Jak powstaje perowskit?
Perowskity to grupa materiałów o podobnej strukturze, które mają wiele ciekawych cech, takich jak nadprzewodnictwo i magnetorezystancja. Ponieważ są łatwe w produkcji i mają wyjątkową strukturę, ludzie uważają, że te materiały będą stanowić przyszłość paneli słonecznych. Są idealne do niedrogich i wydajnych ogniw fotowoltaicznych.
Jak powstaje perowskit?
Perowskitowe ogniwa słoneczne mają związek o strukturze perowskitu.
Perowskit, najwcześniejszy kryształ perowskitowych ogniw słonecznych, jest materiałem o takiej samej strukturze krystalicznej jak minerał perowskit. Zazwyczaj chemiczne związki chalkokitu mają wzór ABX 3, w którym litery „A” i „B” oznaczają kationy, a litera „X” jest anionem, z którym są związane. Wiele różnych pierwiastków może być połączonych, aby stworzyć strukturę chalkokitu.
Naukowcy mogą zwiększyć zakres właściwości fizycznych, optycznych i elektrycznych kryształów perowskitowych ogniw słonecznych, wykorzystując elastyczność tego składu.
Każdego roku perowskitowe ogniwa słoneczne z pojedynczym złączem biją rekordy wydajności:
Od 2016 r. tandemowe ogniwa słoneczne perowskitowo-krzemowe osiągnęły wyższy rekord sprawności konwersji energii niż jednozłączowe ogniwa słoneczne, mimo że w 2009 r. osiągnęły one zaledwie 3,8%. Rekord w połączeniu perowskitowych ogniw słonecznych. ogniw zintegrowanych. Naukowcy z Oxford Photonics i Helmholtz Center Berlin biją rekordy wydajności konwersji energii od 2018 r.Centrum Helmholtza w Berlinie osiągnęło najlepszą jak dotąd wydajność w 2021 roku, wynosząc 29,8%.
Perowskitowe ogniwa słoneczne w porównaniu z krystalicznymi krzemowymi ogniwami słonecznymi
1. poprawa wydajności. Jest to charakterystyczne dla tej technologii. Do tej pory osiągnięto sprawność 29,15%, prawie 30%, o 3,75 procent wyższą niż najwyższa sprawność zarejestrowana dla technologii Al-BSF z krzemu krystalicznego. To pokazuje ogromny potencjał chalkogenidowych paneli słonecznych.
2. mniejsze tłumienie. Zmniejszenie poziomu tłumienia Współczynnik temperatury perowskitowych ogniw słonecznych wynosi tylko -0,13%/°C, podczas gdy panele słoneczne z krzemu krystalicznego mają około -0,38%/°C. Spowoduje to dłuższy czas rozpadu.
3. Produkcja jest łatwiejsza. Perowskitowe ogniwa słoneczne mogą być całkowicie wytwarzane w roztworze. Oznacza to, że można je produkować przy użyciu technik wielkoskalowych, takich jak drukowanie atramentowe i wykańczanie matryc szczelinowych. Może to sugerować, że są łatwe do masowej produkcji.
Wady wytwarzane przez ogniwa słoneczne zawierające perowskit
1. Cena. głównie ze względu na fakt, że złoto jest najczęściej stosowanym materiałem elektrodowym w tej chwili. Krótki czas pracy tańszych perowskitowych ogniw słonecznych stanowi kolejny problem. Dodatkowo, gdy perowskitowe ogniwa fotowoltaiczne są narażone na wodę, szybko się rozpadają, a produkty rozpadu atakują metalowe elektrody. Ciężkie powłoki, które chronią perowskit, mogą również zwiększyć koszt ogniwa.
2..Trujący. Trwały Substancja o nazwie PbI, która jest trująca i może powodować raka, jest jednym z produktów rozpadu perowskitu. Ponadto ołów, bardzo brudna substancja, jest wykorzystywany w wielu ogniwach perowskitowych.
3. zdrowie. Technologia krystalicznych krzemowych ogniw słonecznych jest dojrzałą technologią, która może działać przez trzydzieści lat, podczas gdy chalkogenidowe panele słoneczne działają tylko przez trzydzieści miesięcy, co czyni je niepraktycznymi dla większości praktycznych zastosowań.
Wprowadzenie na rynek perowskitowych ogniw słonecznych
Mimo że nigdy wcześniej nie były stosowane na dużą skalę, baterie wapniowo-tytanowo-mineralne zyskały uwagę na drodze do komercjalizacji. Współpraca Oxford PV z Meyerberger i otwarcie linii produkcyjnej GCL Nano o mocy 100 MW umożliwiło sprzedaż perowskitowych ogniw słonecznych.
Niektóre firmy, w tym Huaneng Group, LONGi, Trina Solar, Zhonglai Photovoltaic, Aixu Science and Technology, Savi Group, Shengcheng Photovoltaic i Państwowa Korporacja Inwestycji Energetycznych (SIPC), ujawniły, że uważnie monitorują trendy technologiczne w zakresie baterii chalkokitowych na bazie krzemu i planują ich uruchomienie.
Wprowadzenie na rynek perowskitowych ogniw słonecznych
Dane pokazują, że koszt modułu perowskitowego ogniwa słonecznego powinien spadnąć do 0,7 juana/W, gdy zdolność produkcyjna osiągnie 1 GW. W tym momencie ekonomiczne perowskitowe ogniwa słoneczne połączone z HJT, TOPCon i CIGS oraz innymi technologiami będą stymulować przemysł fotowoltaiczny, a także promowanie parytetowego dostępu do Internetu fotowoltaicznego i zastępowania czystej energii.
Ponieważ komercjalizacja perowskitowych ogniw fotowoltaicznych ma się wkrótce rozpocząć, omówienie technologii i industrializacji perowskitowych ogniw fotowoltaicznych i ułożonych ogniw fotowoltaicznych, a także podejmowanie praktycznych działań w celu przełamania głównych propozycji, które wspierają rozwój sektora, jest bardzo ważne.
Odniesienie:
Manser, Joseph S.; Christians, Jeffrey A.; Kamat, Prashant V. (2016). "Intriguing Optoelectronic Properties of Metal Halide Perovskites". Chemical Reviews. 116 (21): 12956–13008. doi:10.1021/acs.chemrev.6b00136. PMID 27327168
Mag, S. (2022) “Perovskite Solar Cells: An In-Depth Guide + Comparisons with other techs,” Solar Magazine .
What are Perovskite Solar Cells? (no date)
Wyróżniony artykuł:
