מה הם חומרים Perovskite?

חומרים Perovskite מתייחס לכל תרכובת אשר מאמצת את המבנה הקריסטלי של תחמוצת סידן טיטניום (CaTiO3), עם הנוסחה הכללית ABX3. ביישומים פוטו-וולטאיים, ההקדמה הנפוצה ביותר הם היברידיים אורגניים אורגניים אורגניים אורגניים אורגניים אורגניים אורגניים אורגניים אורגניים (CHN3+) או בצורת medinium (HC(N2)2), הוא ⁇ ) או chon2, כמו Xr (S) או ®) או ⁇ ) או ⁇ ) או ® (S) או ⁇ ) או ⁇ (CH.

מבנה קריסטל ומבנה

המבנה ה- mk או tetragonal perovskite מורכב מרשת של שיתוף פינה BX6 octahedra, עם A-site ⁇ הכובש את החלל הבין-דתי.הבחירה של A, B, ו- X ions משפיעה באופן דרמטי על ההמרה של חומרים אופטיקו-חשמליים (לדוגמה, החלפת iodine עם brominens רחבים את השינוי, ה-Feming במהירות את הפחתת יכולת ה-Stomed) לדגימה (D) ל-tophic Model) ל-tophic Modeldic Modeldial Model) ל-topherto-to-to-to-tophtancedial Laboratory.

תכונות אופטיות ואלקטרוניקה

Perovskite Semiconductors להציג את רוב המזהמים ספיגה גבוהה להפליא - מעל 105 ס"מ - כלומר שכבת רק כמה מאות ננומטר עבה יכול לספוג את רוב השמש האירוע.הם גם יש אורך ייצור מטען ארוך (הפרש 1 μm בסרטים באיכות גבוהה) ושיעורי תגמול לא-radiative נמוך, המאפשר החילוץ יעיל זה שילוב נדיר בתכונות סולקמיות מסורתיות כמו קטנומיון זעיר או קטנומי).

התקדמות אחרונה בטכניקות ייצור

חידושים בייצור היו קריטיים בהובלת תאים סולאריים perovskite מן השרידים ספסל למוצרים מסחריים קיימא.שדה התקדם דרך שני מסלולי ייצור עיקריים: עיבוד פתרון ופירוק vapor, כל אחד עם יתרונות ברורים עבור יכולת מדרגיות ואיכות סרט.

טכניקות מבוססות פתרון

שיטות עיבוד פתרון, כגון ציפוי ספינ-קוטינג, ציפוי חריץ-די, הדפסה דיוג'ט, ממינוף של מבשרי perovskite ב פותרים נפוצים כמו dimethylformamide (DMF) או dimethyl sulfoxide (DMSO) הדפסה מפיץ מייצרת סרטים באיכות גבוהה על תת-שכבות קטנות (plyFLT:0 Energy NatureFalrated) או dimethyl sulfite הוכחו כמשמעות תאים דיגיטליים ל-R2D.

תגית: Vapor Deposition

שיטות מבוססות Vapor - כולל evaporation תרמי, הדבקה כימית (CVD), ושכבת שכבת אטומית (ALD) - לספק שליטה גבוהה יותר על עובי הסרט ומדים, במיוחד על משטחים מרקמים או לא מתוכנן (בקיצור של מערכת ההפעלה תרמית) על ידי פתרון רזולוציה אורגנית, אבקת מבשרי דם מחומם בתוך תא, מתפתלים על שכבה תת-ידי גישה זו, לאחר מכן חסימתית, אשר עלולה למנוע מומים אורגניים).

אינטגרציה גדולה ומודול

(התחילות של תאים קטנים למודולים מעשיים דורשות התייחסות אחידות, בין-קישורים סקרנים, ו- encapsulation. חוקרים פיתחו ציפוי להב וציפוי מניסקוס-מכוון לפקד סרטים אחידים perovskite על פני אזורים > 100 ס"מ בנוסף, ציפוי תרסיס קול הופיע כאמצעי ללא מגע המתאים למשטחי אנרגיה מעוקלים או לא אחידים, כגון גגות.

יתרונות ביצועים מעל הסיליקון

תאים סולאריים Perovskite מציעים שילוב של ביצועים וגמישות כי סיליקון לא יכול להתאים, פתיחת דומיינים יישומים חדשים וצמצום העלות המטבולית של חשמל (LCOE).

