Перовскит нарны зай гэж юу вэ?
Нарны энергийн ландшафт нь танил, цэнхэр хар цахиур хавтангууд давамгайлдаг. Гэвч дэлхий даяарх лабораториудад нарны эрчим хүчний илүү гэрэл гэгээтэй, олон талт ирээдүйг амлаж буй хувьсгал гарч байна. Энэ хувьсгалын од ньПеровскит нарны зай (PSC).
Гэхдээ перовскит нарны зай (PSCs) гэж юу вэ? Perovskite PV гэж нэрлэгддэг энэхүү цоо шинэ технологи нь нарны гэрлийг урьд өмнө хэзээ ч байгаагүй үр ашигтай, хямд өртөгтэй үйлдвэрлэх боломжтой цахилгаан болгон хувиргах өвөрмөц ангиллын материалыг ашигладаг нарны зайны нэг төрөл юм. Эдгээр нь зөвхөн сайжруулалт биш юм; тэдгээр нь боломжит парадигмын өөрчлөлт юм.
Перовскит нарны эсүүд хэрхэн ажилладаг вэ?
Хэрхэн хийхийг ойлгохперовскит нарны эсүүдажил бол тэдний чадавхийг үнэлэх түлхүүр юм. Тэдний зүрхэнд перовскит бүтэцтэй нэгдэл байдаг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн эрлийз органик-органик бус хар тугалга эсвэл цагаан тугалга галидын үндсэн дээр суурилсан материал юм. Энэ давхарга нь эрчим хүчний төв юм.
Энгийнээр хэлбэл:
- >> Гэрлийн шингээлт: Нарны гэрэл перовскитын давхаргад тусах үед фотонуудыг шингээж, электроныг нь эрчимжүүлж, сөрөг электрон хос, эерэг "нүх" үүсгэдэг.
- >>Цэнэг ялгах: Перовскит материалын өвөрмөц талст бүтэц нь эдгээр электрон нүхний хосыг амархан хуваах боломжийг олгодог.
- >>Тээвэрлэлтийн төлбөр: Эдгээр тусгаарлагдсан цэнэгүүд нь эсийн доторх янз бүрийн давхаргаар дамжин электродууд руу шилждэг.
- >>Цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх:Энэхүү цэнэгийн хөдөлгөөн нь манай гэр, төхөөрөмжийг тэжээхэд ашиглаж болох шууд гүйдлийг (DC) үүсгэдэг.
Энэ процесс нь гайхалтай үр дүнтэй бөгөөд перовскит эсүүд нь цахиурын эсээс хамаагүй нимгэн байхын зэрэгцээ ижил хэмжээний гэрлийг авах боломжийг олгодог.
Гол давуу тал ба өнөөгийн сорилтууд
Эргэн тойрон дахь сэтгэл хөдлөлПеровскит нарны эсүүдЭнэ нь перовскит нарны зайн давуу талуудаас үүдэлтэй:
- ⭐Өндөр бүтээмж:Лабораторийн хэмжээний эсүүд 26% -иас дээш үр ашигтай ажиллаж, хамгийн сайн цахиур эсүүдтэй өрсөлдөж, онолын хязгаар нь бүр ч өндөр байна.
- ⭐Хямд өртөгтэй, энгийн үйлдвэрлэл:Тэдгээрийг хэвлэх гэх мэт шийдэлд суурилсан энгийн процессуудыг ашиглан элбэг дэлбэг материалаар хийж болох бөгөөд энэ нь үйлдвэрлэлийн зардлыг эрс багасгадаг.
- ⭐Уян хатан байдал, хөнгөн жинтэй:Хатуу цахиураас ялгаатай нь Перовскит нарны хавтанг уян хатан субстрат дээр хийж, муруй гадаргуу, тээврийн хэрэгсэл, зөөврийн төхөөрөмжид зориулсан уян нарны хавтанг ашиглах боломжтой.
Гэсэн хэдий ч олноор үрчлүүлэх зам нь саад бэрхшээлгүй биш юм. Перовскит материал нь чийг, хүчилтөрөгч, удаан хугацааны халуунд өртөх үед муудаж болзошгүй тул гол бэрхшээл нь урт хугацааны тогтвортой байдал юм. Үүнийг шийдвэрлэхийн тулд бат бөх капсулжуулалт, шинэ материалын найрлагад ихээхэн судалгаа хийж байна.
Перовскит эсрэг Цахиур ба LiFePO4: Төөрөгдлийг арилгах
Перовскит нарны зай болон бусад технологийн ялгааг ойлгох нь маш чухал юмLiFePO4 батерейны эсүүд. Нийтлэг асуулт бол perovskite ба LiFePO4-ийн харьцуулалт юм, гэхдээ энэ нь үндсэндээ өөр хоёр бүрэлдэхүүн хэсгийн харьцуулалт юм. Доорх хүснэгтүүд нь үндсэн ялгааг тодруулсан болно.
