ප්‍රකාශ වෝල්ටීයතා කර්මාන්තයේ, මෑත වසරවලදී පෙරොව්ස්කයිට් උණුසුම් ඉල්ලුමක් පවතී. සූර්ය කෝෂ ක්ෂේත්රයේ "ප්රියතම" ලෙස මතු වී ඇති හේතුව එහි අද්විතීය තත්වයන් නිසාය. කැල්සියම් ටයිටේනියම් ලෝපස් බොහෝ විශිෂ්ට ප්‍රකාශ වෝල්ටීයතා ගුණ, සරල සකස් කිරීමේ ක්‍රියාවලිය සහ පුළුල් පරාසයක අමුද්‍රව්‍ය සහ බහුල අන්තර්ගතයන් ඇත. මීට අමතරව, භූමි බලාගාර, ගුවන් සේවා, ඉදිකිරීම්, පැළඳිය හැකි බලශක්ති උත්පාදන උපාංග සහ වෙනත් බොහෝ ක්ෂේත්‍රවල ද perovskite භාවිතා කළ හැකිය.
මාර්තු 21 වන දින, Ningde Times "කැල්සියම් ටයිටේනයිට් සූර්ය කෝෂ සහ එහි සකස් කිරීමේ ක්‍රමය සහ බල උපාංගය" සඳහා පේටන්ට් බලපත්‍රය සඳහා ඉල්ලුම් කළේය. මෑත වසරවලදී, දේශීය ප්‍රතිපත්ති සහ ක්‍රියාමාර්ගවල සහාය ඇතිව, කැල්සියම්-ටයිටේනියම් ලෝපස් සූර්ය කෝෂ මගින් නියෝජනය වන කැල්සියම්-ටයිටේනියම් ලෝපස් කර්මාන්තය විශාල ප්‍රගතියක් ලබා ඇත. ඉතින් perovskite යනු කුමක්ද? Perovskite කාර්මිකකරණය කෙසේද? තවමත් මුහුණ දෙන අභියෝග මොනවාද? සයන්ස් ඇන්ඩ් ටෙක්නොලොජි ඩේලි වාර්තාකරු අදාළ විශේෂඥයින් සමඟ සම්මුඛ සාකච්ඡාවක් පැවැත්වීය.
Perovskite යනු කැල්සියම් හෝ ටයිටේනියම් නොවේ.
ඊනියා perovskites යනු කැල්සියම් හෝ ටයිටේනියම් නොවේ, නමුත් ABX3 අණුක සූත්‍රය සහිත එකම ස්ඵටික ව්‍යුහයක් සහිත “සෙරමික් ඔක්සයිඩ” පන්තියක් සඳහා වන සාමාන්‍ය යෙදුමකි. A යනු "විශාල අරය කැටායන", B "ලෝහ කැටායන" සහ X "හැලජන් ඇනායන" යන්නයි. A යනු "විශාල අරය කැටායන", B යනු "ලෝහ කැටායන" සහ X යනු "හැලජන් ඇනායන" යන්නයි. මෙම අයන තුනට විවිධ මූලද්‍රව්‍යවල සැකැස්ම හරහා හෝ ඒවා අතර දුර ගැලපීම මගින් පරිවරණය, ෆෙරෝ විද්‍යුත්තාව, ප්‍රතිෆෙරෝ චුම්භකත්වය, යෝධ චුම්භක ආචරණය යනාදිය ඇතුළුව නමුත් ඒවාට සීමා නොවී පුදුමාකාර භෞතික ගුණාංග රාශියක් ප්‍රදර්ශනය කළ හැකිය.
