En la fotovoltaa industrio, perovskito estis en varma postulo en la lastaj jaroj. La kialo kial ĝi aperis kiel la "plej ŝatata" en la kampo de sunaj ĉeloj estas pro ĝiaj unikaj kondiĉoj. Kalcia titanio -erco havas multajn bonegajn fotovoltaajn proprietojn, simplan preparan procezon kaj larĝan gamon de krudaj materialoj kaj abunda enhavo. Krome, perovskito ankaŭ povas esti uzata en grundaj centraloj, aviado, konstruado, porteblaj energiaj aparatoj kaj multaj aliaj kampoj.
La 21an de marto, Ningde Times petis la patenton de "Suna Ĉelo de Kalcio Titanita kaj ĝia Prepara Metodo kaj Potenco -Aparato". En la lastaj jaroj, kun la subteno de hejmaj politikoj kaj mezuroj, la industrio de kalci-titana erco, reprezentita de kalci-titanaj ercaj sunaj ĉeloj, faris grandajn paŝojn. Kio do estas perovskito? Kiel estas la industriigo de perovskito? Kiaj defioj ankoraŭ alfrontas? Daily Raportisto pri Scienco kaj Teknologio intervjuis la koncernajn spertulojn.
Perovskito estas nek kalcio nek titanio.
La tiel nomataj perovskitoj estas nek kalcio nek titanio, sed genra termino por klaso de "ceramikaj oksidoj" kun la sama kristala strukturo, kun la molekula formulo ABX3. A staras por "granda radia katjono", B por "metala katjono" kaj X por "halogena aniono". A staras por "granda radia katjono", B staras por "metala katjono" kaj X signifas "halogenan anion". Ĉi tiuj tri jonoj povas elmontri multajn mirindajn fizikajn proprietojn per la aranĝo de diversaj elementoj aŭ alĝustigante la distancon inter ili, inkluzive sed ne limigite al izolado, ferroelektreco, kontraŭferromagnetismo, giganta magneta efiko, ktp.
"Laŭ la elementa konsisto de la materialo, perovskitoj povas esti proksimume dividitaj en tri kategoriojn: kompleksaj metalaj oksidaj perovskitoj, organikaj hibridaj perovskitoj, kaj neorganikaj halogenaj perovskitoj." Luo Jingshan, profesoro ĉe la Lernejo pri Elektronikaj Informoj kaj Optika Inĝenierado de la Universitato Nankai, enkondukis, ke la kalciaj titanitoj nun uzataj en fotovoltaiko kutime estas ĉi -lastaj.
Perovskito povas esti uzata en multaj kampoj kiel teraj centraloj, aerspaco, konstruado kaj porteblaj elektraj generaciaj aparatoj. Inter ili, fotovoltaa kampo estas la ĉefa aplika areo de perovskito. Kalciaj titanitaj strukturoj estas tre destinaj kaj havas tre bonan fotovoltaikan agadon, kiu estas populara esplora direkto en fotovoltaa kampo en la lastaj jaroj.
La industriigo de perovskito akcelas, kaj hejmaj entreprenoj konkurencas por la aranĝo. Estas raportite, ke la unuaj 5.000 pecoj de kalcia titanio -erco -moduloj ekspeditaj de Hangzhou Fina Photoelectric Technology Co., Ltd; Renshuo PhotoVoltaic (Suzhou) Co., Ltd. ankaŭ akcelas la konstruadon de la plej granda 150 MW plena kalcia titanio -erco -laminita piloto -linio; Kunshan GCL Photoelectric Materials Co. Ltd. 150 MW Kalci-Titanio Ore Fotovoltaic Module Production Line estis finita kaj funkciigita en decembro 2022, kaj la jara elira valoro povas atingi 300 milionojn da juanoj post atingado de produktado.
Kalcia titana erco havas evidentajn avantaĝojn en fotovoltaa industrio
En la fotovoltaa industrio, perovskito estis en varma postulo en la lastaj jaroj. La kialo kial ĝi aperis kiel la "plej ŝatata" en la kampo de sunaj ĉeloj estas pro siaj propraj unikaj kondiĉoj.
