У фотоелектричній галузі Perovskite в останні роки користується гарячим попитом. Причина, чому вона з'явилася як "улюблена" в галузі сонячних клітин, пояснюється його унікальними умовами. Титанова руда кальцію має багато чудових фотоелектричних властивостей, простий процес підготовки та широкий спектр сировини та рясного вмісту. Крім того, перовскіт також може використовуватися в наземних електростанціях, авіації, конструкції, пристроях виробництва електроенергії та багатьох інших полях.
21 березня Ningde Times подавали заявку на патент "Сонячної комірки кальцію титаніту та його методом підготовки та живлення". Останніми роками, за підтримки внутрішньої політики та заходів, руда руда кальцію, представлена сонячними клітинами руди кальцію-титанію, досягла великих успіхів. То що таке перовскіт? Як проводиться індустріалізація перовскіту? З якими проблемами все ще стикаються? Наука та технології Daily Reporter взяли інтерв'ю у відповідних експертів.
Перовскіт не є ні кальцієм, ні титаном.
Так звані перовскіти не є ні кальцієм, ні титаном, а загальним терміном для класу «керамічних оксидів» з тією ж кристалічною структурою, з молекулярною формулою ABX3. Б означає «великий катіон радіусів», B для «катіона металу» та X для «аніона галогену». Б означає "великий катіон радіуса", B означає "катіон металів", а X означає "аніон галогену". Ці три іони можуть проявляти багато дивовижних фізичних властивостей завдяки розташуванню різних елементів або шляхом регулювання відстані між ними, включаючи, але не обмежуючись ізоляцією, сегнелектричності, антиферромагнетизмом, гігантським магнітним ефектом тощо.
"Відповідно до елементарного складу матеріалу, перовскіти можуть бути приблизно розділені на три категорії: складні перовскіти з оксиду металу, органічні гібридні перовскіти та неорганічні галогенізовані перовскіти". Луо Джиншан, професор школи електронної інформації та оптичної інженерії університету Нанкая, встановив, що титаніти кальцію, які зараз використовуються у фотоелектриці, зазвичай є останніми двома.
Perovskite може використовуватися в багатьох сферах, таких як наземні електростанції, аерокосмічна, конструкція та носячі пристрої для виробництва електроенергії. Серед них фотоелектричне поле - це основна область застосування перовскіту. Титанітові структури кальцію високо позначені і мають дуже хороші фотоелектричні показники, що є популярним напрямком досліджень у фотоелектричному полі в останні роки.
Індустріалізація перовскіту прискорюється, а внутрішні підприємства змагаються за макет. Повідомляється, що перші 5000 штук кальцієвих титанових рудних модулів, що постачаються з фотоелектричної технології Hangzhou Fina Co., Ltd; Renshuo Photoveoltaic (Suzhou) Co., Ltd. також прискорює будівництво найбільшої світової ламінованої пілотної лінії титанової руди в світі; Компанія Kunshan GCL Photeelectric Materials Co. Ltd. 150 МВт кальцієвої рудної лінії фотоелектричного модуля кальцієвого модуля була завершена та введена в дію в грудні 2022 року, а річна вихідна вартість може досягти 300 мільйонів юанів після досягнення виробництва.
Титанова руда кальцію має очевидні переваги у фотоелектричній промисловості
У фотоелектричній галузі Perovskite в останні роки користується гарячим попитом. Причина, чому вона з'явилася як "улюблена" у сфері сонячних клітин, пояснюється власними унікальними умовами.
"По -перше, Perovskite має численні чудові оптоелектронні властивості, такі як регульований зазор смуги, високий коефіцієнт поглинання, низька енергія зв'язування екситону, висока рухливість носія, висока толерантність до дефектів тощо; По-друге, процес підготовки перовскіту простий і може досягти напівпрозорості, ультра легкої, ультрапідйомності, гнучкості тощо. Нарешті, сировина перовскіту широко доступна і рясна. " Луо Джиншан представив. А для приготування перовскіту також потрібна відносно низька чистота сировини.
В даний час PV-поле використовує велику кількість сонячних клітин на основі кремнію, які можна розділити на монокристалічний кремній, полікристалічний кремній та аморфні сонячні клітини кремнію. Теоретичний фотоелектричний полюс конверсії кристалічних кремнієвих клітин становить 29,4%, а поточне лабораторне середовище може досягти максимум 26,7%, що дуже близьке до стелі перетворення; Передбачається, що граничний приріст технологічного вдосконалення також стане меншим і меншим. На відміну від цього, фотоефективність перетворення клітин перовскітів має більш високе теоретичне значення полюса 33%, і якщо дві клітини перовскіту складаються вгору і вниз разом, теоретична ефективність перетворення може досягати 45%.
