Vad är perovskit?
Perovskiter är en grupp material med samma struktur som har många intressanta egenskaper, som supraledning, magnetoresistans och mycket mer. Många anser att dessa material är framtiden för solpaneler eftersom de är lätta att tillverka och har en speciell struktur som gör dem utmärkta för billiga och effektiva solceller.
Vad är perovskitsolceller
En solcell med ett perovskitstrukturerat material kallas för en perovskitsolcell.
Perovskit är ett material med samma kristallstruktur som mineralet perovskitsolceller, som var den första perovskitsolcellskristallen som hittades. Kalkocitföreningar har vanligen den kemiska formeln ABX 3, där "A" och "B" är katjoner och "X" är den anjon som de är bundna till. Kalkocitstrukturer kan tillverkas av ett stort antal olika grundämnen.
Forskare kan tillverka perovskitsolcellskristaller med ett brett spektrum av fysiska, optiska och elektriska egenskaper genom att ändra hur detta material sätts samman.
Effektiviteten hos perovskitsolceller med en enda jon slår rekord varje år
År 2009 hade de endast en omvandlingseffektivitet på 3,8 %, och sedan 2016 har rekordet för tandemsolceller med perovskit och kisel varit högre än för solceller med enkel anslutning. Detta är ett rekord för perovskitsolceller med korsning. Forskare vid Oxford Photonics och Helmholtz Centre i Berlin har slagit rekord i hur effektivt de omvandlar energi sedan 2018. Helmholtz Centre i Berlin var mest effektiva 2021, då de nådde 29,8 %.
Perovskitsolceller VS Solceller med kristallint kisel
1. Högre effektivitet: Detta är en av de bästa sakerna med tekniken. Hittills har en effektivitet på 29,15% uppmätts, vilket är nära 30% och 3,75 procentenheter bättre än den bästa uppmätta effektiviteten för kristallin kisel Al-BSF teknik. Detta visar hur lovande solpaneler av kalcogenid är.
2. Mindre dämpning: Solpaneler av kristallint kisel har ett temperaturvärde på ca -0,38%/°C, medan perovskitsolceller endast har -0,13%/°C. Detta gör att sönderfallsfasen varar längre.
3. Lättare att producera: Perovskitsolceller kan tillverkas helt i lösning. Det innebär att storskaliga metoder som slot-die finishing och bläckstråletryck kan användas för att tillverka dem. Detta kan innebära att de är lätta att ändra så att de kan tillverkas i stort antal.
Nackdelar med perovskitsolcelle
1. Kostnad: För det mesta är guld det mest populära materialet som används för att tillverka elektroderna. Ett annat problem är att perovskitsolceller som är billigare inte håller lika länge. Perovskitsolceller bryts också ned snabbt när de kommer i kontakt med vatten, och de kemikalier som bildas i denna process angriper metallelektroderna. Tunga beläggningar kan också höja kostnaden för cellen eftersom de skyddar perovskiten.
2. Giftig: En av de saker som perovskit bryts ned till är ett giftigt material som kallas PbI, som till och med kan orsaka cancer. Dessutom används bly i många perovskitceller, vilket är ett mycket smutsigt material.
3. Livslängd: Solcellstekniken med kristallint kisel har funnits länge och kan hålla i upp till 30 år. Solpaneler av kalcogenid håller däremot bara i 30 månader i bästa fall, vilket gör dem värdelösa för de flesta praktiska användningsområden.
Kommersialisering av perovskitsolceller
Även om de aldrig har använts i stor skala har kalcium-titan-mineral-batterier varit i rampljuset på vägen mot att säljas till allmänheten. I och med topprelationen mellan Oxford PV och Meyerberger och landningen av GCL Nanos produktionslinje på 100 MW finns solcellsprodukter som tillverkas med perovskitsolceller redan på marknaden.
State Power Investment Corporation (SIPC), Huaneng Group, LONGi, Trina Solar, Zhonglai Photovoltaic, Aixu Science and Technology, Savi Group, Shengcheng Photovoltaic och andra företag har sagt att de är mycket uppmärksamma på trenden med kiselbaserad chalcocite stacked batteriteknik och planerar att lansera den.
Priset på en perovskitsolcellsmodul beräknas sjunka till mindre än 0,1 euro per watt när dess produktionskapacitet når 1 GW. Vid den tidpunkten kommer ekonomiska perovskitsolceller ovanpå HJT, TOPCon, CIGS och andra tekniker att driva solcellsindustrin, en ny omgång av teknisk uppgradering, produktiteration och applikationsinnovation, och starkt främja PV-paritet Internetåtkomst och substitution av ren energi.
För närvarande är kommersialiseringsprocessen för perovskitsolceller fotovoltaisk teknik på väg att starta, och det är en positiv och viktig milstolpe att prata om tekniken och industrialiseringen av perovskitsolceller och staplade solceller (moduler) och att vidta praktiska åtgärder för att knäcka de viktigaste förslagen för att hjälpa industrin att växa.
Referens：
Manser, Joseph S.; Christians, Jeffrey A.; Kamat, Prashant V. (2016). "Intriguing Optoelectronic Properties of Metal Halide Perovskites". Chemical Reviews. 116 (21): 12956–13008. doi:10.1021/acs.chemrev.6b00136. PMID 27327168
Mag, S. (2022) “Perovskite Solar Cells: An In-Depth Guide + Comparisons with other techs,” Solar Magazine .
What are Perovskite Solar Cells? (no date)