"Unue, perovskito havas multajn bonegajn optoelektronikajn proprietojn, kiel alĝustigebla bando -breĉo, alta absorba koeficiento, malalta eksciton -liganta energio, alta portanta movebleco, alta difekto -toleremo, ktp; Due, la preparada procezo de perovskito estas simpla kaj povas atingi translucencon, ultra-lumon, ultra-distancon, flekseblecon, ktp. Fine, perovskitaj krudmaterialoj estas vaste haveblaj kaj abundaj. " Luo Jingshan enkondukis. Kaj la preparado de perovskito ankaŭ postulas relative malaltan purecon de krudmaterialoj.
Nuntempe, la PV-kampo uzas grandan nombron da sunaj ĉeloj bazitaj sur silicio, kiuj povas esti dividitaj en monokristalan silikon, polikristalan silicion kaj amorfajn siliciajn sunajn ĉelojn. La teoria fotoelektra konverta poluso de kristalaj siliciaj ĉeloj estas 29,4%, kaj la nuna laboratoria medio povas atingi maksimume 26,7%, kiu estas tre proksima al la plafono de konvertiĝo; Estas antaŭvideble, ke la marĝena gajno de teknologia plibonigo ankaŭ fariĝos pli malgranda kaj pli malgranda. En kontrasto, la fotovoltaa konverta efikeco de perovskitaj ĉeloj havas pli altan teorian polan valoron de 33%, kaj se du perovskitaj ĉeloj estas stakigitaj supren kaj malsupren kune, la teoria konverta efikeco povas atingi 45%.
Krom "efikeco", alia grava faktoro estas "kosto". Ekzemple, la kialo, ke la kosto de la unua generacio de maldikaj filmaj baterioj ne povas malsupreniri, estas ke la rezervoj de kadmio kaj galio, kiuj estas maloftaj elementoj sur la tero, estas tro malgrandaj, kaj rezulte, des pli evoluinta la industrio estas, ju pli granda estas la postulo, des pli alta estas la produktokosto, kaj ĝi neniam povis fariĝi ĉefa produkto. La krudmaterialoj de perovskito estas distribuitaj en grandaj kvantoj sur la tero, kaj la prezo ankaŭ estas tre malmultekosta.
Krome, la dikeco de la kalci-titana erco-tegaĵo por kalci-titanaj erco-baterioj estas nur kelkaj cent nanometroj, ĉirkaŭ 1/500-a de tiu de siliciaj vafoj, kio signifas, ke la postulo pri la materialo estas tre malgranda. Ekzemple, la nuna tutmonda postulo pri silicia materialo por kristalaj siliciaj ĉeloj estas ĉirkaŭ 500.000 tunoj jare, kaj se ĉiuj estas anstataŭigitaj per perovskitaj ĉeloj, nur ĉirkaŭ 1,000 tunoj da perovskito bezonos.
Koncerne fabrikajn kostojn, kristalaj siliciaj ĉeloj postulas purigon de silicio ĝis 99.9999%, do silicio devas esti varmigita ĝis 1400 gradoj Celsius, fandiĝi en likvaĵo, tirita en rondajn bastonojn kaj tranĉaĵojn, kaj poste kunvenigitajn en ĉelojn, kun almenaŭ kvar fabrikoj kaj du al tri tagoj intere kaj pli granda energikonsumo. En kontrasto, por produktado de perovskitaj ĉeloj, necesas nur apliki la perovskitan bazan likvaĵon al la substrato kaj tiam atendi kristaliĝon. La tuta procezo nur implikas vitron, gluan filmon, perovskiton kaj kemiajn materialojn, kaj povas esti kompletigita en unu fabriko, kaj la tuta procezo daŭras nur ĉirkaŭ 45 minutojn.