"ද්‍රව්‍යයේ මූලද්‍රව්‍ය සංයුතියට අනුව, perovskites දළ වශයෙන් කාණ්ඩ තුනකට බෙදිය හැකිය: සංකීර්ණ ලෝහ ඔක්සයිඩ් පෙරොව්ස්කයිට්, කාබනික දෙමුහුන් පෙරොව්ස්කයිට් සහ අකාබනික හැලජනීකරණය කරන ලද පෙරොව්සයිට්." නන්කායි විශ්ව විද්‍යාලයේ ඉලෙක්ට්‍රොනික තොරතුරු සහ දෘශ්‍ය ඉංජිනේරු පාසලේ මහාචාර්යවරයකු වන ලුඕ ජිංෂාන් හඳුන්වා දුන්නේ දැන් ප්‍රකාශ වෝල්ටීයතාවයේ භාවිතා වන කැල්සියම් ටයිටනයිට් සාමාන්‍යයෙන් අවසාන දෙක බවයි.
perovskite භෞමික බලාගාර, අභ්‍යවකාශය, ඉදිකිරීම් සහ පැළඳිය හැකි බලශක්ති උත්පාදන උපාංග වැනි බොහෝ ක්ෂේත්‍රවල භාවිතා කළ හැක. ඒවා අතර ප්‍රකාශ වෝල්ටීයතා ක්ෂේත්‍රය perovskite හි ප්රධාන යෙදුම් ප්‍රදේශය වේ. මෑත වසරවල ප්‍රකාශ වෝල්ටීයතා ක්ෂේත්රයේ ජනප්‍රිය පර්යේෂණ දිශාවක් වන කැල්සියම් ටයිටනයිට් ව්‍යුහයන් ඉතා සැලසුම් කළ හැකි අතර ඉතා හොඳ ප්‍රකාශ වෝල්ටීයතා ක්‍රියාකාරිත්වයක් ඇත.
Perovskite කාර්මිකකරණය වේගවත් වන අතර, ගෘහස්ත ව්යවසායන් පිරිසැලසුම සඳහා තරඟ කරයි. Hangzhou Fina Photoelectric Technology Co., Ltd වෙතින් නැව්ගත කරන ලද කැල්සියම් ටයිටේනියම් ලෝපස් මොඩියුලවල පළමු කොටස් 5,000 බව වාර්තා වේ. Renshuo Photovoltaic (Suzhou) Co., Ltd. ලොව විශාලතම 150 MW සම්පූර්ණ කැල්සියම් ටයිටේනියම් ලෝපස් ලැමිෙන්ටඩ් නියමු මාර්ගය ඉදිකිරීම ද වේගවත් කරයි; Kunshan GCL Photoelectric Materials Co. Ltd. 150 MW කැල්සියම්-ටයිටේනියම් ලෝපස් ප්‍රකාශ වෝල්ටීයතා මොඩියුල නිෂ්පාදන මාර්ගය 2022 දෙසැම්බර් මාසයේදී අවසන් කර ක්‍රියාත්මක කර ඇති අතර, නිෂ්පාදනයට ළඟා වූ පසු වාර්ෂික නිමැවුම් අගය යුවාන් මිලියන 300 දක්වා ළඟා විය හැකිය.
කැල්සියම් ටයිටේනියම් ලෝපස් ප්‍රකාශ වෝල්ටීයතා කර්මාන්තයේ පැහැදිලි වාසි ඇත
ප්‍රකාශ වෝල්ටීයතා කර්මාන්තයේ, මෑත වසරවලදී පෙරොව්ස්කයිට් උණුසුම් ඉල්ලුමක් පවතී. සූර්ය කෝෂ ක්ෂේත්රයේ "ප්රියතම" ලෙස ඉස්මතු වීමට හේතුව එහිම අද්විතීය තත්වයන් නිසාය.
“පළමුව, perovskite හි වෙනස් කළ හැකි කලාප පරතරය, ඉහළ අවශෝෂණ සංගුණකය, අඩු exciton බන්ධන ශක්තිය, ඉහළ වාහක සංචලනය, ඉහළ දෝෂ ඉවසීම යනාදිය වැනි විශිෂ්ට දෘශ්‍ය ඉලෙක්ට්‍රොනික ගුණාංග රාශියක් ඇත. දෙවනුව, perovskite සකස් කිරීමේ ක්‍රියාවලිය සරල වන අතර පාරභාසක බව, අතිශය සැහැල්ලු බව, අතිශය සිහින් බව, නම්‍යශීලී බව යනාදිය ලබා ගත හැක. අවසාන වශයෙන්, perovskite අමුද්‍රව්‍ය බහුලව පවතින අතර බහුලව තිබේ. Luo Jingshan හඳුන්වා දුන්නේය. පෙරොව්ස්කිට් සකස් කිරීම සඳහා අමුද්‍රව්‍යවල සාපේක්ෂ අඩු සංශුද්ධතාවය අවශ්ය වේ.
