Фотоэлектрлік өнеркәсіпте Перовскит соңғы жылдары қызу сұранысқа ие болды. Күн жасушалары саласындағы «сүйікті» ретінде пайда болған себебі оның ерекше жағдайына байланысты. Кальций титан кендерінде көптеген керемет фотоэлектрлік қасиеттері бар, қарапайым дайындық процесі және шикізат пен мол мөлшерде көпшілік бар. Сонымен қатар, Перовскитті жер үсті электр станцияларында, авиацияда, құрылыста, электр энергиясын өндіруге арналған құрылғыларда және басқа да көптеген салаларда да қолдануға болады.
21 наурызда Ningde Times «кальций титанит күн батареясы және оны дайындау әдісі мен қуат көзі» патентіне жүгінді. Соңғы жылдары ішкі саясат пен шаралардың қолдауымен, кальций-титан кен өндірісі, кальций-титан кен өндірісі күн батареяларымен ұсынылған, үлкен жетістіктерге жетті. Сонымен, Перовскит дегеніміз не? Перовскитті индустрияландыру қалай? Қандай қиындықтарға кезігуде? Ғылым және технология Күнделікті репортер тиісті мамандармен сұхбат алды.
Перовскит кальций де, титан да емес.
Перовскийлер деп аталатын бұл кальций немесе титан, бірақ ABX3 молекулалық формуласымен бірдей кристалды құрылымы бар «керамикалық оксидтер» класы үшін жалпы термин. «Үлкен радиус катионы», В «металл катионы» және X үшін «галоген анион» үшін стендтер. «Үлкен радиус катионы» стендтері «Металл катионы» және «галоген анионы» стендтері. Бұл үш ион әртүрлі элементтерді орналастыру арқылы көптеген таңғажайып физикалық қасиеттерін көрсете алады немесе олардың арасындағы қашықтықты, оның ішінде оқшаулау, ферроэлектрлік, антифреромагнетизм, алып магниттік эффект және т.б.
«Материалдың элементарлық құрамына сәйкес, Перовскиттерді шамамен үш санатқа бөлуге болады: Перовскиттер, органикалық гибридтік перовскиттер және бейорганикалық галогендік перовскийлер». Нанкай университетінің профессоры Луо Йингханның профессоры, электронды ақпарат және оптикалық инженерия мектебінің профессоры, енді фотоэлектриктерде қолданылатын кальций титаниттері әдетте соңғы екі болып табылады.
Перовскитті жер үсті электр станциялары, аэроғарыш, құрылыс және тоқар шығаратын құрылғылар сияқты көптеген салаларда қолдануға болады. Олардың ішінде фотоэлектрлік өріс - Перовскиттің негізгі қолданылуы. Кальций титанит құрылымдары жоғары дизайнерлік және өте жақсы, бұл соңғы жылдары фотоэлектрлік өрісте танымал зерттеу бағыты болып табылады.
Перовскитті индустрияландыру жеделділікті, ал отандық кәсіпорындар орналасу үшін бәсекелес. Ханчжоу Fina фотоэлектрлік техникасы Co. Co., Ltd; Renshuo Photovollaic (Suzhou) Co., Ltd. сонымен қатар әлемдегі ең үлкен 150 МВт толық кальций титан кендерінің ламинатталған пилоттық желісінің құрылысын жеделдетеді; Kunshan GCL фотоэлектрлік материалдар Co. Ltd. 150 МВт кальций-титандық кандидалды фотоэлектрлік модуль өндірісінің желісі аяқталды және 2022 жылдың желтоқсан айында пайдалануға берілді, ал өндіріске қол жеткізгеннен кейін жыл сайынғы шығады.
Кальций титан кенінің фотоэлектрлік өнеркәсіпте айқын артықшылықтары бар
Фотоэлектрлік өнеркәсіпте Перовскит соңғы жылдары қызу сұранысқа ие болды. Оның күн батареяларындағы «сүйікті» ретінде пайда болған себебі оның ерекше жағдайына байланысты.
«Біріншіден, Перовскиттің, мысалы, реттелетін диапазонның алшақтықтығы, жоғары сіңімді коэффициенті, төмен эксактикалық қуат, жоғары апатқа ұшырау энергиясы, жоғары ақаулыққа төзімділік және т.б. Екіншіден, Перовскиттің дайындық процесі қарапайым және мөлдірлікке, ультра жеңілдікке, ультра-жұқа, икемділікке және т.б., ақыры, Перовскит шикізатына қол жеткізе алады ». Луо Джингхан таныстырды. Перовскитті дайындау сонымен қатар шикізаттың салыстырмалы түрде төмен тазалығын қажет етеді.
Қазіргі уақытта PV өрісі көптеген кремний негізіндегі күн батареяларын пайдаланады, оларды монокристалды кремний, поликристалды кремний және аморфты кремний күн батареялары. Кристалды кремний кремний жасушаларының теориялық фотоэлектрлік конверсиясы 29,4% құрайды, ал ағымдағы зертханалық орта максимум 26,7% -ға жетеді, бұл конверсияның төбесіне өте жақын; Технологиялық жетілдірудің шекті пайдасы да азаяды және кішірейеді. Керісінше, Перовскит клеткаларының фотоэлектрлік тиімділігі жоғары деңгейлі теңгерімге ие, егер екі Перовскит жасушалары жоғары және төмен болса, теориялық конверсиялық тиімділік 45% жетуі мүмкін.
