabilis din sa pagtatayo ng pinakamalaking 150 MW buong calcium titanium ore laminated pilot line; Kunshan GCL Photoelectric Materials Co Ltd. 150 MW Calcium-Titanium Ore Photovoltaic Module Production Line ay nakumpleto at isinasagawa noong Disyembre 2022, at ang taunang halaga ng output ay maaaring umabot sa 300 milyong yuan pagkatapos maabot ang produksiyon.
Ang calcium titanium ore ay may halatang pakinabang sa industriya ng photovoltaic
Sa industriya ng photovoltaic, ang Perovskite ay nasa mainit na pangangailangan sa mga nakaraang taon. Ang dahilan kung bakit lumitaw ito bilang "paboritong" sa larangan ng mga solar cells ay dahil sa sarili nitong natatanging mga kondisyon.
"Una, ang Perovskite ay may maraming mahusay na mga pag -aari ng optoelectronic, tulad ng adjustable band gap, mataas na koepisyent ng pagsipsip, mababang exciton na nagbubuklod na enerhiya, mataas na kadaliang kumilos ng carrier, mataas na depekto sa pagpapaubaya, atbp; Pangalawa, ang proseso ng paghahanda ng perovskite ay simple at maaaring makamit ang translucency, ultra-lightness, ultra-thinness, kakayahang umangkop, atbp Sa wakas, ang mga perovskite raw na materyales ay malawak na magagamit at sagana. " Ipinakilala ni Luo Jingshan. At ang paghahanda ng perovskite ay nangangailangan din ng medyo mababang kadalisayan ng mga hilaw na materyales.
Sa kasalukuyan, ang patlang ng PV ay gumagamit ng isang malaking bilang ng mga solar cells na batay sa silikon, na maaaring nahahati sa monocrystalline silikon, polycrystalline silikon, at amorphous silikon solar cells. Ang teoretikal na photoelectric conversion poste ng crystalline silikon cells ay 29.4%, at ang kasalukuyang kapaligiran sa laboratoryo ay maaaring umabot ng maximum na 26.7%, na napakalapit sa kisame ng conversion; Malalaman na ang marginal na pakinabang ng pagpapabuti ng teknolohikal ay magiging mas maliit at mas maliit din. Sa kaibahan, ang kahusayan ng pag -convert ng photovoltaic ng mga perovskite cells ay may mas mataas na halaga ng teoretikal na poste na 33%, at kung ang dalawang perovskite cells ay nakasalansan nang magkasama, ang teoretikal na kahusayan ng conversion ay maaaring umabot sa 45%.
Bilang karagdagan sa "kahusayan", ang isa pang mahalagang kadahilanan ay "gastos". Halimbawa, ang dahilan kung bakit ang gastos ng unang henerasyon ng mga manipis na baterya ng pelikula ay hindi maaaring bumaba ay ang mga reserba ng kadmium at gallium, na mga bihirang elemento sa mundo, ay napakaliit, at bilang isang resulta, mas binuo ang industriya ay, mas malaki ang demand, mas mataas ang gastos sa produksyon, at hindi pa ito naging isang pangunahing produkto. Ang mga hilaw na materyales ng perovskite ay ipinamamahagi sa maraming dami sa lupa, at ang presyo ay napaka -mura din.
Bilang karagdagan, ang kapal ng calcium-titanium ore coating para sa mga baterya ng calcium-titanium ore ay ilang daang nanometer lamang, tungkol sa 1/500 ng mga wafer ng silikon, na nangangahulugang ang demand para sa materyal ay napakaliit. Halimbawa, ang kasalukuyang pandaigdigang demand para sa materyal na silikon para sa mga cell ng crystalline silikon ay halos 500,000 tonelada bawat taon, at kung ang lahat ng mga ito ay pinalitan ng mga perovskite cells, halos 1,000 tonelada ng perovskite ang kakailanganin.
Sa mga tuntunin ng mga gastos sa pagmamanupaktura, ang mga cell ng crystalline silikon ay nangangailangan ng paglilinis ng silikon sa 99.9999%, kaya ang silikon ay dapat na pinainit sa 1400 degree celsius, natunaw sa likido, iginuhit sa mga round rod at hiwa, at pagkatapos ay tipunin sa mga cell, na may hindi bababa sa apat na pabrika at dalawa hanggang tatlong araw sa pagitan, at higit na pagkonsumo ng enerhiya. Sa kaibahan, para sa paggawa ng mga perovskite cells, kinakailangan lamang na ilapat ang perovskite base likido sa substrate at pagkatapos ay maghintay para sa pagkikristal. Ang buong proseso ay nagsasangkot lamang ng baso, malagkit na pelikula, perovskite at kemikal na materyales, at maaaring makumpleto sa isang pabrika, at ang buong proseso ay tumatagal lamang ng mga 45 minuto.