වර්තමානයේ, PV ක්ෂේත්‍රය සිලිකන් මත පදනම් වූ සූර්ය කෝෂ විශාල ප්‍රමාණයක් භාවිතා කරයි, ඒවා ඒක ස්ඵටික සිලිකන්, බහු ස්ඵටික සිලිකන් සහ අස්ඵටික සිලිකන් සූර්ය කෝෂ ලෙස බෙදිය හැකිය. ස්ඵටිකරූපී සිලිකන් සෛලවල සෛද්ධාන්තික ප්‍රකාශ විද්‍යුත් පරිවර්තන ධ්‍රැවය 29.4% ක් වන අතර, වර්තමාන රසායනාගාර පරිසරය උපරිම ලෙස 26.7% දක්වා ළඟා විය හැකි අතර එය පරිවර්තනයේ සිවිලිමට ඉතා සමීප වේ; තාක්ෂණික දියුණුවේ ආන්තික ලාභය ද කුඩා හා කුඩා වනු ඇතැයි අපේක්ෂා කළ හැකිය. ඊට ප්‍රතිවිරුද්ධව, perovskite සෛලවල ප්‍රකාශ වෝල්ටීයතා පරිවර්තන කාර්යක්ෂමතාවය 33%ක ඉහළ න්‍යායික ධ්‍රැව අගයක් ඇති අතර, perovskite සෛල දෙකක් ඉහළට සහ පහළට එකට ගොඩගසා ඇත්නම්, න්‍යායික පරිවර්තන කාර්යක්ෂමතාව 45% දක්වා ළඟා විය හැක.
"කාර්යක්ෂමතාවයට" අමතරව තවත් වැදගත් සාධකයක් වන්නේ "පිරිවැය" ය. නිදසුනක් වශයෙන්, තුනී පටල බැටරිවල පළමු පරම්පරාවේ පිරිවැය පහත බැසීමට නොහැකි වීමට හේතුව පෘථිවියේ දුර්ලභ මූලද්‍රව්‍ය වන කැඩ්මියම් සහ ගැලියම් සංචිත ඉතා කුඩා වන අතර එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස කර්මාන්තය වඩාත් දියුණු වීමයි. යනු, ඉල්ලුම වැඩි වන තරමට නිෂ්පාදන පිරිවැය වැඩි වන අතර, එය කිසිදා ප්රධාන ධාරාවේ නිෂ්පාදනයක් බවට පත් වීමට නොහැකි වී ඇත. Perovskite හි අමුද්‍රව්‍ය පෘථිවියේ විශාල ප්‍රමාණවලින් බෙදා හරින අතර මිල ද ඉතා ලාභදායී වේ.
මීට අමතරව, කැල්සියම්-ටයිටේනියම් ලෝපස් බැටරි සඳහා වන කැල්සියම්-ටයිටේනියම් ලෝපස් ආලේපනයේ ඝණකම නැනෝමීටර සිය ගණනක් පමණි, සිලිකන් වේෆර්වලින් 1/500 ක් පමණ වන අතර එයින් අදහස් වන්නේ ද්රව්ය සඳහා ඇති ඉල්ලුම ඉතා කුඩා බවයි. උදාහරණයක් ලෙස, ස්ඵටිකරූපී සිලිකන් සෛල සඳහා සිලිකන් ද්රව්ය සඳහා වර්තමාන ගෝලීය ඉල්ලුම වසරකට ටොන් 500,000 ක් පමණ වන අතර, ඒ සියල්ල perovskite සෛල සමඟ ප්රතිස්ථාපනය කළහොත්, අවශ්ය වන්නේ perovskite ටොන් 1,000 ක් පමණ පමණි.
