Katika tasnia ya Photovoltaic, perovskite imekuwa katika mahitaji ya moto katika miaka ya hivi karibuni. Sababu ya kuibuka kama "unayopenda" katika uwanja wa seli za jua ni kwa sababu ya hali yake ya kipekee. Calcium titanium ore ina mali bora ya photovoltaic, mchakato rahisi wa maandalizi, na anuwai ya malighafi na yaliyomo. Kwa kuongezea, perovskite pia inaweza kutumika katika mimea ya nguvu ya ardhini, anga, ujenzi, vifaa vya uzalishaji wa umeme na uwanja mwingine mwingi.
Mnamo Machi 21, Ningde Times iliomba patent ya "Kiini cha jua cha Calcium Titanite na njia yake ya maandalizi na kifaa cha nguvu". Katika miaka ya hivi karibuni, kwa msaada wa sera na hatua za ndani, tasnia ya kalsiamu-titanium, iliyowakilishwa na seli za jua za kalsiamu, imepiga hatua kubwa. Kwa hivyo perovskite ni nini? Je! Viwanda vya perovskite vikoje? Je! Ni changamoto gani ambazo bado zinakabiliwa? Mwandishi wa Sayansi na Teknolojia ya kila siku alihoji wataalam husika.
Perovskite sio kalsiamu wala titani.
Wanaoitwa perovskites sio kalsiamu wala titani, lakini ni neno la kawaida kwa darasa la "oksidi za kauri" na muundo sawa wa kioo, na formula ya Masi ABX3. A inasimama kwa "cation kubwa ya radius", b kwa "chuma cation" na x kwa "halogen anion". A inasimama kwa "cation kubwa ya radius", B inasimama kwa "cation ya chuma" na X inasimama kwa "halogen anion". Ions hizi tatu zinaweza kuonyesha mali nyingi za kushangaza za mwili kupitia mpangilio wa vitu tofauti au kwa kurekebisha umbali kati yao, pamoja na lakini sio mdogo kwa insulation, ferroelectricity, antiferromagnetism, athari kubwa ya sumaku, nk.
"Kulingana na muundo wa msingi wa nyenzo, perovskites zinaweza kugawanywa katika vikundi vitatu: madini tata ya oksidi perovskites, perovskites ya kikaboni, na perovskites ya isokaboni." Luo Jingshan, profesa katika Shule ya Habari ya Chuo Kikuu cha Nankai na uhandisi wa macho, alianzisha kwamba Titanites za kalsiamu sasa zinazotumiwa katika Photovoltaics kawaida ni mbili za mwisho.
Perovskite inaweza kutumika katika nyanja nyingi kama mimea ya nguvu ya ulimwengu, anga, ujenzi, na vifaa vya uzalishaji wa umeme. Kati yao, uwanja wa Photovoltaic ndio eneo kuu la maombi ya perovskite. Miundo ya titanite ya Kalsiamu inaweza kubuniwa sana na ina utendaji mzuri sana wa Photovoltaic, ambayo ni mwelekeo maarufu wa utafiti katika uwanja wa Photovoltaic katika miaka ya hivi karibuni.
Viwanda vya perovskite vinaongeza kasi, na biashara za ndani zinashindana kwa mpangilio. Inaripotiwa kuwa vipande 5,000 vya kwanza vya moduli za calcium titanium ore zilizosafirishwa kutoka Hangzhou Fina Photoelectric Technology Co, Ltd; Renshuo Photovoltaic (Suzhou) Co, Ltd pia inaongeza kasi ya ujenzi wa mstari mkubwa zaidi wa 150 MW kamili wa kalsiamu ore ore ya laminated; Kunshan GCL Photoelectric Equipment Co Ltd. 150 MW Kalsiamu-Titanium ore Photovoltaic Module Production imekamilika na kuanza kutumika mnamo Desemba 2022, na thamani ya pato la kila mwaka inaweza kufikia Yuan milioni 300 baada ya kufikia uzalishaji.