Перовскит нарны эсүүд цахиурын нарны эсүүд
Энэ бол нарны гэрлийг цахилгаан болгон хувиргах хоёр технологийг харьцуулах үеийн тулаан юм.
| Онцлог | Перовскит нарны эсүүд | Цахиурын нарны эсүүд |
| Технологийн төрөл | Шинээр гарч ирж буй нимгэн хальсан фотоволтайк | Байгуулагдсан, Crystalline Photovoltaic |
| Үндсэн материал | Перовскит талст нэгдэл | Өндөр цэвэршүүлсэн цахиур |
| Үр ашгийн боломж | Маш өндөр (лабораторид >26%), хурдацтай ахиц дэвшил | Өндөр (нэг уулзварын хувьд ~27% практик хязгаар), боловсорч гүйцсэн |
| Үйлдвэрлэл ба зардал | Боломжит зардал багатай, уусмал боловсруулах (жишээ нь, хэвлэх) ашигладаг. | Эрчим хүч их шаарддаг, өндөр температурт боловсруулалт, өндөр өртөгтэй |
| Form Factor | Хөнгөн, уян хатан, хагас тунгалаг байж болно | Ихэвчлэн хатуу, хүнд, тунгалаг байдаг |
| Гол давуу тал | Өндөр үр ашигтай боломж, олон талт байдал, хямд өртөгтэй урьдчилсан мэдээ | Урт хугацааны тогтвортой байдал (25+ жил), өндөр найдвартай байдал |
| Гол сорилт | Хүрээлэн буй орчны стресст удаан хугацааны тогтвортой байдал | Доод үр ашигтай тааз, том, хатуу |
Perovskite ба LiFePO4 батерейны эсүүд
Энэ нь үүсгэх, хадгалах хоёрын ялгаа юм. Тэд нарны эрчим хүчний системд өрсөлдөгч биш харин нэмэлт түншүүд юм.
| Онцлог | Перовскит нарны эсүүд | LiFePO4 батерейны эсүүд |
| Үндсэн функц | Нарны гэрлээс цахилгаан гаргана | Цаашид ашиглах цахилгаан эрчим хүчийг хадгалах |
| Технологийн төрөл | Фотоволтайк (PV) үүсгэх | Цахилгаан химийн энергийн хадгалалт |
| Үндсэн хэмжигдэхүүн | Эрчим хүч хувиргах үр ашиг (%) | Эрчим хүчний нягтрал (Вт/кг), мөчлөгийн хугацаа (цэнэг) |
| Оролт, гаралт | Оролт: Нарны гэрэл; Гаралт: цахилгаан | Оролт гаралт: Цахилгаан |
| Систем дэх үүрэг | Цахилгаан үүсгүүр (жишээ нь дээвэр дээр) | Эрчим хүчний банк (жишээлбэл, гараж эсвэл сүлжээнээс гадуурх системд) |
| Нэмэлт байдал | Батерейнд хадгалах боломжтой цэвэр хүчийг бий болгодог. | Нарны хавтангаас гаргаж авсан эрчим хүчийг шөнийн цагаар эсвэл үүлэрхэг өдөр ашиглах зорилгоор хадгалдаг. |
Доод шугам:Перовскит ба цахиур нарны зайн маргаан нь аль материал нь цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд илүү дээр вэ гэсэн маргаан юм. Үүний эсрэгээр, Perovskite ба LiFePO4-ийн харьцуулалт нь цахилгаан станц болон эрчим хүчний банкны хооронд байна. Энэхүү функциональ ялгааг ойлгох нь эдгээр технологиуд хэрхэн хамтран ажиллаж, бүрэн гүйцэд бүтээж болохыг олж мэдэх гол түлхүүр юмсэргээгдэх эрчим хүчний шийдэл.
Зах зээлийн төлөв ба нарны эрчим хүчний ирээдүй
Тогтвортой байдлын асуудал шийдэгдэж байгаа тул перовскит нарны зайны зах зээл тэсрэлттэй өсөхөд бэлэн байна. Хамгийн ойрын чиг хандлага бол нарны спектрийн өргөн хүрээг авч, үр ашгийн рекордыг эвдэхийн тулд хоёр технологийг нэгтгэсэн перовскит-цахиур "тандем" эсийг хөгжүүлэх явдал юм.
Битүүмжлэл, хар тугалга агуулаагүй хувилбаруудыг эрэлхийлснээр Perovskite PV нь энэ арван жилийн дотор лабораториос манай дээвэр рүү шилжих төлөвтэй байна. Эдгээр нь цэвэр эрчим хүчийг урьд өмнө хэзээ ч байгаагүйгээр илүү хүртээмжтэй, хямд, бидний өдөр тутмын амьдралд нийцүүлэхийг амлаж буй нарны эрчим хүчний ирээдүйн тулгын чулуу юм.
