Di pîşesaziya fotovoltaîk de, perovskite di van salên dawî de daxwazek germ e. Sedema ku ew di warê şaneyên rojê de wekî "bijare" derketiye holê ji ber şert û mercên wê yên bêhempa ye. Kevirê tîtaniumê Kalsiyûm xwedan taybetmendiyên fotovoltaîk ên hêja, pêvajoya amadekirina hêsan, û cûrbecûr materyalên xav û naveroka pir xweş e. Wekî din, perovskite dikare di santralên elektrîkê yên bejayî, hewavanî, avahîsaziyê, amûrên hilberîna elektrîkê de û gelek warên din de jî were bikar anîn.
Di 21ê Adarê de, Ningde Times ji bo patenta "hucreya rojê ya tîtanît a kalsiyûmê û rêbaza amadekirina wê û cîhaza hêzê" serlêdan kir. Di van salên dawî de, bi piştgirîya polîtîka û tedbîrên navxweyî, pîşesaziya kana kalsiyûm-tîtanium, ku ji hêla hucreyên rojê yên calcium-tîtanium ve tê temsîl kirin, gavên mezin avêtine. Ji ber vê yekê perovskite çi ye? Pîşesazîkirina perovskite çawa ye? Çi zehmetiyên hê jî rû bi rû ne? Nûçegihanê Science and Technology Daily bi pisporên têkildar re hevpeyvîn kir.
Perovskite ne kalsiyûm û ne jî titanium e.
Bi navê perovskit ne kalsiyûm û ne jî titanium in, lê têgehek gelemperî ji bo çînek "oksîdên seramîk" ên bi heman avahiya krîstal, bi formula molekularî ABX3 in. A ji bo "katyona tîrêjê ya mezin", B ji "katyona metal" û X ji "anyona halojen" re radiweste. A tê wateya "katyona tîrêjê ya mezin", B "katyona metal" û X "anyona halojen" radiweste. Van her sê îyon dikarin bi birêkûpêkkirina hêmanên cihêreng an bi sererastkirina dûrahiya di navbera wan de gelek taybetmendiyên laşî yên ecêb nîşan bidin, di nav de lê ne tenê îzolasyon, ferroelektrîk, antîferromagnetîzm, bandora magnetîkî ya mezin, hwd.
"Li gorî pêkhateya hêmanên materyalê, perovskit bi qasî sê kategoriyan têne dabeş kirin: perovskitên oksîdê metal ên tevlihev, perovskitên hîbrîd ên organîk, û perovskitên halojenkirî yên neorganîkî." Luo Jingshan, profesorek li Dibistana Agahdariya Elektronîkî û Endezyariya Optîk a Zanîngeha Nankai, destnîşan kir ku tîtaniyên kalsiyûmê ku naha di fotovoltaîk de têne bikar anîn bi gelemperî du yên paşîn in.
Perovskite dikare di gelek waran de wekî santralên elektrîkê yên bejayî, asmanî, avahî, û amûrên hilberîna elektrîkê ya cil û bergan were bikar anîn. Di nav wan de, qada fotovoltaîk qada serîlêdana sereke ya perovskite ye. Strukturên tîtanît ên kalsiyûmê pir sêwirandî ne û xwedan performansa fotovoltaîk a pir baş in, ku di van salên dawî de rêgezek lêkolînê ya populer e di warê fotovoltaîk de.
Pîşesaziya perovskite bileztir dibe, û pargîdaniyên navxweyî ji bo sêwiranê pêşbaziyê dikin. Hat ragihandin ku yekem 5,000 perçeyên modulên kana kalsiyûmê titanium ji Hangzhou Fina Photoelectric Technology Co., Ltd. Renshuo Photovoltaic (Suzhou) Co., Ltd. di heman demê de lez dide avakirina xeta pîlotê ya herî mezin a cîhanê ya 150 MW ya tije tîtanyûmê ya kalsiyûmê; Kunshan GCL Photoelectric Materials Co. Ltd. Xeta hilberîna modulê fotovoltaîk ya 150 MW kalsiyûm-tîtanyûm ore di Kanûna 2022-an de qediya û ket kar, û nirxa hilberîna salane dikare bigihîje 300 mîlyon yuan piştî ku bigihîje hilberînê.
