Is perovskiet-zonnecel de toekomst?

· zonnepanelen industrie Nieuws

Wat is perovskiet?

Perovskieten zijn een groep materialen met dezelfde structuur die veel interessante eigenschappen hebben, zoals supergeleiding, magnetoresistentie en meer. Mensen denken dat deze materialen de toekomst van zonnepanelen zijn omdat ze gemakkelijk te maken zijn en een unieke structuur hebben waardoor ze zeer geschikt zijn voor goedkope, efficiënte zonnecellen.

Perovskiet-erts

Wat zijn perovskiet zonnecellen?

Een perovskiet zonnecel is een type zonnecel dat een verbinding met perovskietstructuur bevat.
Perovskiet is een materiaal met dezelfde kristalstructuur als het mineraal perovskietzonnecellen, het vroegst ontdekte kristal van perovskietzonnecellen. Gewoonlijk hebben chalcocietverbindingen de chemische formule ABX 3, waarbij "A" en "B" staan voor kationen en X het anion is waaraan ze gebonden zijn, en een groot aantal verschillende elementen kan worden gecombineerd om een chalcocietstructuur te vormen.
Door gebruik te maken van de flexibiliteit van deze samenstelling kunnen wetenschappers perovskietzonnecelkristallen ontwerpen met een breed scala aan fysische, optische en elektrische eigenschappen.

Chemische structuur en perovskietzonnecellen

De efficiëntie van enkelvoudige perovskiet zonnecellen breekt elk jaar records:

In 2009 haalden ze een stroomomzettingsrendement van slechts 3,8%, en sinds 2016 is het record voor perovskiet-silicium tandemzonnecellen hoger dan dat van enkelvoudige junctiezonnecellen. Een record voor perovskiet-tandemzonnecellen. perovskiet-tandemzonnecellen. Sinds 2018 hebben onderzoekers van Oxford Photonics en het Helmholtz Center Berlin afwisselend records gebroken voor energieomzettingsrendement. In 2021 behaalde het Helmholtz Center Berlin zijn beste efficiëntie tot nu toe: 29,8%.

Perovskiet zonnecellen VS Kristallijn silicium zonnecellen

1.Hoger rendement. Dit is een opvallend kenmerk van de technologie. Tot nu toe werd een efficiëntie van 29,15% bereikt, bijna 30%, wat 3,75% hoger is dan de hoogste efficiëntie die werd geregistreerd voor kristallijn silicium Al-BSF-technologie. Dit toont het enorme potentieel van chalcogenide zonnepanelen aan.

2.Minder verzwakking. Kristallijn silicium zonnepanelen hebben een temperatuurcoëfficiënt van ruwweg -0,38%/°C, maar Perovskiet zonnecellen hebben slechts -0,13%/°C. Dit resulteert in een langere vervalperiode. Dit resulteert in een langere vervalperiode.


3. Gemakkelijker te produceren. Perovskietzonnecellen kunnen volledig in oplossing worden gemaakt. Dit betekent dat ze kunnen worden gemaakt met behulp van grootschalige methoden zoals slot-die finishing en inkjetprinten. Dit zou kunnen betekenen dat ze gemakkelijk kunnen worden aangepast voor massaproductie.

Diagram dat perovskiet-zonnecellen versus kristallijne silicium-zonnecellen toont

Nadelen van perovskiet zonnecellen

1. Kosten. Vooral omdat goud op dit moment het meest gebruikte elektrodemateriaal is. Een ander probleem is dat goedkopere perovskietzonnecellen minder lang meegaan. Perovskiet PV's breken ook snel af als ze worden blootgesteld aan water en de afbraakproducten tasten metalen elektroden aan. Om perovskiet te beschermen kan een zware coating de kosten van de cel verhogen.
 
2. Giftig. Een van de dingen waarin perovskiet afbreekt is een stof genaamd PbI, dat giftig is en er wordt gevreesd dat het kanker kan veroorzaken. Veel perovskietcellen gebruiken ook lood, wat een erg vieze stof is.
 
3.Levensduur. Kristallijn silicium zonneceltechnologie is een volwassen technologie met een levensduur tot 30 jaar, terwijl chalcogenide zonnepanelen in het gunstigste geval slechts 30 maanden meegaan, wat ze onpraktisch maakt voor de meeste praktische toepassingen.

Commercialisering van perovskietzonnecellen

Calcium-titanium-mineraal batterijen staan in de schijnwerpers op weg naar commercialisering, hoewel ze nog nooit op grote schaal zijn toegepast. Met Oxford PV's toppartnerschap met Meyerberger en de landing van GCL Nano's 100MW productielijn, zijn perovskiet zonnecellen fotovoltaïsche producten al te koop.

Als de meest tot de verbeelding sprekende en vitale van de volgende generatie van nieuwe zonneceltechnologie, hebben de State Power Investment Corporation (SIPC), Huaneng Group, LONGi, Trina Solar, Zhonglai Photovoltaic, Aixu Science and Technology, Savi Group, Shengcheng Photovoltaic en andere bedrijven aangegeven dat ze de trend van silicium-gebaseerde chalcociet gestapelde batterijtechnologie nauwlettend volgen en lanceringsplannen maken.

Perovskiet-zonnecellen
Uit gegevens blijkt dat wanneer de productiecapaciteit van perovskiet zonnecellen module bereikt 1GW, dalen tot minder dan € 0,1 per watt. Op dat moment zal de economische perovskiet zonnecellen gesuperponeerd op HJT, TOPCon en CIGS en andere technologieën rijden de fotovoltaïsche industrie, een nieuwe ronde van technologische upgrading, product iteratie en applicatie-innovatie, en krachtig te bevorderen PV pariteit internettoegang en schone energie substitutie.


Op dit moment is de commercialisering proces van perovskiet zonnecellen fotovoltaïsche technologie op het punt staat te beginnen, en het is van positieve en diepe mijlpaal betekenis voor de technologie en industrialisatie met betrekking tot perovskiet zonnecellen en gestapelde zonnecellen (modules) te bespreken, en om praktische maatregelen te nemen om de belangrijkste voorstellen om de ontwikkeling van de industrie te bevorderen kraken.

Referentie:

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)

Misschien ook interessant:

CO2-balans van zonnepanelen
11 augustus 2023
Wat is het verschil tussen thermische zonne-energie en fotovoltaïsche zonne-energie?