언제 영국 태양 광 제조업체 옥스포드 PV 지난 9 월 Perovskite-Silicon 태양 전지의 최초의 상업 순서를 선적했으며 돌파구 에서 산업. 이 뉴스는 전통적인 실리콘 태양 전지를 능가 할 수있는이 가볍고 다재다능한 재료를 개발하기위한 15 년의 세계적인 노력으로 이정표가되었습니다. 그러나 후속 배송의 부족 그 이후로 제공하다디 a 알림 t이 TEChnology 그렇지 않았다‘티 질량에 대비할 준비가되었습니다 상업화.
그만큼 주요 문제 : 기음온화 지연 페 로브 스카이트를 태양 시장에 데려 오는 데 비용이 적게 들었습니다–그들의 확립 된 것보다 경쟁력 전임자: 실리콘 태양 전지. 이 부문이 2009 년 페 로브 스카이드 기반 태양 전지의 첫 번째 논문에서 2024 년 최초의 상업 배송으로 제조 비용으로 가야했습니다. 실리콘 태양 전지 와트 당 2.11 달러에서 와트 당 $ .20까지 급락했습니다.. 이 가격은있었습니다 운전 아래에 크게 동남아시아 전역의 생산 증가.
이제 실리콘 태양 광 수입에 대한 미국의 관세 이 나라들로부터 페 로브 스카이 트 제조업체를 줄 수 있습니다 에이 경쟁 우위. 그만큼 우리를 4 월 21 일 상업부 발표 그래서 끝레비에 시온 관세 만큼 높습니다 ~ 위에 3,400 % 태양 회사 말레이시아, 캄보디아, 태국, 그리고 베트남. 결정 a의 결과입니다 장기, 반대 반독 핑 조사 그것은 그것을 발견했습니다 회사 중국 시도했다 에게 우회로 이전의 제조를이 4 개국으로 이동시켜 부과합니다. 나에프 6 월에 다른 미국 대행사가 확인했습니다. 레위 ~일 것이다 추가 다른 유.에스. 중요한xes 이미 제자리에 있습니다 ~에 태양열 구성 요소 에서 지역.
하지만 그만큼 안티듐핑 관세에스 두목‘티 페 로브 스카이트와 같은 박막 태양 광에 적용하십시오. 이것 ~할 수 있었다 혜택이 되십시오 ~을 위한 저것들 태양열 개발자이것티 그들’답장 빨리 움직여야합니다. 더 오래 걸릴 수 있습니다 하지만vskites 시장에 더 많이 풍경이 바뀔 수 있습니다. 그럼에도 불구 하고이 분야의 일부 연구자들은 일부 유형의 페 로브 스카이 트 세포에 도달하면 27 %. 이러한 업적은 높은 영향력으로 논문으로 이어질 수 있습니다티 -Callls but li페 로브 스카이트를 문 밖으로 나가기 위해 ttle.
페 로브 스카이 트 태양 전지의 효율 제한
많은 연구자들이 말합니다 그것은 증분 효율 이익을 목표로하지 않고 대신 제조를 스케일링하고 세포의 수명을 개선하는 데 중점을 둡니다. 여기에는 고품질 장치와 낮은 생산 비용 간의 균형을 잡는 제조 기술 개발이 포함됩니다..
이것 습관 쉬워요. 셀 수명 스팬을 늘리고 합리적으로 높은 효율성을 유지하면서 처리 비용을 낮추려면 많은 연구와 노력이 필요합니다. 그러나 학업 및 산업 연구원이 단결하면이 제조 문제는 생각보다 빠르게 해결 될 수 있습니다..
페 로브 스카이 트 태양 전지는 유기 이온, 금속 및 할로겐으로 구성되어있어 매우 다재다능한 특수 결정 구조를 형성합니다. 올바른 구성으로 Perovskites는 햇빛을 전기로 변환 할 때 실리콘보다 우수 할 수 있습니다. 실리콘의 32 %에 비해 이론적 효율 제한 34 %가 있습니다. 그들은 훨씬 더 얇은 재료 층으로이를 달성 할 수있어 유연한 태양 전지, 곡선 태양 전지판, 실내 광전지 및 태양 창과 같은 혁신적인 방식으로 사용할 수 있습니다.
페 로브 스카이트는 실리콘 광전지 위에 쌓여 성능을 향상시킬 수 있습니다. Perovskite-Silicon 탠덤 태양 전지의 현재 기록 효율은 34.6 %최고의 실리콘 세포와 비교하여 인상적인 7 % 개선.
