НОВИНИ

Perovskite може да направи революция в индустрията на слънчевите панели

Perovskite може да направи революция в индустрията на слънчевите панели


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Perovskite може да е по-ефективен и по-евтин от традиционния силиций, но трайността все още е проблем.

Изследователските екипи в Австралия и Китай се приближават все по-близо до дизайна на слънчеви клетки, който може да революционизира индустрията, но все още има много пречки.

Ключът е в перовскит, кристална структура, открита за първи път в Русия в средата на 19 век. Инженерите искат да използват материала за изграждане на по-евтини и по-ефективни слънчеви панели, потенциално във връзка със силициеви панели, които са популярни и по-трайни.

„Сега много се набляга на подобряването на ефективността и затова изведнъж се появяват тези тандемни подходи“, каза Томас Уайт, изследовател и професор в Австралийския национален университет (ANU).

Друга причина той каза: "Все по-трудно е да се намалят производствените разходи."

Уайт и други казват, че ключът към напредъка се крие в подобряването на ефективността на преобразуването на енергия, степента, в която панелът преобразува енергията от слънчевата светлина директно в електричество.

Фотоволтаичните панели (PV), базирани на силиций, обикновено имат ефективност от 16% до 18%, а теоретичната граница за силициевата фотоволтаична ефективност е 29%, казват изследователите.

Проучванията показват, че перовскитният слънчев панел може да постигне ефективност до 35%, като същевременно намалява разходите, като елиминира някои стъпки в производствения процес.

"Красотата на тях е, че можете да ги обработите от решението", каза Уайтън в интервю. „За разлика от силиция, при който трябва да преминете през това силно индустриализирано усъвършенстване, за да получите силиций с много висока чистота, ние всъщност купуваме тези материали като прах, смесваме ги в разтворител и след това можем или да ги покрием, или да ги покрием в много тънки слоеве върху субстрат стъкло и това потенциално ги прави много евтини, ако могат да бъдат увеличени. "

Потенциалът привлече внимание и подкрепа. Австралийската агенция за възобновяема енергия (ARENA) наскоро обяви финансиране за подкрепа на научноизследователска и развойна дейност към усъвършенствани слънчеви фотоволтаични приложения. Допълнителни 15 милиона долара са на разположение на екипите за научноизследователска и развойна дейност за излезли от употреба фотоволтаични решения за слънчева енергия и по-специално „увеличаване на рентабилността на слънчева фотоволтаична основа на силициева основа чрез използване на материали в тандем“.

ARENA получи подкрепа от учени от Австралийския национален университет и китайския гигант за производство на слънчеви панели JinkoSolar в по-широките усилия за научноизследователска и развойна дейност за комерсиализиране на перовскитната слънчева технология.

Има някои ранни признаци на обещание. Миналата година екипът на ANU обяви рекорд за по-голяма перовскитна слънчева клетка, постигайки ефективност от 21,6% в лабораторията. Изследователи от Съединените щати и Южна Корея са постигнали ефективност на преобразуване на перовскит от 24,2%, но ANU заяви, че крайъгълен камък на техния екип е "най-високият, постигнат досега за клетките на перовскит над определен размер."

В неотдавнашен доклад за бъдещето на слънчевите фотоволтаици, Международната агенция за възобновяеми енергийни източници (IRENA) описа перовскита като „един от най-обещаващите материали“ в изследванията на слънчевите технологии днес: „много добър вид минерал за усвояване. светлина “и„ много лесно да се направи в лабораторията “.

Изследователската и развойна дейност в Perovskite заслужава да бъде разгледана, каза IRENA, но агенцията предупреди, че ще мине известно време, преди изследователските инициативи на Китай, Австралия, САЩ и други да пробият кода в търговската реалност.

Най-голямата пречка остава трайността: кристалите на Перовскит се разлагат по-бързо от силиция.

„Тъй като кристалите се разтварят лесно, те не могат да се справят с влажни условия и трябва да бъдат защитени от влага чрез капсулиране, например чрез алуминиев оксиден слой или запечатани стъклени плочи“, обясни IRENA.

Уайт в ANU призна този недостатък. Perovskite също не може да приема топлина, както силиций, добави той.

"Основното предизвикателство в момента е стабилността", каза той. „Все още се борим да ги направим достатъчно стабилни, за да искам да ги поставя на покрив за 25 години. Така че това е нерешен въпрос. "

Това е предизвикателство, което според него може да бъде преодоляно, особено чрез „тандемен” подход, популяризиран от ARENA, при което перовскитът се комбинира със слой силиций, за да подобри значително преобразуването на слънчевата енергия и да подобри трайността и стабилността. Основната полза от тандемния подход е по-доброто улавяне на енергия.

"Като вземете материали от слънчевите клетки и ги сглобите, можете да оптимизирате една клетка да абсорбира синя и зелена светлина, която осигурява висока енергия, а друга клетка е оптимизирана за инфрачервена светлина", добави Уайт. „И ако сглобите двете заедно, подредите една върху друга, тогава тази граница на ефективност се увеличава значително“, обясни той.

IRENA, базирана в Абу Даби, Обединени арабски емирства, вярва, че технологията има потенциал да трансформира слънчевата фотоволтаична индустрия, "ако тези бариери могат да бъдат преодолени".

"Перовскитните клетки имат потенциала да променят динамиката и икономиката на слънчевата енергия, тъй като те са по-евтини за производство от слънчевите клетки и могат да бъдат произведени при относително ниски температури, за разлика от силиция", заключи агенцията.

Инженери, базирани в университети в Китай и САЩ, разгледаха задълбочено състоянието на изследванията на перовскитните слънчеви клетки в скорошно издание на научното списание Advanced Functional Materials. Неговият документ признава проблемите с подобряването на стабилността, но също така подчертава "невероятния напредък в ефективността на слънчевите клетки Perovskita."

И все пак екипът стигна до заключението, че следващата стъпка трябва да се съсредоточи върху превръщането на перовскита в издръжлив като силиций, преди комерсиализацията да стане реалност. Уайт се съгласи. "Това ще направи или счупи perovskite за години напред", каза той.


Видео: Реалност и тенденции в сектор Фотоволтаика - SOLAR SYSTEMS (Октомври 2022).