Di pîşesaziya fotovoltaîk de kana tîtaniumê kalsiyûm xwedî avantajên eşkere ye
Di pîşesaziya fotovoltaîk de, perovskite di van salên dawî de daxwazek germ e. Sedema ku ew di warê şaneyên rojê de wekî "bijare" derketiye holê ji ber şert û mercên wê yên bêhempa ye.
"Ya yekem, perovskite xwedan gelek taybetmendiyên optoelektronîkî yên hêja ye, wek valahiya bandê ya birêkûpêk, hevsengiya vegirtinê ya bilind, enerjiya girêdana excitonê ya nizm, tevgera hilgirê bilind, tolerasyona kêmasiya bilind, hwd.; ya duyemîn, pêvajoya amadekirina perovskite hêsan e û dikare bigihîje zelalbûn, ultra-sivikî, ultra-tenik, nermbûn, hwd. Di dawiyê de, madeyên xav ên perovskite bi berfirehî peyda dibin û pir in." Luo Jingshan destnîşan kir. Û amadekirina perovskite jî paqijiya nisbeten kêm a madeyên xav hewce dike.
Heya nuha, qada PV hejmareke mezin ji hucreyên rojê yên bingehîn ên silicon bikar tîne, ku dikarin li silicon monokrîstalîn, silicon polîkrîstalîn, û hucreyên rojê yên silicon amorf bêne dabeş kirin. Pola veguhertina fotoelektrîkî ya teorîkî ya hucreyên sîlîkonê yên krîstal 29,4% e, û hawîrdora laboratîfê ya heyî dikare herî zêde bigihîje% 26,7, ku pir nêzîkê tavana veguhertinê ye; Tê pêşbînîkirin ku qezenca marjînal a pêşketina teknolojîk jî her ku diçe piçûktir bibe. Berevajî vê, karîgeriya veguheztina fotovoltaîkî ya hucreyên perovskite xwedan nirxek pola teorîkî ya bilindtir e% 33, û heke du hucreyên perovskite bi jor û jor ve li hev bicivin, karîgeriya veguheztina teorîkî dikare bigihîje 45%.
Ji bilî "kêrhatî", faktorek din a girîng "lêçûn" e. Mînakî, sedema ku lêçûna nifşa yekem a bataryayên fîlima zirav nikare were xwarê ev e ku rezervên kadmium û galium, ku hêmanên kêm li ser rûyê erdê ne, pir hindik in, û di encamê de, pîşesazî her ku diçe pêşkeftîtir dibe. e, daxwaz mezintir, lêçûna hilberînê bilindtir e, û ew tu carî nekariye bibe hilberek sereke. Materyalên xav ên perovskite bi mîqdarên mezin li ser rûyê erdê têne belav kirin, û bihayê wê jî pir erzan e.
Wekî din, qalindahiya rûkê madenê kalsiyûm-tîtanyumê ji bo bataryayên madenê kalsiyûm-tîtanyûm tenê çend sed nanometre ye, bi qasî 1/500-ê ya waferên silicon, ku tê vê wateyê ku daxwaziya materyalê pir hindik e. Mînakî, daxwaziya gerdûnî ya heyî ji bo materyalê siliconê ji bo şaneyên sîlîkonê yên krîstal salane bi qasî 500,000 ton e, û heke hemî bi şaneyên perovskite werin guheztin, dê tenê bi qasî 1,000 ton perovskite hewce bike.
Di warê lêçûnên çêkirinê de, hucreyên sîlîkonê yên krîstal ji 99,9999% hewceyê paqijkirina siliconê ne, ji ber vê yekê divê silicon di 1400 derece Celsius de were germ kirin, di şilê de were helandin, di nav daran û perçeyên dorê de were kişandin, û dûv re di nav hucreyan de were berhev kirin, bi kêmî ve çar kargeh û du di navbera sê rojan de, û mezaxtina enerjiyê mezintir. Berevajî vê, ji bo hilberîna hucreyên perovskite, tenê pêdivî ye ku meriv şilava bingehîn a perovskite li ser substratê bicîh bike û dûv re li benda krîstalîzasyonê bimîne. Tevahiya pêvajoyê tenê cam, fîlima adhesive, perovskite û materyalên kîmyewî vedigire, û dikare di yek kargehekê de were qedandin, û tevahiya pêvajoyê tenê bi qasî 45 hûrdem digire.