그러나 저렴한 비용으로 고품질 페 로브 스카이트를 제조하는 것은 어려운 일이되었습니다. 가공 중 공기 및 수분에 노출되면 초기 성능을 방해하고 시간이 지남에 따라 분해 될 수 있습니다. 이로 인해 연구원들은 고도로 통제 된 환경에서이를 조립해야했습니다.
이러한 제어 환경 내에서 페 로브 스카이 트 태양 전지를 만드는 두 가지 방법이 있습니다. 더 비싼 경로 –증기 증착– 진공 조건 하에서 페 로브 스카이 트 재료를 증발 또는 기화시킨 다음 이들을 박막으로 퇴적시킵니다. 이것은 결함이 거의없고 신뢰할 수있는 효율성을 가진 매우 고품질 필름을 만듭니다. 그러나이 방법의 설정 비용은 높으며 엄격한 유지 보수 및 높은 환경 관리는 필수의.
더 간단하고 저렴한 방법은 잉크젯 인쇄 또는 스프레이 코팅을 사용하여 페 로브 스카이 트 층을 증착하는 것입니다. 이들 용액 기반 접근법에서, 페 로브 스카이 트 재료는 전구체 용액 또는 “잉크”에 용해되고 원하는 표면 또는 기판에 직접 적용된다. 이 기술의 단순성으로 인해 연구원들은 지난 10 년 동안 페 로브 스카이트를 빠르게 향상시킬 수있었습니다. 그러나 이러한 기술은 오염 및 결함이 발생할 수있는 충분한 공간을 허용합니다.
경로 중 어느 쪽이든, 가장 성능이 높은 세포를 생산하기 위해, 제조는 일반적으로 실험실 장갑 상자와 같은 제어 된 환경에서 발생합니다. 이 장비는 산소와 수분을 펌핑하여 질소와 같은 비 반응성 가스로 대체합니다. 그러나 환경 통제량을 늘리면 비용이 증가 할 수 있습니다.
일부 장갑 상자는 내부 산소와 수분 수준을 백만 분당 1 부 (PPM) 미만으로 가져올 수 있습니다. 그러나 설치 및 유지 이 시스템은 비싸다. 이 수준의 환경 제어는 오염 된 공기를 추출하고 정화 한 다음 시스템으로 재순환하기 위해 복잡한 필터 및 송풍기 시스템이 필요합니다. 이러한 필터 및 제어 시스템에는 정기적 인 유지 및 교체가 필요합니다. 들어올리다 유지 보수 비용. PPM 센서만으로 수천 달러가 소요될 수 있습니다.
이러한 유지 보수 비용은 항상 볼륨으로 확장됩니다. 환경이 클수록 필터링 해야하는 공기가 많고 더 어려워집니다. 유지하다 엄격한 환경 통제. 이것 필요합니다 더 강력한 팬, 더 큰 필터 및 이러한 시스템이 노출 된 경우 대기다시 일하는 데 더 많은 시간과 비용이들 것입니다.
혁신적인 페 로브 스카이 트 제작 방법
이러한 과제로 인해 태양 광 개발자는 Perovskite 장치에 대한 다양한 제조 방법, 특히 더 큰 규모의 실험을하게되었습니다. 예를 들어, 파워 롤 유연한 태양 광 모듈을 개발하는 영국 더럼에서 현재 복용하고 있습니다 다른 방법을 동시에 평가하면서 솔루션 기반 접근법. “우리는 산업 및 학업 파트너와 지속적으로 협력하여 제조 기술의 최 나단 힐파워 롤의 선임 과학자.
영국 옥스포드에 본사를 둔 옥스포드 PV, 그렇지 않았습니다 공개 최초의 상업 배송에서 페 로브 스카이 트시 실리콘 탠덤 모듈을 제작 한 방법. a 2018 인터뷰옥스포드 공동 설립자 헨리 스나이스 [would] 용액 처리 된 세포보다 더 빨리 전진하십시오.”