"Ang mga solar cells na inihanda mula sa perovskite ay may mahusay na kahusayan ng conversion ng photoelectric, na umabot sa 25.7% sa yugtong ito, at maaaring palitan ang tradisyonal na mga solar cells na batay sa silikon sa hinaharap upang maging komersyal na mainstream." Sinabi ni Luo Jingshan.
Mayroong tatlong pangunahing mga problema na kailangang malutas upang maisulong ang industriyalisasyon
Sa pagsulong ng industriyalisasyon ng chalcocite, kailangan pa ring malutas ng mga tao ang 3 mga problema, lalo na ang pangmatagalang katatagan ng chalcocite, malaking paghahanda sa lugar at ang toxicity ng tingga.
Una, ang perovskite ay napaka -sensitibo sa kapaligiran, at ang mga kadahilanan tulad ng temperatura, kahalumigmigan, ilaw, at pag -load ng circuit ay maaaring humantong sa agnas ng perovskite at ang pagbawas ng kahusayan ng cell. Sa kasalukuyan ang karamihan sa mga module ng Perovskite ng Laboratory ay hindi nakakatugon sa IEC 61215 International Standard para sa mga produktong photovoltaic, at hindi rin nila maabot ang 10-20 taong buhay ng mga silikon na solar cells, kaya ang gastos ng perovskite ay hindi pa rin kapaki-pakinabang sa tradisyonal na larangan ng photovoltaic. Bilang karagdagan, ang mekanismo ng marawal na kalagayan ng perovskite at ang mga aparato nito ay napaka -kumplikado, at walang napakalinaw na pag -unawa sa proseso sa larangan, at walang pinag -isang pamantayang dami, na nakapipinsala sa pananaliksik ng katatagan.
Ang isa pang pangunahing isyu ay kung paano ihanda ang mga ito sa isang malaking sukat. Sa kasalukuyan, kapag ang mga pag-aaral sa pag-optimize ng aparato ay isinasagawa sa laboratoryo, ang epektibong ilaw na lugar ng mga aparato na ginamit ay karaniwang mas mababa sa 1 cm2, at pagdating sa komersyal na yugto ng aplikasyon ng mga malalaking sangkap, ang mga pamamaraan ng paghahanda sa laboratoryo ay kailangang mapabuti o pinalitan. Ang mga pangunahing pamamaraan na kasalukuyang naaangkop sa paghahanda ng mga malalaking lugar na perovskite films ay ang pamamaraan ng solusyon at ang paraan ng pagsingaw ng vacuum. Sa pamamaraan ng solusyon, ang konsentrasyon at ratio ng solusyon ng precursor, ang uri ng solvent, at ang oras ng pag -iimbak ay may malaking epekto sa kalidad ng mga pelikulang perovskite. Ang paraan ng pagsingaw ng vacuum ay naghahanda ng mahusay na kalidad at makokontrol na pag -aalis ng mga pelikulang perovskite, ngunit mahirap na makamit ang mahusay na pakikipag -ugnay sa pagitan ng mga nauna at mga substrate. Bilang karagdagan, dahil ang singil ng transportasyon ng transportasyon ng aparato ng perovskite ay kailangan ding maging handa sa isang malaking lugar, ang isang linya ng produksyon na may patuloy na pag -aalis ng bawat layer ay kailangang maitatag sa pang -industriya na paggawa. Sa pangkalahatan, ang proseso ng malaking lugar na paghahanda ng perovskite manipis na pelikula ay nangangailangan pa rin ng karagdagang pag-optimize.
Sa wakas, ang toxicity ng tingga ay isang isyu din ng pag -aalala. Sa panahon ng proseso ng pag-iipon ng kasalukuyang mga aparato na may mataas na kahusayan na perovskite, mabubulok ang perovskite upang makabuo ng mga libreng tingga at mamuno ng mga monomer, na mapanganib sa kalusugan sa sandaling pumasok sila sa katawan ng tao.
Naniniwala si Luo Jingshan na ang mga problema tulad ng katatagan ay maaaring malutas ng packaging ng aparato. "Kung sa hinaharap, ang dalawang problemang ito ay malulutas, mayroon ding isang proseso ng paghahanda, maaari ring gumawa ng mga aparato ng perovskite sa translucent glass o gawin sa ibabaw ng iba pang mga patlang, upang ang perovskite sa espasyo nang walang tubig at oxygen na kapaligiran upang maglaro ng isang maximum na papel. " Tiwala si Luo Jingshan tungkol sa hinaharap ng perovskite.
Oras ng Mag-post: Abr-15-2023