Efficiency Milestones and Record Cells

תאים חד-פעמיים חד-פעמיים השיגו PCE מוסמך של 25.7% (נכון ל-2023), המתחרה בתאי סיליקון המונוקריסטלליין הטובים ביותר (26.1%) אך עם עיבוד פשוט יותר.מכשירי מעבדה לעתים קרובות מסתמכים על אזורים פעילים קטנים (~0.1 ס"מ2) ושכבות תחבורה מתקדמות כגון spiro-OmTAD או Sn2.

גמישות ועיצוב קל משקל

בניגוד לסיליקון גליץ (בדרך כלל 150-200 מיקרומטר עבה), סרטים perovskite ניתן להפקיד על תת-שכבות פלסטיק דק למטה עד 10 מיקרומטר עבה, מניב תאים סולאריים גמישים במשקל קטן כמו 3-5 גרם לוואט שקוף. גמישות זו מאפשרת שילוב לתוך משטחים מעוקלים - קירות מעוקלים, גגות אסתטיים, מל"טים ואפילו בדים לבישים גמישים מ-20 גרם ל-קאין- 182 תאים גמישים.

« « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « «

Perovskite Bandgap טוביליה (מ -1.2 eV ל -2.3 eV) הופך אותם תאים העליון אידיאליים אדריכלות טנדם עם סיליקון (band-1.1 eV) או CIGS (bandgap - 1.0-1.7 eVovsk) מחסנית 4-טווח של טנגניט קלפינים בטווח הקצר ביותר, בעוד שני מונוגמות טנגניות טנגניות טנגניות לטווח ארוך יותר מקודמות על ידי תאים נמוכים מקודדים על ידי דנמרק / דיסקרטיים מתקדמים ב-פחים סטנדרטיים מתקדמים ב-קוגניבה חלקית.

אתגרים מרכזיים לשיווק

למרות התקדמות מהירה, כמה hurdles טכניים וכלכליים חייבים להתגבר לפני פוטו-וולטאיקים perovskite יכול להשיג אימוץ שוק נרחב.

יציבות בתנאים אמיתיים

חומרים Perovskite degrade חום, לחות, אור UV, וטיה חשמלית.לדוגמה, methylammonium להוביל iodide (MAPbI3) עובר פיזור בלתי הפיך ב 85 מעלות צלזיוס בנוכחות לחות קצה הרחם, להרכיב את pbI2 ו-Waltatile methyltial לנטרל את ה-Valtechnical Commission (IEC) 612 עבור תאים סטנדרטיים של סיליקון (כולל סיליקון) מחסנים סטנדרטיים (Ricstrite) סיליקון) מחסנים (R) ו-tophicial סיליקון) מחסנים) עם מחסנים של תאים אלה.

דאגות סביבתיות ובריאות

תאי perovskite היעילים ביותר מכילים נושאים מובילים, גידול בעיות רעילות לייצור, התקנה, וסילוק מקצה חיים - מוביל יכול להיצמד לאדמה ומקרקע אם לוחות שבורים או לא ממוחזרים כראוי.חוקרים חוקרים חוקרים חוקרים חוקרים חוקרים מחפשים חלופות ללא מטרות כגון perovskites מבוסס tin (למשל, PCSnI3), תרכובות דו-מדומים, או כפולים כמו C2B2i) סובלים יותר חלבון מהיר יותר (אוקס)

סקלאלה וייצור יידלד

מעבר לתאי מעבדה קטנים (0.1 ס"מ2) למודולים בגודל מסחרי (1 מ"2) מציג צפיפות פגומה ובעיות אחידות כי ירידה ביעילות באופן משמעותי - "פער היקף" של 5 עד 10% הפסד מוחלט.רו-ל-roll ציפוי על תת-שכבות גמישות מול אתגרים עם בקרת מתח ופירוק פגם (Perfect) מציע אחידות אך עלויות גבוהות עבור ציוד סיליקון (%) לעומת 2020% של תאים ישיבה) לעומת 20.

כיוונים עתידיים ו- Market Outlook

העתיד של photovoltaics perovskite יהיה תלוי המשך החדשנות בחומרים, ייצור ושילוב מערכת.

