В фотоэлектрической промышленности Перовскит в последние годы пользуется горячим спросом. Причина, по которой он стал «любимым» в области солнечных элементов, связана с его уникальными условиями. Титановая руда кальция обладает множеством отличных фотоэлектрических свойств, простых процессов подготовки, широкого спектра сырья и обильного содержания. Кроме того, перовскит также можно использовать в наземных электростанциях, авиации, строительстве, носимых устройствах производства электроэнергии и во многих других областях.
21 марта Ningde Times применил патент на «солнечный элемент кальция титанита, его метод подготовки и силовое устройство». В последние годы, благодаря поддержке внутренней политики и мер, отрасль руды кальциевого титана, представленная солнечными элементами руды кальция-титана, добилась больших успехов. Так что же такое перовскит? Как индустриализация перовскита? С какими проблемами все еще сталкиваются? Наука и технология Daily Reporter опросил соответствующих экспертов.
Перовский не является ни кальцием, ни титаном.
Так называемые перовскиты не являются ни кальцием, ни титаном, но общим термином для класса «керамических оксидов» с одинаковой кристаллической структурой, с молекулярной формулой ABX3. A обозначает «большой радиус катион», B для «металлического катиона» и X для «галогенового аниона». A обозначает «большой радиус катион», B обозначает «металлический катион», а X обозначает «галогенный анион». Эти три иона могут демонстрировать много удивительных физических свойств посредством расположения различных элементов или путем регулировки расстояния между ними, включая, помимо прочего, изоляцию, сегнетоэлектричество, антиферромагнетизм, гигантский магнитный эффект и т. Д.
«Согласно элементарному составу материала, перовскиты можно примерно разделить на три категории: сложные оксиды металлов, перовскиты, органические гибридные перовскиты и неорганические галогенированные перовскиты». Луо Цингшан, профессор Школы электронной информации и оптической инженерии Университета Нанкай, представил, что титаниты кальция, в настоящее время используемые в фотоэлектрической форме, обычно являются последними двумя.
Перовскит можно использовать во многих областях, таких как наземные электростанции, аэрокосмические, строительные и носимые устройства производства электроэнергии. Среди них фотоэлектрическое поле является основной областью применения Перовскита. Структуры титанита кальция очень обозначены и обладают очень хорошими фотоэлектрическими показателями, что является популярным направлением исследования в фотоэлектрической области в последние годы.
Индустриализация перовскита ускоряется, и внутренние предприятия конкурируют за макет. Сообщается, что первые 5000 фрагментов модулей титановой руды кальция, поставляемых из Hangzhou Fina Photoelectric Technology Co., Ltd; Renshuo Photovoltaic (Suzhou) Co., Ltd. также ускоряет строительство крупнейшей в мире 150 МВт полной ламинированной пилотной линии с ламинированной рудой; Kunshan GCL Photoelectric Materials Co. Ltd. 150 МВт кальциевой титановый рудный фотоэлектрический модульный
Титановая руда кальция имеет очевидные преимущества в фотоэлектрической промышленности
В фотоэлектрической промышленности Перовскит в последние годы пользуется горячим спросом. Причина, по которой он стал «фаворитом» в области солнечных элементов, связана с его собственными уникальными условиями.
«Во -первых, Perrovskite обладает многочисленными отличными оптоэлектронными свойствами, такими как регулируемая зона разрыва, высокий коэффициент поглощения, низкая энергия связывания экситонов, высокая подвижность носителей, высокая допуск дефектов и т. Д.; Во-вторых, процесс приготовления перовскита прост и может достичь полупрозрачности, ультра-светскости, ультратистичности, гибкости и т. Д. Luo Jingshan представил. И подготовка перовскита также требует относительно низкой чистоты сырья.
В настоящее время в поле PV используется большое количество солнечных элементов на основе кремния, которые можно разделить на монокристаллический кремний, поликристаллический кремний и аморфные кремниевые солнечные элементы. Теоретический фотоэлектрический конверсивный полюс кристаллических кремниевых клеток составляет 29,4%, а нынешняя лабораторная среда может достигать максимум 26,7%, что очень близко к потолку конверсии; Предстоит, что предельный прирост технологического улучшения также станет меньше и меньше. Напротив, эффективность фотоэлектрической конверсии клеток перовскита имеет более высокое теоретическое значение полюса 33%, и если две клетки перовскита сложены вместе и вниз, теоретическая эффективность преобразования может достигать 45%.