Calcium titanium ore ina faida dhahiri katika tasnia ya Photovoltaic
Katika tasnia ya Photovoltaic, perovskite imekuwa katika mahitaji ya moto katika miaka ya hivi karibuni. Sababu ya kuibuka kama "unayopenda" katika uwanja wa seli za jua ni kwa sababu ya hali yake ya kipekee.
"Kwanza, perovskite ina mali bora zaidi ya optoelectronic, kama pengo la bendi inayoweza kubadilishwa, mgawo wa juu wa kunyonya, nishati ya chini ya kumfunga, uhamaji mkubwa wa wabebaji, uvumilivu mkubwa wa kasoro, nk; Pili, mchakato wa maandalizi ya perovskite ni rahisi na unaweza kufikia translucency, taa ya juu, nyembamba-laini, kubadilika, nk Mwishowe, malighafi ya perovskite inapatikana sana na nyingi. " Luo Jingshan alianzisha. Na utayarishaji wa perovskite pia unahitaji usafi wa chini wa malighafi.
Kwa sasa, uwanja wa PV hutumia idadi kubwa ya seli za jua zenye msingi wa silicon, ambazo zinaweza kugawanywa katika silicon ya monocrystalline, silicon ya polycrystalline, na seli za jua za amorphous silicon. Nadharia ya ubadilishaji wa picha ya nadharia ya seli za silicon ya fuwele ni 29.4%, na mazingira ya maabara ya sasa yanaweza kufikia kiwango cha juu cha 26.7%, ambayo iko karibu sana na dari ya ubadilishaji; Inawezekana kwamba faida ya kando ya uboreshaji wa kiteknolojia pia itakuwa ndogo na ndogo. Kwa kulinganisha, ufanisi wa ubadilishaji wa Photovoltaic wa seli za perovskite una thamani ya juu ya nadharia ya 33%, na ikiwa seli mbili za perovskite zimewekwa juu na chini pamoja, ufanisi wa ubadilishaji wa nadharia unaweza kufikia 45%.
Mbali na "ufanisi", jambo lingine muhimu ni "gharama". Kwa mfano, sababu ya gharama ya kizazi cha kwanza cha betri nyembamba za filamu haiwezi kushuka ni kwamba akiba ya cadmium na galliamu, ambayo ni vitu adimu duniani, ni ndogo sana, na matokeo yake, ndivyo ilivyokua zaidi tasnia hiyo ni, mahitaji makubwa zaidi, gharama ya uzalishaji, na haijawahi kuwa bidhaa ya kawaida. Malighafi ya perovskite husambazwa kwa idadi kubwa duniani, na bei pia ni rahisi sana.
Kwa kuongezea, unene wa mipako ya ore ya kalsiamu-titanium kwa betri za kalsiamu-titanium ni nanometers mia chache tu, karibu 1/500 ya ile ya waf ya silicon, ambayo inamaanisha kuwa mahitaji ya nyenzo ni ndogo sana. Kwa mfano, mahitaji ya sasa ya ulimwengu ya nyenzo za silicon kwa seli za silicon ya fuwele ni takriban tani 500,000 kwa mwaka, na ikiwa zote zinabadilishwa na seli za perovskite, ni takriban tani 1,000 tu za perovskite zitahitajika.
Kwa upande wa gharama za utengenezaji, seli za silicon za fuwele zinahitaji utakaso wa silicon hadi 99.9999%, kwa hivyo silicon lazima iwe moto hadi nyuzi 1400 Celsius, ikayeyuka ndani ya kioevu, iliyochorwa ndani ya viboko vya pande zote na vipande, na kisha kukusanyika ndani ya seli, na angalau viwanda vinne na viwili viwili na mbili hadi siku tatu kati, na matumizi makubwa ya nishati. Kwa kulinganisha, kwa utengenezaji wa seli za perovskite, ni muhimu tu kutumia kioevu cha msingi wa perovskite kwenye substrate na kisha subiri kwa fuwele. Mchakato wote unajumuisha tu glasi, filamu ya wambiso, vifaa vya kemikali na kemikali, na inaweza kukamilika katika kiwanda kimoja, na mchakato mzima unachukua kama dakika 45.
