Fotowoltaik pudagynda soňky ýyllarda perowskite uly isleg bildirilýär.Gün öýjükleri pudagynda “iň halanýan” hökmünde ýüze çykmagynyň sebäbi, özboluşly şertleri bilen baglanyşykly.Kalsiý titanium magdanynyň ajaýyp fotoelektrik aýratynlyklary, ýönekeý taýýarlyk prosesi we çig malyň köp mukdary we köp mazmuny bar.Mundan başga-da, perowskit ýerüsti elektrik stansiýalarynda, awiasiýa, gurluşyk, geýip bolýan elektrik öndüriji enjamlarda we başga-da köp ugurlarda ulanylyp bilner.
21-nji martda Ningde Times “kalsiý titanit gün öýjügi we ony taýýarlamak usuly we güýç enjamy” patentine ýüz tutdy.Soňky ýyllarda içerki syýasatlaryň we çäreleriň goldawy bilen, kalsiý-titanium magdany gün öýjükleriniň wekili bolan kalsiý-titanium magdany senagaty uly üstünlikler gazandy.Perowskit näme?Perowskitiň senagatlaşmagy nähili?Haýsy kynçylyklar bilen ýüzbe-ýüz bolýarlar?“Science and Technology Daily” habarçysy degişli hünärmenler bilen söhbetdeşlik geçirdi.
Perowskit ne kalsiý, ne-de titanium.
Perowskitler diýlip atlandyrylýanlar ne kalsiý, ne-de titanium, ýöne ABX3 molekulýar formulasy bilen birmeňzeş kristal gurluşy bolan "keramiki oksidler" synpy üçin umumy termin.“Uly radius kationy”, “metal kation” üçin B we “galogen anion” üçin X.“Uly radius kation”, B “metal kation”, X “halogen anion” diýmekdir.Bu üç ion dürli elementleriň tertibi arkaly ýa-da izolýasiýa, ferroelektrik, antiferromagnitizm, äpet magnit täsiri we ş.m. bilen çäklenmän, olaryň arasyndaky aralygy sazlamak arkaly köp ajaýyp fiziki häsiýetleri görkezip biler.
"Materialyň elementar düzümine görä, perowskitleri takmynan üç kategoriýa bölmek bolar: çylşyrymly metal oksidi perowskitler, organiki gibrid perowskitler we organiki däl galogen perowskitler."Nankai uniwersitetiniň elektron maglumat we optiki in Engineeringenerçilik mekdebiniň professory Luo Jingshan, häzirki wagtda fotoelektrikde ulanylýan kalsiý titanitleriniň adatça soňky ikisidigini aýtdy.
perowskit ýerüsti elektrik stansiýalary, howa giňişligi, gurluşyk we geýip bolýan elektrik öndüriji enjamlar ýaly köp ugurlarda ulanylyp bilner.Şolaryň arasynda fotoelektrik meýdany perowskitiň esasy ulanylýan ýeri.Kalsiý titanit gurluşlary ýokary dizaýnly we soňky ýyllarda fotoelektrik pudagynda meşhur gözleg ugry bolan gaty gowy fotoelektrik öndürijiligine eýedir.
Perowskitiň senagatlaşmagy çaltlaşýar we içerki kärhanalar ýerleşiş üçin bäsleşýärler.Hangzhou Fina Fotoelektrik Tehnologiýa Co., Ltd-den ilkinji 5000 bölek kalsiý titanium magdany modullarynyň iberilendigi habar berildi;“Renshuo Photovoltaic” (Suzhou) Co., Ltd. dünýädäki iň uly 150 MWt kalsiý titanium magdany laminirlenen synag liniýasynyň gurluşygyny hem çaltlaşdyrýar;Kunshan GCL Fotoelektrik Materiallar Co. Ltd.
Kalsiý titanium magdany fotowoltaik pudagynda aç-açan artykmaçlyklara eýedir
Fotowoltaik pudagynda soňky ýyllarda perowskite uly isleg bildirilýär.Gün öýjükleri pudagynda “iň halanýan” hökmünde ýüze çykmagynyň sebäbi, özboluşly şertleri bilen baglanyşykly.