"Hêneyên rojê yên ku ji perovskite hatine amadekirin xwedan karbidestiya veguherîna fotoelektrîkî ya hêja ye, ku di vê qonaxê de gihîştiye% 25.7, û dibe ku di pêşerojê de şûna şaneyên rojê yên kevneşopî yên bingehîn ên sîlîkonê bigire da ku bibe serweriya bazirganî." Luo Jingshan got.
Ji bo pêşxistina pîşesazîbûnê sê pirsgirêkên sereke hene ku divê bên çareserkirin
Di pêşdebirina pîşesazkirina kalcocitê de, mirov hîn jî hewce ne ku 3 pirsgirêkan çareser bikin, ango îstîqrara demdirêj a kalcocitê, amadekirina qada mezin û jehrbûna lîberê.
Ya yekem, perovskite ji hawîrdorê re pir hesas e, û faktorên wekî germahî, şilbûn, ronahiyê, û barkirina dorpêçê dikare bibe sedema hilweşîna perovskite û kêmkirina kargêriya hucreyê. Heya nuha piraniya modulên perovskite yên laboratîf standarda navneteweyî ya IEC 61215 ji bo hilberên fotovoltaîk nagirin, ne jî ew digihîjin temenê 10-20 salî yên hucreyên rojê yên silicon, ji ber vê yekê lêçûna perovskite hîn jî di warê kevneşopî ya fotovoltaîk de ne bikêr e. Wekî din, mekanîzmaya hilweşandina perovskite û amûrên wê pir tevlihev e, û têgihiştinek pir zelal a pêvajoyê li qadê tune ye, ne jî standardek mîqdarek yekbûyî heye, ku zirarê dide lêkolîna aramiyê.
Pirsgirêkek din a sereke ev e ku meriv wan çawa li ser pîvanek mezin amade dike. Heya nuha, dema ku lêkolînên xweşbînkirina cîhazê di laboratîfê de têne kirin, qada ronahiya bandorker a cîhazên ku têne bikar anîn bi gelemperî ji 1 cm2 kêmtir e, û dema ku ew tê qonaxa serîlêdana bazirganî ya hêmanên mezin, pêdivî ye ku rêbazên amadekirina laboratûwarê bêne baştir kirin. an şûna. Rêbazên sereke yên ku niha ji bo amadekirina fîlimên perovskite-herêma mezin têne sepandin, rêbaza çareseriyê û rêbaza evaporkirina valahiya ne. Di rêbaza çareseriyê de, hûrbûn û rêjeya çareseriya pêşîn, celebê çareserker, û dema hilanînê bandorek mezin li ser kalîteya fîlimên perovskite dike. Rêbaza evaporkirina valahiya kalîteya baş û depokirina kontrolkirî ya fîlimên perovskite amade dike, lê dîsa jî dijwar e ku meriv têkiliyek baş di navbera pêşdar û substratan de bi dest bixe. Digel vê yekê, ji ber ku qata barkirina barkirinê ya cîhaza perovskite jî pêdivî ye ku li deverek mezin were amadekirin, pêdivî ye ku di hilberîna pîşesaziyê de xetek hilberînê ya ku her qatek domdar tê hilanîn were saz kirin. Bi tevayî, pêvajoya amadekirina qadeke mezin a fîlimên nazik ên perovskite hîn jî pêdivî bi xweşbîniyek din heye.
Di dawiyê de, jehrbûna lîberê jî pirsgirêkek xemgîn e. Di pêvajoya pîrbûnê ya cîhazên perovskite-ê yên heyî de, perovskite dê hilweşe û îyonên serber û monomerên serberiyê yên belaş hilberîne, ku gava ku ew têkevin laşê mirov dê ji bo tenduristiyê xeternak bin.
Luo Jingshan bawer dike ku pirsgirêkên wekî aramiyê bi pakkirina cîhazê ve têne çareser kirin. "Heke di pêşerojê de, ev her du pirsgirêk werin çareser kirin, di heman demê de pêvajoyek amadehiyek gihîştî jî heye, di heman demê de dikare cîhazên perovskite bike cama şefaf an jî li ser rûyê avahiyan bike da ku bigihîje yekbûna avahiya fotovoltaîkî, an jî ji bo hewa û fezayê bibe amûrên paldandî yên maqûl çêbike. qadên din, da ku perovskite li fezayê bê av û hawîrdora oksîjenê rolek herî zêde bilîze." Luo Jingshan di derbarê pêşeroja perovskite de ewle ye.
Dema şandinê: Avrêl-15-2023