"Suna ĉeloj preparitaj el perovskito havas bonegan fotoelektran konvertan efikecon, kiu atingis 25,7% en ĉi tiu stadio, kaj eble anstataŭigos tradiciajn silik-bazitajn sunajn ĉelojn en la estonteco por iĝi la komerca ĉefa fluo." Luo Jingshan diris.
Estas tri gravaj problemoj, kiuj devas esti solvitaj por antaŭenigi industriigon
Antaŭeniri la industriigon de kalkocito, homoj ankoraŭ bezonas solvi 3 problemojn, nome la longdaŭran stabilecon de kalkocito, granda areo-preparo kaj la tokseco de plumbo.
Unue, perovskito estas tre sentema al la medio, kaj faktoroj kiel temperaturo, humido, lumo kaj cirkvito -ŝarĝo povas konduki al malkomponaĵo de perovskito kaj redukto de ĉela efikeco. Nuntempe plej multaj laboratoriaj perovskitaj moduloj ne plenumas la internacian normon de IEC 61215 por fotovoltaaj produktoj, nek atingas la 10-20-jaran vivdaŭron de siliciaj sunaj ĉeloj, do la kosto de perovskito ankoraŭ ne estas avantaĝa en la tradicia fotovoltaika kampo. Krome, la degrada mekanismo de perovskito kaj ĝiaj aparatoj estas tre kompleksa, kaj ne ekzistas tre klara kompreno de la procezo en la kampo, nek ekzistas unuigita kvanta normo, kiu malutilas al esplorado pri stabileco.
Alia grava afero estas kiel prepari ilin grandskale. Nuntempe, kiam studoj pri optimumigo de aparatoj estas faritaj en la laboratorio, la efika malpeza areo de la uzataj aparatoj estas kutime malpli ol 1 cm2, kaj kiam temas pri la komerca aplika stadio de grandskalaj komponentoj, la laboratoriaj preparaj metodoj devas esti plibonigitaj aŭ anstataŭigita. La ĉefaj metodoj nuntempe aplikeblaj al la preparado de grand-areaj perovskitaj filmoj estas la solva metodo kaj la vakua vaporiĝa metodo. En la solva metodo, la koncentriĝo kaj rilatumo de la pionira solvo, la tipo de solvilo kaj la stokadotempo havas grandan efikon sur la kvalito de la perovskitaj filmoj. Vakua vaporiĝa metodo preparas bonkvalitan kaj kontroleblan deponejon de perovskitaj filmoj, sed denove malfacilas atingi bonan kontakton inter pioniroj kaj substratoj. Krome, ĉar la ŝarĝa transporta tavolo de la perovskita aparato ankaŭ devas esti preparita en granda areo, produktada linio kun kontinua deponejo de ĉiu tavolo bezonas esti establita en industria produktado. Entute, la procezo de grand-area preparado de perovskitaj maldikaj filmoj ankoraŭ bezonas plian optimumigon.
Fine, la tokseco de plumbo ankaŭ zorgas. Dum la maljuniĝanta procezo de aktualaj alt-efikaj perovskitaj aparatoj, perovskito malkomponos produkti senpagajn plumajn jonojn kaj plumajn monomerojn, kiuj estos danĝeraj por sano post kiam ili eniros la homan korpon.
Luo Jingshan opinias, ke problemoj kiel stabileco povas esti solvitaj per aparataj pakaĵoj. "Se en la estonteco, ĉi tiuj du problemoj estas solvitaj, ankaŭ ekzistas matura prepara procezo, ankaŭ povas igi perovskitajn aparatojn en translucan vitron aŭ fari sur la surfaco de konstruaĵoj por atingi fotovoltaikan konstruan integriĝon, aŭ igitajn en flekseblaj faldeblaj aparatoj por aerospaco kaj aliaj kampoj, tiel ke perovskito en spaco sen akvo kaj oksigena medio por ludi maksimuman rolon. " Luo Jingshan fidas pri la estonteco de Perovskite.
Afiŝotempo: Apr-15-2023