Czym jest perowskit?
Perowskity to grupa materiałów o tej samej strukturze, które mają wiele interesujących właściwości, takich jak nadprzewodnictwo, magnetorezystancja i inne. Ludzie uważają, że materiały te są przyszłością paneli słonecznych, ponieważ są łatwe w produkcji i mają unikalną strukturę, która sprawia, że świetnie nadają się do tanich i wydajnych ogniw fotowoltaicznych.
Czym są perowskitowe ogniwa słoneczne?
Perowskitowe ogniwo słoneczne to rodzaj ogniwa słonecznego, które zawiera związek o strukturze perowskitu.
Korzystając z elastyczności tego składu, naukowcy mogą projektować kryształy perowskitowych ogniw słonecznych tak, aby miały szeroki zakres właściwości fizycznych, optycznych i elektrycznych.
Wydajność perowskitowych ogniw słonecznych z pojedynczym złączem bije rekordy każdego roku:
Perowskitowe ogniwa słoneczne VS krystaliczne krzemowe ogniwa słoneczne
1. wyższa wydajność. Jest to wyjątkowa cecha tej technologii. Do tej pory osiągnięto sprawność 29,15%, blisko 30%, czyli o 3,75% wyższą niż najwyższa sprawność zarejestrowana dla technologii Al-BSF z krzemu krystalicznego. Świadczy to o ogromnym potencjale chalkogenidowych paneli słonecznych.
2. mniejsze tłumienie. Panele słoneczne z krzemu krystalicznego mają współczynnik temperaturowy około -0,38%/°C, ale perowskitowe ogniwa słoneczne mają tylko -0,13%/°C. Skutkuje to dłuższym okresem rozpadu.
3. Łatwiejsze w produkcji. Perowskitowe ogniwa słoneczne mogą być wytwarzane całkowicie w roztworze. Oznacza to, że można je wytwarzać przy użyciu metod wielkoskalowych, takich jak wykańczanie matryc szczelinowych i drukowanie atramentowe. Może to oznaczać, że można je łatwo dostosować do masowej produkcji.
Wady perowskitowych ogniw słonecznych
1. Koszt. Głównie dlatego, że złoto jest obecnie najczęściej stosowanym materiałem elektrodowym. Innym problemem jest to, że tańsze perowskitowe ogniwa słoneczne nie działają tak długo. Perowskitowe ogniwa fotowoltaiczne również szybko się psują, gdy są wystawione na działanie wody, a produkty rozpadu atakują metalowe elektrody. W celu ochrony perowskitu, ciężkie powłoki mogą również zwiększyć koszt ogniwa.
2. Trujący. Jednym z produktów rozpadu perowskitu jest substancja o nazwie PbI, która jest trująca i istnieją obawy, że może powodować raka. Ponadto, wiele ogniw perowskitowych wykorzystuje ołów, który jest bardzo brudną substancją.
3. żywotność. Technologia krystalicznych krzemowych ogniw słonecznych jest dojrzałą technologią o żywotności do 30 lat, podczas gdy chalkogenidowe panele słoneczne działają tylko 30 miesięcy w najlepszym przypadku, co czyni je niepraktycznymi dla większości praktycznych zastosowań.
Komercjalizacja perowskitowych ogniw słonecznych
Baterie wapniowo-tytanowo-mineralne znalazły się w centrum uwagi na drodze do komercjalizacji, mimo że nigdy nie były stosowane na dużą skalę. Dzięki współpracy Oxford PV z Meyerberger i uruchomieniu linii produkcyjnej GCL Nano o mocy 100 MW, perowskitowe ogniwa słoneczne są już w sprzedaży.
Państwowa Korporacja Inwestycji Energetycznych (SIPC), Huaneng Group, LONGi, Trina Solar, Zhonglai Photovoltaic, Aixu Science and Technology, Savi Group, Shengcheng Photovoltaic i inne firmy wskazały, że uważnie śledzą trend technologii baterii chalkokitowych na bazie krzemu i planują ich uruchomienie.
Dane pokazują, że gdy zdolność produkcyjna modułu perowskitowych ogniw słonecznych osiągnie 1 GW, oczekuje się, że jego koszt spadnie do €0.1/ W. W tym czasie ekonomiczne perowskitowe ogniwa słoneczne nałożone na HJT, TOPCon i CIGS oraz inne technologie będą napędzać przemysł fotowoltaiczny, nową rundę modernizacji technologicznej, iterację produktów i innowacje w zakresie zastosowań, a także energicznie promować parytetowy dostęp do Internetu PV i zastępowanie czystej energii.
Obecnie proces komercjalizacji perowskitowych ogniw fotowoltaicznych ma się wkrótce rozpocząć, a omówienie technologii i industrializacji związanej z perowskitowymi ogniwami słonecznymi i ułożonymi ogniwami słonecznymi (modułami) ma pozytywne i głębokie znaczenie, a także podjęcie praktycznych działań w celu przełamania głównych propozycji promowania rozwoju branży.
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:
