સૌર સેલ એપ્લિકેશન માટે પેરોસ્કાઇટના ગુણદોષ

ફોટોવોલ્ટેઇક ઉદ્યોગમાં, પેરોવસ્કાઇટ તાજેતરના વર્ષોમાં ભારે માંગમાં છે. સૌર કોષોના ક્ષેત્રમાં તે "મનપસંદ" તરીકે ઉભરી આવવાનું કારણ તેની અનન્ય પરિસ્થિતિઓને કારણે છે. કેલ્શિયમ ટાઇટેનિયમ ઓર પાસે ઘણી ઉત્તમ ફોટોવોલ્ટેઇક ગુણધર્મો, સરળ તૈયારી પ્રક્રિયા અને કાચા માલની વિશાળ શ્રેણી અને વિપુલ પ્રમાણમાં સામગ્રી છે. આ ઉપરાંત, પેરોસ્કાઇટનો ઉપયોગ ગ્રાઉન્ડ પાવર પ્લાન્ટ્સ, ઉડ્ડયન, બાંધકામ, વેરેબલ પાવર જનરેશન ડિવાઇસીસ અને અન્ય ઘણા ક્ષેત્રોમાં પણ થઈ શકે છે.
21 માર્ચના રોજ, નિંગ્ડે ટાઇમ્સે "કેલ્શિયમ ટાઇટેનાઇટ સોલર સેલ અને તેની તૈયારી પદ્ધતિ અને પાવર ડિવાઇસ" ના પેટન્ટ માટે અરજી કરી. તાજેતરના વર્ષોમાં, ઘરેલું નીતિઓ અને પગલાંના ટેકાથી, કેલ્શિયમ-ટિટેનિયમ ઓર ઉદ્યોગ, કેલ્શિયમ-ટિટેનિયમ ઓર સોલર સેલ્સ દ્વારા રજૂ થાય છે, તે ખૂબ જ આગળ વધ્યું છે. તો પેરોસ્કાઇટ એટલે શું? પેરોવ્સ્કાઇટનું industrial દ્યોગિકરણ કેવી રીતે છે? હજી કયા પડકારોનો સામનો કરી રહ્યા છે? વિજ્ and ાન અને ટેકનોલોજી ડેઇલી રિપોર્ટરે સંબંધિત નિષ્ણાતોની મુલાકાત લીધી.

પેરોવસ્કાઇટ ન તો કેલ્શિયમ છે કે ન તો ટાઇટેનિયમ.

કહેવાતા પેરોવ્સ્કીટ્સ ન તો કેલ્શિયમ અથવા ટાઇટેનિયમ છે, પરંતુ મોલેક્યુલર ફોર્મ્યુલા એબીએક્સ 3 સાથે સમાન સ્ફટિક બંધારણવાળા "સિરામિક ox કસાઈડ" ના વર્ગ માટે સામાન્ય શબ્દ છે. "મોટા ત્રિજ્યા કેટેશન", બી "મેટલ કેશન" માટે બી અને "હેલોજન એનિઅન" માટે એક્સ માટે વપરાય છે. એક "મોટા ત્રિજ્યા કેટેશન" માટે વપરાય છે, બી "મેટલ કેશન" અને X નો અર્થ "હેલોજન એનિઓન" છે. આ ત્રણ આયન વિવિધ તત્વોની ગોઠવણી દ્વારા અથવા તેમની વચ્ચેના અંતરને સમાયોજિત કરીને ઘણા આશ્ચર્યજનક ભૌતિક ગુણધર્મો પ્રદર્શિત કરી શકે છે, જેમાં ઇન્સ્યુલેશન, ફેરોઇલેક્ટ્રિસિટી, એન્ટિફેરોમેગ્નેટિઝમ, વિશાળ ચુંબકીય અસર, વગેરે સહિતના મર્યાદિત નથી, વગેરે.
"સામગ્રીની મૂળભૂત રચના અનુસાર, પેરોવ્સ્કાઇટ્સને આશરે ત્રણ કેટેગરીમાં વહેંચી શકાય છે: જટિલ મેટલ ox કસાઈડ પેરોસ્કીટ્સ, ઓર્ગેનિક હાઇબ્રિડ પેરોસ્કીટ્સ અને અકાર્બનિક હેલોજેનેટેડ પેરોવ્સ્કીટ્સ." લ્યુઓ જિંગ્સને, નાનકાઈ યુનિવર્સિટીની સ્કૂલ Elector ફ ઇલેક્ટ્રોનિક ઇન્ફર્મેશન એન્ડ opt પ્ટિકલ એન્જિનિયરિંગના પ્રોફેસર, એ રજૂ કર્યું કે હવે ફોટોવોલ્ટેઇક્સમાં ઉપયોગમાં લેવામાં આવતી કેલ્શિયમ ટાઇનાઈટ્સ સામાન્ય રીતે પછીના બે હોય છે.
પેરોવસ્કાઇટનો ઉપયોગ ઘણા ક્ષેત્રોમાં થઈ શકે છે જેમ કે પાર્થિવ પાવર પ્લાન્ટ્સ, એરોસ્પેસ, બાંધકામ અને વેરેબલ પાવર જનરેશન ડિવાઇસીસ. તેમાંથી, ફોટોવોલ્ટેઇક ક્ષેત્ર એ પેરોસ્કાઇટનો મુખ્ય એપ્લિકેશન ક્ષેત્ર છે. કેલ્શિયમ ટાઇટેનાઇટ સ્ટ્રક્ચર્સ ખૂબ ડિઝાઇન કરી શકાય છે અને તેમાં ખૂબ સારા ફોટોવોલ્ટેઇક પ્રદર્શન છે, જે તાજેતરના વર્ષોમાં ફોટોવોલ્ટેઇક ક્ષેત્રમાં એક લોકપ્રિય સંશોધન દિશા છે.
પેરોવ્સ્કાઇટનું industrial દ્યોગિકરણ ઝડપી થઈ રહ્યું છે, અને ઘરેલું ઉદ્યોગો લેઆઉટ માટે સ્પર્ધા કરી રહ્યા છે. એવું અહેવાલ છે કે કેલ્શિયમ ટાઇટેનિયમ ઓર મોડ્યુલોના પ્રથમ 5,000 ટુકડાઓ હંગઝો ફિના ફોટોઇલેક્ટ્રિક ટેકનોલોજી કું, લિ. રેનશુઓ ફોટોવોલ્ટેઇક (સુઝોઉ) કું. લિમિટેડ પણ વિશ્વની સૌથી મોટી 150 મેગાવોટ સંપૂર્ણ કેલ્શિયમ ટાઇટેનિયમ ઓર લેમિનેટેડ પાઇલટ લાઇનના નિર્માણને વેગ આપી રહ્યું છે; કુંશન જીસીએલ ફોટોઇલેક્ટ્રિક મટિરીયલ્સ કું. લિ.