Дүгнэлт
Перовскит нарны зай нь зөвхөн шинэ хэрэгсэл биш; Тэд сэргээгдэх эрчим хүчний эрч хүчтэй, ирээдүйтэй замыг бэлэгддэг. Тэд өндөр үр ашигтай, хямд өртөгтэй, хувьсгалт уян хатан чанарыг хослуулан санал болгосноор бид нарны эрчим хүчийг хаана, хэрхэн ашиглахыг дахин тодорхойлох боломжтой. Хэдийгээр сорилтууд байсаар байгаа ч инновацийн тасралтгүй хурдац нь эдгээр олон талт эсүүд манай нарны эрчим хүчний ирээдүйг бүрдүүлэхэд тэргүүлэх үүрэг гүйцэтгэнэ гэдгийг харуулж байна.
Түгээмэл асуултууд: Перовскит нарны зайн хурдан асуултууд
Q1. Перовскит нарны зайн гол асуудал юу вэ?
Гол бэрхшээл бол урт хугацааны тогтвортой байдал юм. Перовскит материал нь чийг, хүчилтөрөгч, тасралтгүй халуунд мэдрэмтгий байдаг бөгөөд энэ нь уламжлалт цахиур эсээс илүү хурдан задрахад хүргэдэг. Гэсэн хэдий ч энэ асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд капсулжуулалтын техник, шинэ материалын найрлагад ихээхэн ахиц дэвшил гарч байна.
Q2. Перовскит нарны зайг яагаад ашигладаггүй вэ?
Одоогийн байдлаар хамгийн үр дүнтэй перовскит эсүүд нь бага хэмжээний хар тугалга агуулдаг бөгөөд энэ нь байгаль орчин, эрүүл мэндийн асуудалд хүргэж байна. Судлаачид цагаан тугалга зэрэг материалыг ашиглан хоргүй перовскит нарны хавтанг бүтээхэд өндөр үр ашигтай, хар тугалгагүй хувилбаруудыг идэвхтэй хөгжүүлж байна.
Q3. Перовскит яагаад цахиураас илүү байдаг вэ?
Перовскит нарны зайнууд нь цахиураас хэд хэдэн давуу талтай: онолын хувьд илүү үр ашигтай, үйлдвэрлэхэд хамаагүй хямд, уян хатан нарны хавтан хийх боломжтой. Гэсэн хэдий ч цахиур нь одоогоор олон арван жилийн турш батлагдсан урт хугацааны тогтвортой байдал, найдвартай байдалаараа давуу талтай.
4-р улирал. Гэрийн зайны багтаамжтай перовскит нарны хавтанг ашиглаж болох уу?
Мэдээжийн хэрэг. Үнэн хэрэгтээ тэд төгс хосууд юм. Таны дээвэр дээрх PSC нарны хавтангууд нь цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэдэг бөгөөд үүнийг дараа нь гэрийн батерейны системд хадгалах боломжтой.LiFePO4 батерей) шөнийн цагаар хэрэглэнэ. Энэ нь бат бөх, бие даасан нарны эрчим хүчний системийг бий болгодог.
Q5. Перовскит нарны эсүүд хэр удаан ажилладаг вэ?
Перовскит эсийн амьдралын хугацаа нь эрчимтэй судалгааны анхаарлын төвд байдаг. Эхний хувилбарууд нь хурдан муудаж байсан ч сүүлийн үеийн дэвшилтүүд туршилтын эсийн тогтвортой байдлыг хэдэн мянган цаг болгожээ. Зорилго нь цахиурын 25 жилийн ашиглалтын хугацаатай тэнцэх бөгөөд ахиц дэвшил энэ чиглэлд хурдацтай хөгжиж байна.
Q6. Перовскит нарны зайг одоо худалдаж авах боломжтой юу?
Одоогийн байдлаар өндөр гүйцэтгэлтэй, бие даасанперовскит нарны хавтанТаны орон нутгийн барилгын дэлгүүрээс хэрэглэгчдэд худалдан авах боломжгүй. Технологи нь судалгаа, боловсруулалтын эцсийн шатандаа байгаа бөгөөд бөөнөөр нь үйлдвэрлэхэд зориулагдсан. Гэсэн хэдий ч бид арилжааны ирмэг дээр байна. Хэд хэдэн компани туршилтын үйлдвэрлэлийн шугам барьж, бүтээгдэхүүнээ зах зээлд гаргахаар ажиллаж байна. Арилжааны анхны өргөн хэрэглээ нь перовскит-цахиурын тандем нарны зай байх магадлалтай бөгөөд энэ нь ойрын хэдэн жилийн дотор зах зээлд гарах бөгөөд зөвхөн цахиураас хамаагүй өндөр үр ашигтай байх болно. Тиймээс та өнөөдөр гэртээ худалдаж авах боломжгүй ч ойрын ирээдүйд бэлэн болох төлөвтэй байна.
Шуудангийн цаг: 2025-10-22