ראשי > תוצאות חיפוש > Lead-Free and Stable Alternative Perovskites

מחקר Intense מתמקד בפיתוח יצירות ללא מוביל אשר תואם את הביצועים של חומרים מבוססי מוביל.טי טין-lead ⁇ s (למשל, FA0.75Cs0.25Sn0.5Pb0.5I3) השיגו >23% יעילות ב- tandems על ידי צמצום ה-Sgap ל - 1.2V. Double perovskites עם straB's של A2BX, שבו יש צורה של 2D2D3 (Dacked) אבל הוא 2DLC) אבל הוא 2DLCDLCD3Dacked) ו-RI הוא משולב 2Dackit (DLCDackit) 2Dackit) 2Dackit משולב 2Dacki) 2Dackit משולב 2Dacktvalentd 2Dacktvalentd) 2Dacktvalentd 2Dacktvalentd 2D3 ל-R.

בדיקה מתקדמת של Encapsulation and Reliability Testing

כדי להבטיח חיי 25 שנים, encapsulation חייב לחסום את שערי מים מתחת 10-4 גרם / m2 / יום - זמין עבור photovoltaics אורגני. חוקרים לפתח שכבות מחסום אורגני (אל2O3, SiOx) על ידי ALD, ובודדי אורגני-in אורגני-in אורגניים-in אורגניים-in-in-in-inorganicialated-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-inorganicated בדיקות מתח משולב (אור, לחות, לחות, לחות, לחות, לחות, לחות, לחות, לחות, לחות, נטייה) הופך נטייה) הופך לתקני כדי להאיץ סטנדרטיתאי-CDC מנגנונים סטנדרטיים לתקני חיסון (Al2O3, מנגנונים לתקני חיסון) לתקני חיסון לתקני חיסון (Al2O3, 000) לתקני חיסון (אך) לתקני חיסון נגד מנגנונים דלקתיים) עם מנגנונים דלקתיים (Al2O3, 000 CLCDLCDLCDLCDLCDLCDLCDLCDLCDLCDLCDLCDLCDLCDLCDLCDLCDLCDLC

אימוץ התעשייה ופרויקטי שוק

כמה חברות הודיעו על קווי ייצור הטייסים: אוקספורד PV מתכננת להתחיל בייצור נפח של תאים טנדום במפעל ברנדנבורג שלה בשנת 2025, מיקוד 1 GW קיבולת שנתי קיבולת: סולי טכנולוגיות בפולין מתמקדת במודולים גמישים וקלים לאינטרנט של דברים (IoT) ויישומים מחוץ ל-IoT, שחקנים בולטים אחרים כוללים מעבדים דקים של מעבדי PV, Perovskia Solar, ו-Sola Solar, על פי דו"ח של 2024 על ידי Funhofer עבור מערכות אנרגיה עבור 2025 דולר ל-Wite, כולל נפחדוקסידוקסידוקסידוקסידוקסידוקסידוקסידידי סיליקון (כולל נפח של מוצרי סיליקון) ל-WTO) ל-WTO2, כולל סיליקון (ב-WTO) ל-WTO2, 000 $ עד 2030, 000 ל-WTO-WTO2, 000 ל-WTO2, 000 ל-WTO2, כולל סיליקון) ל-WTO2, 000 עד 2030, 000 $ עד 2030, 000 $ עד 2030, 000 ל-WTO2, 000 ל-WTO2, 000 ל-ידי מעבדים, 000 ל-ידי מעבדים, 000 ל-ידי מעבדים, 000

הדרך ל- Gigaוואט-Scale הפקה

Scaling לרמות ג'יגהוואט דורש השקעה בקווים אוטומטיים של מזל או evaporation עם רוחב > 1 מטר, יחד עם מטרופולין קו מקוון (למשל, מיפוי photoluminescence עבור זיהוי פגם) העלות של חומרים perovskite (במיוחד טיהור גבוה מודולים אנרגיה (במיוחד סיליקון) הוא כיום גבוה יותר מאשר סיליקון, אבל המחירים ירדו עם נפח יקר של מחזור אנרגיה (Oback) עם ממוצע של מחזור חיים נמוך יותר של 8 חודשים).

מסקנה

טכנולוגיית פוטו-וולטאית Perovskite התקדמה מסקרנות מעבדה למבצע רציני של כוח סולארי הדור הבא.עם יעילות שיא, גורמי צורה גמישים, והפוטנציאל לייצור בעלות נמוכה, perovskites - במיוחד ב- tandem עם סיליקון - דרך ברורה להפחית את העלות המודרגת של חשמל סולארי.המשך מחקר ליציבות, חלופות ללא מוביל, וציפוי גדול יקבעו את הציפוי של טכניקות ייצור מבוזרות, כמו גם להגדלת רמות ייצור מסחריות.