නිෂ්පාදන පිරිවැය අනුව, ස්ඵටිකරූපී සිලිකන් සෛල 99.9999% දක්වා සිලිකන් පිරිසිදු කිරීම අවශ්ය වේ, එබැවින් සිලිකන් සෙල්සියස් අංශක 1400 දක්වා රත් කර, ද්රව බවට උණු කර, රවුම් කූරු සහ පෙති වලට ඇද, පසුව අවම වශයෙන් කර්මාන්තශාලා හතරක් සහ දෙකක් සහිත සෛල තුළට එකතු කළ යුතුය. අතර දින තුනක් දක්වා, සහ වැඩි බලශක්ති පරිභෝජනය. ඊට ප්‍රතිවිරුද්ධව, පෙරොව්ස්කයිට් සෛල නිෂ්පාදනය සඳහා, අවශ්ය වන්නේ උපස්ථරයට පෙරොව්ස්කයිට් පාදක දියර යෙදීම පමණක් වන අතර පසුව ස්ඵටිකීකරණය සඳහා රැඳී සිටින්න. සම්පූර්ණ ක්‍රියාවලියට වීදුරු, ඇලවුම් පටල, පෙරොව්ස්කයිට් සහ රසායනික ද්රව්ය පමණක් ඇතුළත් වන අතර එය එක් කර්මාන්ත ශාලාවකින් නිම කළ හැකි අතර සම්පූර්ණ ක්‍රියාවලියට ගත වන්නේ විනාඩි 45ක් පමණි.
"Perovskite වලින් සකස් කරන ලද සූර්ය කෝෂ විශිෂ්ට ප්‍රකාශ විද්‍යුත් පරිවර්තන කාර්යක්ෂමතාවයක් ඇති අතර එය මෙම අදියරේදී 25.7% දක්වා ළඟා වී ඇති අතර අනාගතයේදී සාම්ප්‍රදායික සිලිකන් මත පදනම් වූ සූර්ය කෝෂ වෙනුවට වාණිජ ප්රධාන ධාරාව බවට පත්විය හැකිය." Luo Jingshan පැවසීය.
කාර්මිකකරණය ප්‍රවර්ධනය කිරීම සඳහා විසඳිය යුතු ප්රධාන ගැටලු තුනක් තිබේ
චල්කොසයිට් කාර්මිකකරණය ඉදිරියට ගෙන යාමේදී, මිනිසුන්ට තවමත් ගැටළු 3 ක් විසඳීමට අවශ්ය වේ, එනම් චල්කොසයිට් වල දිගු කාලීන ස්ථාවරත්වය, විශාල ප්‍රදේශ සකස් කිරීම සහ ඊයම් විෂ වීම.
පළමුව, perovskite පරිසරයට ඉතා සංවේදී වන අතර, උෂ්ණත්වය, ආර්ද්රතාවය, ආලෝකය සහ පරිපථ භාරය වැනි සාධක perovskite වියෝජනයට හා සෛල කාර්යක්ෂමතාව අඩු කිරීමට හේතු විය හැක. දැනට බොහෝ රසායනාගාර perovskite මොඩියුල ප්‍රකාශ වෝල්ටීයතා නිෂ්පාදන සඳහා IEC 61215 ජාත්‍යන්තර ප්‍රමිතියට නොගැලපෙන අතර ඒවා සිලිකන් සූර්ය කෝෂවල වසර 10-20 ආයු කාලයට ළඟා නොවේ, එබැවින් සාම්ප්‍රදායික ප්‍රකාශ වෝල්ටීයතා ක්ෂේත්‍රය තුළ perovskite පිරිවැය තවමත් වාසිදායක නොවේ. මීට අමතරව, perovskite සහ එහි උපාංගවල පිරිහීමේ යාන්ත්‍රණය ඉතා සංකීර්ණ වන අතර, ක්ෂේත්රයේ ක්‍රියාවලිය පිළිබඳ ඉතා පැහැදිලි අවබෝධයක් හෝ ස්ථායීතා පර්යේෂණයට අහිතකර වන ඒකාබද්ධ ප්‍රමාණාත්මක ප්‍රමිතියක් නොමැත.