«Тиімділік »мен қатар, тағы бір маңызды фактор -« шығын ». Мысалы, жұқа пинкалы батареялардың алғашқы буынының құнының арзан болуы мүмкін, бұл жер бетіндегі сирек элементтері бар кадмий мен галлийдің қоры тым аз, нәтижесінде индустрия дамыған дегеніміз, сұраныс көп, өнімнің құны неғұрлым жоғары болса және ол ешқашан негізгі өнім бола алмады. Перовскиттің шикізаты жер бетіндегі көп мөлшерде таратылады, ал баға де арзан.
Сонымен қатар, кальций-титан кальцийлі кальций кендерінің қалыңдығы бірнеше жүз нанометр, бұл бірнеше жүз нанометр болып табылады, бұл кремнийге деген сұраныстың шамамен 1/500-ді құрайды, бұл материалға деген сұраныс өте аз. Мысалы, кристалды кремний кремний жасушаларына арналған кремний материалына арналған қазіргі ғаламдық сұраныс жылына 500 000 тоннаны құрайды, егер олардың барлығы перовскит жасушаларымен ауыстырылса, тек 1000 тоннаға жуық тонна перовскит қажет болады.
Өндірістік шығындар бойынша кристалды кремний жасушалары кремнийді тазартуды 99,9999% құрайды, сондықтан кремнийді 1400 градусқа дейін қыздыруы керек, дөңгелек шыбықтар мен кесектерге салынып, содан кейін ұяшықтарға салынып, кем дегенде төрт зауытта және екеуі бар үш күнге дейін, ал энергия тұтыну. Керісінше, Перовскит клеткаларын өндіру үшін Перовскитке арналған іріңді сұйықтықты субстратқа қолдану қажет, содан кейін кристалдануды күтеді. Бүкіл процесс тек шыны, жабысқақ қабық, перовскит және химиялық материалдарды қамтиды және оны бір зауытта аяқтауға болады, және бүкіл процесс шамамен 45 минутты алады.
«Перовскиттен дайындалған күн батареялары осы кезеңде 25,7% жетті және болашақта дәстүрлі кремний негізіндегі күн ұяшықтарын коммерциялық негізгі болу үшін ауыстыруы мүмкін.» Луо Йингханханн айтты.
Индустрияландыруды ілгерілету үшін шешілуі керек үш негізгі проблема бар
Calcocite индустрияландыруларын ілгерілету кезінде адамдар әлі күнге дейін 3 проблеманы шешуді, атап айтқанда халькотиттің ұзақ мерзімді тұрақтылығын, үлкен аумақты дайындау және қорғасынның уыттылығы қажет.
Біріншіден, Перовскиттер қоршаған ортаға өте сезімтал, ал температура, ылғалдылық, жарық, жарық жүктеме сияқты факторлар Перовскиттің ыдырауы және жасуша тиімділігінің төмендеуіне әкелуі мүмкін. Қазіргі уақытта зертханалық перовскит модульдері көптеген фотоэлектрлік өнімдерге арналған IEC 61215 халықаралық стандартына сәйкес келмейді және олар Кремликон күн батареяларының 10-20 жылына жете алмайды, сондықтан Перовскиттің құны дәстүрлі фотоэлектрлік өрісте әлі де тиімді емес. Сонымен қатар, Перовскиттің және оның құрылғыларының деградация механизмі өте күрделі, және даладағы процесті түсінігі жоқ, сонымен қатар тұрақтылық зерттеулеріне зиянды емес, біртұтас сандық стандарт жоқ.
Тағы бір маңызды мәселе - оларды қалай үлкен көлемде дайындау керек. Қазіргі уақытта құрылғыны оңтайландыру бойынша зерттеулер зертханада орындалады, қолданылған құрылғылардың тиімді жеңіл аймағы әдетте 1 см2-ден аз, ал ауқымды компоненттердің коммерциялық қолдану кезеңі туралы, зертханалық дайындау әдістерін жетілдіру қажет немесе ауыстырылды. Қазіргі уақытта ірі перовскиттік фильмдерді дайындауға қолданылатын негізгі әдістер - бұл шешім әдісі және вакуумды булану әдісі. Шешім әдісінде прекурсорлық ерітіндідің концентрациясы мен коэффициенті, еріткіш түрі және сақтау уақыты Перовские фильмдерінің сапасына үлкен әсер етеді. Вакуумдық булану әдісі Перовскитті пленкалардың сапалы және бақыланбайтын тұндыруын дайындайды, бірақ прекурсорлар мен субстраттар арасындағы жақсы байланысқа жету қиын. Сонымен қатар, Перовский құрылғысының зарядтау қондырғысының себебін үлкен жерде дайындау керек Жалпы, Перовскитті жұқа қабықтардың ірі аудандық дайындық процесі одан әрі оңтайландыруды қажет етеді.
Соңында, қорғасынның уыттылығы да алаңдаушылық туғызады. Қазіргі жоғары тиімділігі процесі кезінде Перовскитке Перовскиттің адам ағзасына кірген кезде зиянды қорғасын иондары мен қорғасынды иондар шығаруға және қорғасын-басқаратын жетекші болды.
Luo Jingshan тұрақтылық сияқты проблемаларды құрылғы қаптамасы арқылы шешуге болады деп санайды. «Егер болашақта осы екі мәселе шешілсе, онда жетілген дайындық процесі де бар, сонымен қатар Перовскитке арналған құрылғыларды мөлдір стақанға немесе флотовольтаикалық құрылыс интеграциясына қол жеткізу үшін немесе аэроғарышқа арналған икемді жиналмалы құрылғыларға енгізе алады басқа кен орындарында, сондықтан максималды рөл атқаратын жерлерде және оттегі ортасында перовскиттер. « Луо Йингхан Перовскиттің болашағына сенімді.
POST уақыты: сәуір-15-2023