Фотовольта индустриясендә соңгы елларда перовскитка ихтыяҗ зур. Кояш күзәнәкләре өлкәсендә "иң яраткан" булып барлыкка килүенең сәбәбе аның уникаль шартлары белән бәйле. Кальций титан рудасы бик яхшы фотоволтаик үзлекләргә, гади әзерлек процессына, чималның киң ассортиментына һәм мул эчтәлегенә ия. Моннан тыш, перовскит җир асты электр станцияләрендә, авиация, төзелеш, киеп була торган электр җитештерү җайланмаларында һәм башка бик күп өлкәләрдә дә кулланылырга мөмкин.
21 мартта Ningde Times "кальций титанит кояш күзәнәге һәм аны әзерләү ысулы һәм электр җайланмасы" патентына гариза язды. Соңгы елларда, эчке политика һәм чаралар ярдәмендә, кальций-титан рудасы, кальций-титан рудасы кояш күзәнәкләре белән күрсәтелгән, зур уңышларга ирештеләр. Перовскит нәрсә ул? Перовскитны индустриализацияләү ничек? Нинди авырлыклар әле дә очрый? Фән һәм технология көндәлек хәбәрчесе тиешле белгечләрдән интервью алды.
Перовскит кальций да, титан да түгел.
Перовскитлар кальций да, титан да түгел, ә шул ук кристалл структурасы булган, ABX3 молекуляр формуласы булган "керамик оксидлар" классы өчен гомуми термин. "Зур радиус катионы", В "металл катион" өчен X һәм "галоген анион" өчен трибуналар. “Зур радиус катионы”, В “металл катион”, X “галоген анион” дигән сүз. Бу өч ион төрле элементларны урнаштыру яки алар арасындагы дистанцияне көйләү аша бик күп гаҗәеп физик үзлекләрне күрсәтә ала, шул исәптән изоляция, ферроэлектр, антиферромагнитизм, гигант магнит эффекты һ.б.
"Материалның элемент составы буенча, перовскитларны якынча өч категориягә бүлеп була: катлаулы металл оксиды перовскитлар, органик гибрид перовскитлар һәм органик булмаган галогенат перовскитлар." Нанкай Университеты Электрон Мәгълүмати һәм Оптик Инженерлык мәктәбе профессоры Луо ingзиньшан хәзерге вакытта фотоволтаикада кулланылган кальций титанитларының гадәттә соңгы икесе булуын күрсәтте.
перовскит җирдәге электр станцияләре, аэрокосмос, төзелеш һәм киеп була торган электр җитештерү җайланмалары кебек күп өлкәләрдә кулланылырга мөмкин. Алар арасында фотовольта кыры - перовскитның төп куллану өлкәсе. Кальций титанит структуралары бик дизайнлы һәм бик яхшы фотоволтаик күрсәткечләргә ия, бу соңгы елларда фотовольта өлкәсендә популяр тикшеренү юнәлеше.
Перовскитны индустриализацияләү тизләнә, һәм эчке предприятияләр урнашу өчен көндәшлек итә. Мәгълүм булганча, беренче 5000 кисәк кальций титан рудасы модуллары Ханчжоу Фина фотоэлектр технологияләре ОООдан җибәрелгән; Реншуо Фотовольтаик (Сучжоу) ООО шулай ук дөньядагы иң зур 150 МВт тулы кальций титан рудасы ламинатланган пилот линиясе төзелешен тизләтә; Kunshan GCL Фотоэлектрик Материаллар ООО 150 МВт кальций-титан рудасы фотоволтаик модуль җитештерү линиясе тәмамланды һәм 2022 елның декабрендә кулланылышка кертелде, еллык җитештерү бәясе җитештерүгә ирешкәч 300 миллион юаньга җитә ала.