"Seli za jua zilizoandaliwa kutoka kwa perovskite zina ufanisi bora wa ubadilishaji wa picha, ambayo imefikia asilimia 25.7 katika hatua hii, na inaweza kuchukua nafasi ya seli za jua za msingi wa jua katika siku zijazo kuwa biashara kuu." Luo Jingshan alisema.
Kuna shida kuu tatu ambazo zinahitaji kutatuliwa ili kukuza ukuaji wa uchumi
Katika kukuza ukuaji wa chalcocite, watu bado wanahitaji kutatua shida 3, ambayo ni utulivu wa muda mrefu wa chalcocite, maandalizi makubwa ya eneo na sumu ya risasi.
Kwanza, perovskite ni nyeti sana kwa mazingira, na mambo kama joto, unyevu, mwanga, na mzigo wa mzunguko unaweza kusababisha mtengano wa perovskite na kupunguzwa kwa ufanisi wa seli. Hivi sasa moduli nyingi za maabara za perovskite hazifikii kiwango cha kimataifa cha IEC 61215 kwa bidhaa za Photovoltaic, na hazifikii maisha ya miaka 10-20 ya seli za jua za silicon, kwa hivyo gharama ya perovskite bado haifai katika uwanja wa jadi wa Photovoltaic. Kwa kuongezea, utaratibu wa uharibifu wa perovskite na vifaa vyake ni ngumu sana, na hakuna ufahamu wazi wa mchakato kwenye uwanja, na hakuna kiwango cha umoja, ambacho ni hatari kwa utafiti wa utulivu.
Suala jingine kubwa ni jinsi ya kuwaandaa kwa kiwango kikubwa. Hivi sasa, wakati masomo ya utaftaji wa kifaa yanafanywa katika maabara, eneo lenye mwanga mzuri wa vifaa vinavyotumiwa kawaida ni chini ya 1 cm2, na inapofikia hatua ya maombi ya kibiashara ya vifaa vikubwa, njia za maandalizi ya maabara zinahitaji kuboreshwa au kubadilishwa. Njia kuu zinazotumika sasa katika utayarishaji wa filamu kubwa za eneo kubwa ni njia ya suluhisho na njia ya uvukizi wa utupu. Katika njia ya suluhisho, mkusanyiko na uwiano wa suluhisho la mtangulizi, aina ya kutengenezea, na wakati wa kuhifadhi una athari kubwa kwa ubora wa filamu za perovskite. Njia ya uvukizi wa utupu huandaa ubora mzuri na unaoweza kudhibitiwa wa filamu za perovskite, lakini ni ngumu tena kufikia mawasiliano mazuri kati ya watangulizi na sehemu ndogo. Kwa kuongezea, kwa sababu safu ya usafirishaji wa kifaa cha perovskite pia inahitaji kutayarishwa katika eneo kubwa, mstari wa uzalishaji na uwekaji endelevu wa kila safu unahitaji kuanzishwa katika uzalishaji wa viwandani. Kwa jumla, mchakato wa utayarishaji wa eneo kubwa la filamu nyembamba za perovskite bado zinahitaji utaftaji zaidi.
Mwishowe, sumu ya risasi pia ni suala la wasiwasi. Wakati wa mchakato wa kuzeeka wa vifaa vya sasa vya ufanisi mkubwa wa perovskite, perovskite itaamua kutoa ions za bure za risasi na monomers zinazoongoza, ambazo zitakuwa hatari kwa afya mara tu watakapoingia kwenye mwili wa mwanadamu.
Luo Jingshan anaamini kuwa shida kama vile utulivu zinaweza kutatuliwa na ufungaji wa kifaa. "Ikiwa katika siku zijazo, shida hizi mbili zinatatuliwa, pia kuna mchakato wa kuandaa kukomaa, pia inaweza kufanya vifaa vya perovskite kuwa glasi ya translucent au kufanya juu ya uso wa majengo kufikia ujumuishaji wa jengo la Photovoltaic, au kufanywa kuwa vifaa vya foldable vya angani na Sehemu zingine, ili perovskite katika nafasi bila maji na mazingira ya oksijeni kuchukua jukumu kubwa. " Luo Jingshan anajiamini juu ya mustakabali wa Perovskite.
Wakati wa chapisho: Aprili-15-2023