“Birinjiden, perowskit sazlanyp bilinýän zolak boşlugy, ýokary siňdiriş koeffisiýenti, pes eksiton baglaýjy energiýa, ýokary göterijiniň hereketi, ýokary kemçiliklere çydamlylyk we ş.m. ýaly köp sanly optoelektroniki häsiýetlere eýe.ikinjiden, perowskitiň taýýarlanylyşy ýönekeý we aýdyňlyga, aşa ýeňillige, aşa inçe, çeýelige we ş.m. ýetip biler. Netijede, perowskit çig maly giňden we köp. ”Luo Jingshan tanyşdyrdy.Perowskitiň taýýarlanmagy hem çig malyň arassalygyny az talap edýär.
Häzirki wagtda PV meýdany monokristally kremnini, polikristally kremnini we amorf kremniý gün öýjüklerine bölüp boljak kremniý esasly gün öýjüklerini köp ulanýar.Kristal kremniý öýjükleriniň teoretiki fotoelektrik öwrüliş polýusy 29,4%, häzirki laboratoriýa gurşawy maksimum 26,7% -e ýetip biler, bu öwrülişigiň üçegine gaty ýakyn;tehnologiki kämilleşdirişiň çäkli girdejisiniň hem kiçeljekdigini çaklamak mümkin.Munuň tersine, perowskit öýjükleriniň fotowoltaik öwrülişiniň netijeliligi has ýokary teoretiki polýus bahasy 33% -e deňdir we iki perowskit öýjügi bir ýere jemlenip, teoretiki öwrülişiň netijeliligi 45% -e ýetip biler.
“Netijelilikden” başga-da möhüm bir faktor “çykdajy”.Mysal üçin, inçe film batareýalarynyň birinji nesliniň bahasynyň aşak düşmezliginiň sebäbi, ýer ýüzünde seýrek elementler bolan kadminiň we galiniň ätiýaçlyklarynyň gaty az bolmagy we netijede pudagyň ösmegi bilen baglanyşyklydyr. isleg näçe köp bolsa, önümçilik bahasy şonça-da ýokary bolup, hiç haçan esasy önüme öwrülip bilmedi.Perowskitiň çig maly ýer ýüzünde köp mukdarda paýlanýar we bahasy hem gaty arzan.
Mundan başga-da, kalsiý-titanium magdany batareýalary üçin kalsiý-titanium magdany örtüginiň galyňlygy bary-ýogy birnäçe ýüz nanometr, kremniý wafli takmynan 1/500 bolup, bu materiala bolan islegiň gaty azdygyny aňladýar.Mysal üçin, kristal kremniý öýjükleri üçin häzirki kremniý materialyna bolan isleg ýylda 500 000 tonna töweregi bolup, olaryň hemmesi perowskit öýjükleri bilen çalşylsa, diňe 1000 tonna perowskit gerek bolar.
Önümçilik çykdajylary nukdaýnazaryndan kristal kremniý öýjükleri kremniniň arassalanmagyny 99,9999% talap edýär, şonuň üçin kremnini 1400 gradusa çenli gyzdyrmaly, suwuklyga eremeli, tegelek çybyklara we dilimlere çekmeli, soňra azyndan dört zawod we iki sany öýjüklere ýygnamaly arasynda üç güne çenli we has köp energiýa sarp etmek.Munuň tersine, perowskit öýjüklerini öndürmek üçin diňe perowskit esasy suwuklygyny substrata sürmeli we kristallaşmagyna garaşmaly.Tutuş proses diňe aýna, ýelimleýji film, perowskit we himiki materiallary öz içine alýar we bir zawodda tamamlanyp bilner we tutuş proses bary-ýogy 45 minut dowam edýär.
"Perowskitden taýýarlanan gün öýjükleri, häzirki döwürde 25,7% -e ýeten ajaýyp fotoelektrik öwrülişine eýedir we geljekde söwda akymyna öwrülmegi üçin kremniý esasly gün öýjüklerini çalşyp biler."Luo Jingshan aýtdy.