В дополнение к «эффективности», еще одним важным фактором является «стоимость». Например, причина, по которой стоимость первого поколения тонкопленочных батарей не может снизиться, заключается в том, что резервы кадмия и галлия, которые являются редкими элементами на земле, слишком малы, и в результате, тем более развита отрасль чем больше спроса, тем выше стоимость производства, и он никогда не смог стать основным продуктом. Сырье перовскита распределяется в больших количествах на земле, а цена также очень дешевая.
Кроме того, толщина рудного покрытия кальциевого титана для батарей для руды кальциевого титана составляет всего несколько сотен нанометров, примерно 1/500-й от устойчивости кремниевых вафель, что означает, что спрос на материал очень мал. Например, нынешняя глобальная потребность в кремниевом материале для кристаллических кремниевых клеток составляет около 500 000 тонн в год, и если все они заменяются перовскитными клетками, потребуется только около 1000 тонн перовскита.
С точки зрения производственных затрат, кристаллические кремниевые клетки требуют очистки кремния до 99,9999%, поэтому кремний должен быть нагрет до 1400 градусов по Цельсию, расплавлен в жидкость, втянутые в круглые стержни и срезы, а затем собраны в ячейки, с не менее четырех заводами и двумя до трех дней между ними и большим потреблением энергии. Напротив, для производства клеток перовскита необходимо только применить базовую жидкость перовскита на подложку, а затем ждать кристаллизации. Весь процесс включает в себя только стекло, клейкую пленку, перовскит и химические материалы и может быть завершен на одной фабрике, а весь процесс занимает всего около 45 минут.
«Солнечные элементы, приготовленные из перовскита, обладают отличной фотоэлектрической эффективностью преобразования, которая на этой стадии достигла 25,7% и может заменить традиционные солнечные элементы на основе кремния в будущем, чтобы стать коммерческим основным потоком». Луо Цзишан сказал.
Есть три основные проблемы, которые необходимо решить для содействия индустриализации
При продвижении индустриализации халкоцита людям все еще нужно решить 3 проблемы, а именно долгосрочную стабильность халкоцита, препарат большой площади и токсичность свинца.
Во -первых, перовскит очень чувствителен к окружающей среде, и такие факторы, как температура, влажность, свет и нагрузка на цепь, могут привести к разложению перовскита и снижению эффективности клеток. В настоящее время большинство лабораторных перовскитовых модулей не соответствуют Международному стандарту IEC 61215 для фотоэлектрических продуктов, и при этом они не достигают 10-20-летнего времени срока службы кремниевых солнечных элементов, поэтому стоимость перовскита по-прежнему не является выгодной в традиционном фотоэлектрическом поле. Кроме того, механизм деградации Перовскита и его устройства очень сложный, и нет очень четкого понимания процесса в этой области, а также нет единого количественного стандарта, который наносит ущерб исследованиям стабильности.
Еще одна важная проблема - как их подготовить в больших масштабах. В настоящее время, когда в лаборатории проводятся исследования оптимизации устройств, эффективная область света используемых устройств обычно составляет менее 1 см2, и когда речь идет о стадии коммерческого применения крупномасштабных компонентов, необходимо улучшить методы лабораторного подготовки или заменен. Основными методами, в настоящее время применимыми к подготовке пленок перовскита в большой площадке, являются метод решения и метод вакуумного испарения. В методе решения концентрация и отношение раствора предшественника, тип растворителя и время хранения оказывают большое влияние на качество пленок перовскита. Метод вакуумного испарения готовит хорошее качество и контролируемое осаждение перовскитных пленок, но опять же трудно достичь хорошего контакта между предшественниками и субстратами. Кроме того, поскольку транспортный уровень заряда устройства перовскита также должен быть подготовлен на большой территории, производственная линия с непрерывным отложением каждого слоя должна быть установлена при промышленном производстве. В целом, процесс подготовки тонких пленок перовскита по-прежнему нуждается в дальнейшей оптимизации.
Наконец, токсичность свинца также является проблемой, вызывающей беспокойство. В процессе старения современных высокоэффективных устройств перовскита Перовскит разлагается на производство свободных ионов свинца и свинцовых мономеров, которые будут опасны для здоровья, как только они войдут в организм человека.
Луо Цингшан считает, что такие проблемы, как стабильность, могут быть решены упаковкой устройства. «Если в будущем, эти две проблемы будут решены, существует также зрелый процесс подготовки, также может превратить устройства перовскита в полупрозрачное стекло или сделать на поверхности зданий для достижения интеграции фотоэлектрических зданий или превратить в гибкие складные устройства для аэрокосмических Другие поля, так что перовскит в космосе без воды и кислородной среды играл максимальную роль ». Луо Цзишан уверен в будущем Перовскита.
Пост времени: апрель 15-2023