Кальций титан рудасы фотоволтаик индустриядә ачык өстенлекләргә ия
Фотовольта индустриясендә соңгы елларда перовскитка ихтыяҗ зур. Кояш күзәнәкләре өлкәсендә "иң яраткан" булып барлыкка килүенең сәбәбе аның уникаль шартлары белән бәйле.
"Беренчедән, перовскитның бик яхшы оптоэлектроник үзенчәлекләре бар, мәсәлән, көйләнә торган полосалар аермасы, югары үзләштерү коэффициенты, түбән экзитон бәйләүче энергия, югары йөртүче хәрәкәте, югары җитешсезлеккә чыдамлык һ.б.; икенчедән, перовскитны әзерләү процессы гади һәм ачыклыкка, ультра җиңеллеккә, ультра нечкәлеккә, сыгылучылыкка һ.б. ирешә ала. Ниһаять, перовскит чималы киң таралган һәм мул. ” Луо Джиншан таныштырды. Перовскитны әзерләү шулай ук чималның чагыштырмача түбән чисталыгын таләп итә.
Хәзерге вакытта ПВ кыры кремнийга нигезләнгән кояш күзәнәкләрен куллана, аларны монокристалл кремний, поликристалл кремний һәм аморф кремний кояш күзәнәкләренә бүлеп була. Кристалл кремний күзәнәкләренең теоретик фотоэлектрик конверсия полюсы 29,4%, һәм хәзерге лаборатория мохите максимум 26,7% ка җитә ала, бу конверсия түшәменә бик якын; технологик камилләштерүнең маргиналь табышы да кечерәячәк, алдан күреп була. Киресенчә, перовскит күзәнәкләренең фотоволтаик конверсия эффективлыгы теоретик полюсның кыйммәте 33% тәшкил итә, һәм ике перовскит күзәнәкләре бергә тупланган булса, теоретик конверсия эффективлыгы 45% ка җитә ала.
"Эффективлык" га өстәп, тагын бер мөһим фактор - "бәя". Мәсәлән, нечкә буын батарейкаларының беренче буын бәясе төшә алмауның сәбәбе - җирдә сирәк элементлар булган кадмий һәм галлий запаслары бик аз, һәм нәтиҗәдә тармак үсеш алган. , сорау никадәр зур булса, җитештерү бәясе дә арта, һәм ул беркайчан да төп продукт була алмады. Перовскитның чималы җирдә бик күп таратыла, бәясе дә бик арзан.
Моннан тыш, кальций-титан рудасы батарейкалары өчен кальций-титан рудасы калынлыгы берничә йөз нанометр гына, кремний вафаларының 1/500 тирәсе, димәк, материалга сорау бик аз. Мәсәлән, кристалл кремний күзәнәкләренә кремний материалына хәзерге глобаль ихтыяҗ елына якынча 500,000 тонна тәшкил итә, һәм аларның барысы да перовскит күзәнәкләре белән алыштырылса, якынча 1000 тонна перовскит кирәк булачак.
Manufacturingитештерү чыгымнары ягыннан кристалл кремний күзәнәкләре кремнийны чистартуны 99,9999% ка таләп итә, шуңа күрә кремнийны 1400 градус җылытырга, сыеклыкка эретергә, түгәрәк таякларга һәм кисәкләргә тартырга, аннары күзәнәкләргә тупларга, ким дигәндә дүрт завод һәм ике. өч көнгә кадәр, һәм зуррак энергия куллану. Киресенчә, перовскит күзәнәкләрен җитештерү өчен, перовскит баз сыеклыгын субстратка кулланырга, аннары кристаллашуны көтәргә кирәк. Бөтен процесс пыяла, ябыштыргыч пленка, перовскит һәм химик материалларны үз эченә ала, һәм бер заводта тәмамланырга мөмкин, һәм бөтен процесс 45 минут чамасы вакыт ала.