තවත් ප්රධාන ගැටළුවක් වන්නේ ඒවා මහා පරිමාණයෙන් සකස් කරන්නේ කෙසේද යන්නයි. දැනට, රසායනාගාරයේ උපාංග ප්‍රශස්තිකරණ අධ්‍යයනයන් සිදු කරන විට, භාවිතා කරන උපාංගවල ඵලදායි ආලෝක ප්‍රදේශය සාමාන්‍යයෙන් 1 cm2 ට වඩා අඩු වන අතර, මහා පරිමාණ සංරචකවල වාණිජ යෙදුම් අවධියට පැමිණෙන විට, රසායනාගාර සකස් කිරීමේ ක්‍රම වැඩිදියුණු කළ යුතුය. හෝ ප්රතිස්ථාපනය විය. විශාල ප්රදේශයක perovskite චිත්‍රපට සැකසීම සඳහා දැනට අදාළ වන ප්රධාන ක්‍රම වන්නේ විසඳුම් ක්‍රමය සහ රික්ත වාෂ්පීකරණ ක්‍රමයයි. විසඳුම් ක්‍රමයේදී, පූර්වගාමී ද්‍රාවණයේ සාන්ද්‍රණය සහ අනුපාතය, ද්‍රාවක වර්ගය සහ ගබඩා කිරීමේ කාලය පෙරොව්ස්කයිට් චිත්‍රපටවල ගුණාත්මකභාවය කෙරෙහි විශාල බලපෑමක් ඇති කරයි. රික්ත වාෂ්පීකරණ ක්‍රමය මගින් පෙරොව්ස්කයිට් චිත්‍රපටවල හොඳ තත්ත්වයේ සහ පාලනය කළ හැකි තැන්පත් කිරීම් සකස් කරයි, නමුත් පූර්වගාමීන් සහ උපස්ථර අතර හොඳ සම්බන්ධතාවක් ඇති කර ගැනීම නැවතත් අපහසු වේ. මීට අමතරව, perovskite උපාංගයේ ආරෝපණ ප්රවාහක ස්ථරය ද විශාල ප්රදේශයක සකස් කළ යුතු නිසා, කාර්මික නිෂ්පාදනයේ දී එක් එක් ස්ථරයේ අඛණ්ඩ තැන්පත් කිරීම් සහිත නිෂ්පාදන රේඛාවක් ස්ථාපිත කිරීම අවශ්ය වේ. සමස්තයක් වශයෙන්, perovskite තුනී පටල විශාල ප්‍රදේශයක් සැකසීමේ ක්‍රියාවලියට තව දුරටත් ප්‍රශස්තකරණය අවශ්ය වේ.
අවසාන වශයෙන්, ඊයම්වල විෂ වීම ද සැලකිලිමත් විය යුතු කරුණකි. වත්මන් ඉහළ කාර්යක්ෂම perovskite උපාංගවල වයසට යාමේ ක්‍රියාවලියේදී, perovskite නිදහස් ඊයම් අයන සහ ඊයම් මොනෝමර් නිපදවීමට දිරාපත් වනු ඇත, ඒවා මිනිස් සිරුරට ඇතුළු වූ පසු සෞඛ්‍යයට අනතුරුදායක වනු ඇත.
Luo Jingshan විශ්වාස කරන්නේ ස්ථාවරත්වය වැනි ගැටළු උපාංග ඇසුරුම් මගින් විසඳිය හැකි බවයි. “අනාගතයේ දී, මෙම ගැටළු දෙක විසඳනු ලැබුවහොත්, පරිණත සූදානම් කිරීමේ ක්‍රියාවලියක් ද තිබේ නම්, පෙරොව්ස්කයිට් උපාංග පාරභාසක වීදුරු බවට පත් කිරීමට හෝ ගොඩනැගිලි මතුපිට ප්‍රකාශ වෝල්ටීයතා ගොඩනැගිලි ඒකාබද්ධ කිරීම සඳහා හෝ අභ්‍යවකාශය සඳහා නම්‍යශීලී නැමිය හැකි උපාංග බවට පත් කිරීමට ද හැකිය. වෙනත් ක්ෂේත්‍ර, එවිට ජලය සහ ඔක්සිජන් පරිසරය නොමැතිව අභ්‍යවකාශයේ perovskite උපරිම කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. Perovskite අනාගතය ගැන Luo Jingshan විශ්වාසයි.
පසු කාලය: අප්රේල්-15-2023