완전히 불활성 처리 – AT 매우 낮습니다 ppm –그렇지 않습니다 많은 제조업체들은 대규모 생산에 이상적이라고 말합니다. 그래서 그들은 제조를 단순화하기위한 혁신적인 접근법을 탐구하고 있습니다. “우리는 불활성 조건에서 처리하는 것이 실험실 생산에 도움이 될 수 있음을 인정하지만, 우리와 파트너는 온도와 습도가 Perovskite 곡물 관리의 주요 요인임을 알 수 있습니다. 성장,,, 그리고 비활성 환경 밖에서 작동하는 유망한 결과가있었습니다,,,‘ 힐이 말한다 힘 연타. 또 다른 페 로브 스카이 트 혁신가, 탠덤 PV 캘리포니아 산호세에서는 회사의 대변인에 따르면, 캘리포니아 주 산호세 (San Jose)는 불활성 조건 이외의 솔루션에서 페 로브 스카이 트 층을 처리합니다.
제조업체가 계속 실험함에 따라 연구원들은 페 로브 스카이 트 태양 전지의 목표를 재평가해야합니다. 일반적으로 환경이 불활성 일수록 높을 수 있습니다 태양 전지를 수행합니다. 그러나이 세포들이 얼마나 높은 성과를 거두고, 이러한 환경이 얼마나 불활성인가 – 정말로 해야합니다 BE? 환경이 부분적으로 제어되는 중간지면이 있습니까? 그 결과 페로프 스키이트는 여전히 높은 품질입니다.
내 동료들과 i ~에 오실라 가지다 시연 트리플 양이온이 혼합 헤알리드 페 로브 스카이 트 비교적 견고합니다a 장갑 상자 저것 유지합니다 단지 15 ppm 수분과 0.5 % 산소 수준 (5000 ppm). 이 태양 전지는 고급 글러브 박스에서 만든 것과 비슷한 효율성을 달성했습니다 (각각 19.7 %에 비해 19.2 %). 19 %에 접근하는 장치는 실리콘 태양 광 기술과 경쟁하는 영역 내에 있습니다 ( 크게 달성합니다 태양 전지의 유형에 따라 13-23 % 효율). Perovskites는 실리콘을 사용할 수없는 상황에서 또는 실리콘 장치와 함께 사용하기 때문에 우리는 이것이 인상적인 결과라고 생각합니다.
또한 솔루션 기반 접근법으로 주변 공기에서 동일한 페 로브 스카이트 (트리플 양이온 혼합 혼합 할라이드)가 처리 될 때 장치는 여전히 잘 수행된다는 것을 발견했습니다. 17.6 %에 도달 한 최상의 결과는 나타내다 좋은 공기 가공 페 로브 스카이 트 태양 전지에 대한 희망이 있습니다.
실리콘 태양의 관세는 페 로브 스카이트를보다 경쟁력있게 만들 수 있습니다
많은 학술 연구자들은 또한 페 로브 스카이 트를 만드는 것을 실험하고 있습니다. 장갑 상자 환경 외부의 LAR 세포. 최근 연구 ~에 자연 연락 용액 처리 롤 투 롤-롤 페 로브 스카이 트는 전적으로 주변 공기에 제조 된 것으로 설명되었습니다. (롤 투 롤 가공에는 고속 제조가 포함되어있어 움직이는 롤의 유연한 재료에 솔루션을 지속적으로 입금 할 수 있습니다. 그것은 신문 인쇄와 마찬가지로 태양 전지의 경우.)
결과 장치는 개별 세포의 경우 15.5 %, 미니 솔 모듈의 경우 11 %의 효율성에 도달합니다. 뭐야 또한, 예상 생산 비용은 와트 당 $ 0.70 정도로 낮으며 여전히 비용 절감을위한 추가 공간이 있습니다.
필드를 전체 상업화로 옮기려면 그것은 더 높은 효율성을 쫓기보다는 확장 가능한 처리 방법에 더 중점을 두는 것이 중요합니다. 학계와 산업은 안정성과 확장 성을 높이기위한 목표를 조정해야합니다.
페 로브 스카이 트 태양 전지의 상업화는 도달 할 수 있습니다. 그리고 e국제 무역 조건을 볼 때 페로프 스카이 트를 줄 수 있습니다 태양 전지에스 경쟁 우위. 그러나 이것을 달성하기 위해 그것은 매우 중요합니다 식별하다 불필요한 단계를 만드는 데 관련된 모든 단계. 저렴한 비용, 전 세계적으로 적응 가능한 생산,,, 유연한 제조 opp영형rtunit나esPerovskite 장치는 유망한 경로를 제공 할 수 있습니다 전 세계적으로 제조, 강화 그만큼 전반적인 글로벌 공급 광전지.