Окрім «ефективності», ще одним важливим фактором є «вартість». Наприклад, причина, чому вартість першого покоління тонких плівкових акумуляторів не може зійти, полягає в тому, що запаси кадмію та галію, які є рідкісними елементами на Землі, занадто малі, і, як наслідок, чим більше розвинена галузь Чим більший попит, тим вище виробнича вартість, і він ніколи не зміг стати основним продуктом. Сировина перовскіту розподіляється у великих кількостях на землі, а ціна також дуже дешева.
Крім того, товщина кальцієвого кальцієвого рудного покриття для батарейних батарей кальцію-титанію становить лише кілька сотень нанометрів, приблизно 1/500-го від силіконових вафель, що означає, що попит на матеріал дуже малий. Наприклад, нинішній глобальний попит на кремній матеріал для кристалічних кремнієвих клітин становить близько 500 000 тонн на рік, і якщо всі вони замінені клітинами перовскіту, знадобиться лише близько 1000 тонн перовскіту.
З точки зору виробничих витрат, кристалічні кремнієві клітини потребують очищення кремнію до 99,9999%, тому кремнію потрібно нагрівати до 1400 градусів Цельсія, розплавлений у рідину, втягнути в круглі стрижні та шматочки, а потім зібратися в клітини, щонайменше чотири заводи та два до трьох днів між та більшим споживанням енергії. Навпаки, для виробництва клітин перовскіту необхідно лише застосувати рідину основи перовскіту до підкладки, а потім чекати кристалізації. Весь процес включає лише скляну, клейову плівку, перовскіт та хімічні матеріали, і може бути завершений на одній фабриці, і весь процес займає лише 45 хвилин.
"Сонячні клітини, приготовані з перовскіту, мають чудову ефективність перетворення фотоелектрики, яка на цій стадії досягла 25,7% і може в майбутньому замінити традиційні сонячні батареї на основі кремнію, щоб стати комерційним мейнстрімом". Луо Джінгшан сказав.
Існує три основні проблеми, які потрібно вирішити для сприяння індустріалізації
Просунувшись індустріалізацію халькоциту, людям все ще потрібно вирішити 3 проблеми, а саме довгострокову стабільність халькоциту, підготовку великої площі та токсичність свинцю.
По -перше, перовскіт дуже чутливий до навколишнього середовища, і такі фактори, як температура, вологість, світло та навантаження на ланцюг, можуть призвести до розкладання перовскіту та зниження ефективності клітин. В даний час більшість лабораторних модулів перовскіту не відповідають міжнародному стандарту IEC 61215 для фотоелектричних продуктів, а також не досягають 10-20-річного життя кремнієвих сонячних батарей, тому вартість перовскіту все ще не вигідна в традиційному фотоелектричному полі. Крім того, механізм деградації перовскіту та його пристроїв дуже складний, і в цій галузі немає дуже чіткого розуміння цього процесу, а також не є єдиним кількісним стандартом, який шкодить дослідженню стабільності.
Ще одне головне питання - як підготувати їх у великих масштабах. В даний час, коли в лабораторії проводяться дослідження оптимізації пристроїв або замінено. Основними методами, які зараз застосовуються до підготовки плівок Perovskite великої площі, є метод рішення та метод вакуумного випаровування. У методі розчину концентрація та співвідношення розчину попередника, тип розчинника та час зберігання мають великий вплив на якість плівок перовскіту. Метод вакуумного випаровування готує хорошу якість та кероване осадження плівок перовскіту, але знову важко досягти хорошого контакту між попередниками та субстратами. Крім того, оскільки шар заряду пристрою Perovskite також повинен бути підготовлений у великій площі, у виробництві промислового виробництва необхідно встановити виробничу лінію з безперервним осадженням кожного шару. Загалом, процес підготовки тонких плівок Perovskite Perovskite все ще потребує подальшої оптимізації.
Нарешті, токсичність свинцю також викликає занепокоєння. Під час процесу старіння поточних високоефективних пристроїв перовскіт Perovskite розкладається для отримання вільних іонів свинцю та мономерів свинцю, що буде небезпечним для здоров'я, коли вони потраплять у людський організм.
Luo Jingshan вважає, що такі проблеми, як стабільність, можна вирішити за допомогою упаковки пристроїв. "Якщо в майбутньому ці дві проблеми вирішуються, також існує процес зрілого підготовки, також може перетворити пристрої перовскіту в напівпрозорі скло або зробити на поверхні будівель для досягнення фотоелектричної інтеграції будівлі або перетворених на гнучкі складні пристрої для аерокосмічного та Інші поля, так що перовскіт у просторі без води та кисню, щоб відігравати максимальну роль ». Луо Джиншан впевнений у майбутньому перовскіту.
Час посади: 15-2023 квітня