Senagatlaşmagy ösdürmek üçin çözülmeli üç sany möhüm mesele bar
Çalsositiň senagatlaşmagyny öňe sürmekde adamlar henizem 3 meseläni çözmeli, ýagny halkositiň uzak möhletli durnuklylygy, uly meýdany taýýarlamak we gurşunyň zäherliligi.
Birinjiden, perowskit daşky gurşawa gaty duýgur we temperatura, çyglylyk, ýagtylyk we zynjyr ýükleri ýaly faktorlar perowskitiň dargamagyna we öýjükleriň netijeliliginiň peselmegine sebäp bolup biler.Häzirki wagtda laboratoriýa perowskit modullarynyň köpüsi fotoelektrik önümleri üçin IEC 61215 halkara standartyna laýyk gelmeýär, ýa-da kremniý gün öýjükleriniň 10-20 ýyl ömrüne ýetip bilmeýär, şonuň üçin perowskitiň bahasy adaty fotoelektrik meýdanynda henizem artykmaç däl.Mundan başga-da, perowskitiň we enjamlarynyň zaýalanmak mehanizmi gaty çylşyrymly, bu ugurda prosese gaty gowy düşünilmeýär we durnuklylyk gözleglerine zyýan berýän bitewi mukdar standarty ýok.
Anotherene bir möhüm mesele, olary giň gerimde nädip taýýarlamaly.Häzirki wagtda enjamy optimizasiýa barlaglary laboratoriýada geçirilende, ulanylýan enjamlaryň täsirli ýagtylyk meýdany adatça 1 sm2-den az bolýar we uly göwrümli komponentleriň täjirçilik amaly tapgyryna gezek gelende, laboratoriýa taýýarlyk usullary kämilleşdirilmeli; ýa-da çalşyldy.Uly meýdany perowskit filmlerini taýýarlamak üçin häzirki wagtda ulanylýan esasy usullar çözgüt usuly we wakuum bugarmak usulydyr.Çözüw usulynda, deslapky erginiň konsentrasiýasy we gatnaşygy, çözüjiniň görnüşi we saklanyş wagty perowskit filmleriniň hiline uly täsir edýär.Wakuum bugarmak usuly perowskit filmleriniň ýokary hilli we gözegçilikde saklanmagyny taýýarlaýar, ýöne prekursorlar bilen substratlaryň arasynda gowy aragatnaşyk gazanmak ýene-de kyn.Mundan başga-da, perowskit enjamynyň zarýad transport gatlagy hem uly meýdanda taýýarlanylmalydygy sebäpli, senagat önümçiliginde her gatlagy üznüksiz ýerleşdirýän önümçilik liniýasy döredilmeli.Umuman aýdanyňda, perowskit inçe filmleri uly meýdanda taýýarlamak prosesi hasam optimizasiýa zerur.
Netijede, gurşunyň zäherliligi hem alada döredýär.Häzirki ýokary öndürijilikli perowskit enjamlarynyň garramagy döwründe perowskit erkin gurşun ionlaryny we gurşun monomerlerini öndürmek üçin dargap, adam bedenine girenlerinden soň saglyga zyýanly bolar.
Luo Jingshan, durnuklylyk ýaly meseleleri enjam gaplamak arkaly çözüp bolar diýip hasaplaýar.“Geljekde bu iki mesele çözülse, kämillik ýaşyna ýeten taýýarlyk prosesi hem bar, perowskit enjamlaryny aç-açan aýna edip ýa-da fotowoltaik binany birleşdirmek üçin binalaryň üstünde edip ýa-da howa giňişligi üçin çeýe bukulýan enjamlara öwrüp we beýleki meýdanlar, kosmosda suw we kislorod gurşawy bolmadyk perowskit iň ýokary rol oýnamak üçin. "Luo Jingshan perowskitiň geljegine ynamly.
Iş wagty: 15-2023-nji aprel