"Перовскиттан әзерләнгән кояш күзәнәкләре бик яхшы фотоэлектрик конверсия эффективлыгына ия, бу этапта 25,7% ка җитте, һәм киләчәктә традицион төп кремний нигезендәге кояш күзәнәкләрен алыштырырга мөмкин." Луо Джиншан әйтте.
Индустриализацияне алга этәрү өчен чишелергә тиешле өч төп проблема бар
Халькоситны индустриализацияләүне алга этәргәндә, кешеләргә әле дә 3 проблеманы чишәргә кирәк, ягъни халькоситның озак вакытлы тотрыклылыгы, зур мәйдан әзерләү һәм кургашның токсиклылыгы.
Беренчедән, перовскит әйләнә-тирә мохиткә бик сизгер, һәм температура, дым, яктылык, схема йөге кебек факторлар перовскитның бозылуына һәм күзәнәк эффективлыгының кимүенә китерергә мөмкин. Хәзерге вакытта күпчелек лаборатория перовскит модульләре фотоволтаик продуктлар өчен IEC 61215 халыкара стандартына туры килми, һәм кремний кояш күзәнәкләренең 10-20 ел гомеренә дә ирешми, шуңа күрә перовскит бәясе традицион фотоволтаик өлкәдә өстен түгел. Моннан тыш, перовскитның һәм аның җайланмаларының деградация механизмы бик катлаулы, һәм бу өлкәдә процессны бик төгәл аңлау юк, һәм тотрыклылыкны тикшерү өчен зыянлы бердәм санлы стандарт та юк.
Тагын бер мөһим проблема - аларны зур масштабта ничек әзерләү. Хәзерге вакытта лабораториядә җайланмаларны оптимизацияләү тикшеренүләре үткәрелгәндә, кулланылган җайланмаларның эффектив яктылык мәйданы гадәттә 1 см2дән дә ким түгел, һәм зур күләмле компонентларның коммерция куллану этабына килгәндә, лабораторияне әзерләү ысулларын камилләштерергә кирәк. яки алыштырылды. Зур мәйданлы перовскит фильмнарын әзерләүдә кулланыла торган төп ысуллар - чишелеш ысулы һәм вакуум парга әйләнү ысулы. Чишелеш ысулында прекурсор эремәсенең концентрациясе һәм катнашуы, эретүче төре һәм саклау вакыты перовскит фильмнарының сыйфатына зур йогынты ясый. Вакуум парга әйләнү ысулы яхшы сыйфатлы һәм контрольдә тотыла торган перовскит фильмнарын әзерли, ләкин прекурсорлар һәм субстратлар арасында яхшы элемтәгә ирешү тагын бер кат кыен. Моннан тыш, перовскит җайланмасының корылма транспорт катламы зур мәйданда әзерләнергә тиеш булганга, сәнәгать производствосында һәр катламның өзлексез урнашуы белән җитештерү линиясе булдырылырга тиеш. Гомумән алганда, перовскит нечкә фильмнарны зур мәйданда әзерләү процессы тагын да оптимизациягә мохтаҗ.
Ниһаять, кургашның токсиклылыгы да борчый. Хәзерге югары эффектив перовскит җайланмаларының картайу процессында перовскит ирекле корыч ионнары һәм кургаш мономерлары җитештерәчәк, алар кеше организмына кергәч, сәламәтлек өчен куркыныч.
Луо ingзиншан тотрыклылык кебек проблемаларны җайланма төрү белән чишеп була дип саный. "Киләчәктә бу ике проблема чишелсә, җитлеккән әзерлек процессы да бар, шулай ук перовскит җайланмаларын тонык пыялага ясарга яки биналар өслегендә фотоволтаик бина интеграциясенә ирешергә, яки аэрокосмос өчен сыгылмас катлаулы җайланмалар ясарга һәм космостагы перовскит максималь роль уйный алсын өчен. Луо ingзиньшан перовскитның киләчәгенә ышана.
Пост вакыты: 15-2023 апрель