ફોટોવોલ્ટેઇક ઉદ્યોગમાં કેલ્શિયમ ટાઇટેનિયમ ઓરના સ્પષ્ટ ફાયદા છે

ફોટોવોલ્ટેઇક ઉદ્યોગમાં, પેરોવસ્કાઇટ તાજેતરના વર્ષોમાં ભારે માંગમાં છે. સૌર કોષોના ક્ષેત્રમાં તે "મનપસંદ" તરીકે ઉભરી આવવાનું કારણ તેની પોતાની અનન્ય પરિસ્થિતિઓને કારણે છે.
“પ્રથમ, પેરોવ્સ્કાઇટમાં અસંખ્ય ઉત્તમ to પ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક ગુણધર્મો છે, જેમ કે એડજસ્ટેબલ બેન્ડ ગેપ, ઉચ્ચ શોષણ ગુણાંક, નીચા એક્ઝિટન બંધનકર્તા energy ર્જા, ઉચ્ચ વાહક ગતિશીલતા, ઉચ્ચ ખામી સહનશીલતા, વગેરે .; બીજું, પેરોવ્સ્કાઇટની તૈયારી પ્રક્રિયા સરળ છે અને ટ્રાન્સલ્યુસન્સી, અલ્ટ્રા-લાઇટનેસ, અલ્ટ્રા-લિંગનેસ, સુગમતા, વગેરે પ્રાપ્ત કરી શકે છેવટે, પેરોસ્કાઇટ કાચી સામગ્રી વ્યાપકપણે ઉપલબ્ધ અને વિપુલ પ્રમાણમાં છે. " લુઓ જિંગ્સને રજૂઆત કરી. અને પેરોવસ્કાઇટની તૈયારીમાં પણ કાચા માલની પ્રમાણમાં ઓછી શુદ્ધતાની જરૂર હોય છે.
હાલમાં, પીવી ફીલ્ડ મોટી સંખ્યામાં સિલિકોન આધારિત સોલર સેલ્સનો ઉપયોગ કરે છે, જેને મોનોક્રિસ્ટલિન સિલિકોન, પોલિક્રિસ્ટલિન સિલિકોન અને આકારહીન સિલિકોન સોલર સેલ્સમાં વહેંચી શકાય છે. સ્ફટિકીય સિલિકોન કોષોનું સૈદ્ધાંતિક ફોટોઇલેક્ટ્રિક રૂપાંતર ધ્રુવ 29.4%છે, અને વર્તમાન પ્રયોગશાળા વાતાવરણ મહત્તમ 26.7%સુધી પહોંચી શકે છે, જે રૂપાંતરની ટોચમર્યાદાની ખૂબ નજીક છે; તે અગત્યનું છે કે તકનીકી સુધારણામાં સીમાંત લાભ પણ નાનો અને નાનો બનશે. તેનાથી વિપરિત, પેરોવસ્કાઇટ કોષોની ફોટોવોલ્ટેઇક રૂપાંતર કાર્યક્ષમતામાં higher ંચી સૈદ્ધાંતિક ધ્રુવ મૂલ્ય 33%હોય છે, અને જો બે પેરોસ્કાઇટ કોષો એક સાથે સ્ટ ack ક્ડ કરવામાં આવે છે, તો સૈદ્ધાંતિક રૂપાંતર કાર્યક્ષમતા 45%સુધી પહોંચી શકે છે.
"કાર્યક્ષમતા" ઉપરાંત, બીજો મહત્વપૂર્ણ પરિબળ "કિંમત" છે. ઉદાહરણ તરીકે, પાતળા ફિલ્મની બેટરીની પ્રથમ પે generation ીની કિંમત નીચે ન આવી શકે તે કારણ એ છે કે પૃથ્વી પરના દુર્લભ તત્વો છે, કેડમિયમ અને ગેલિયમના અનામત ખૂબ નાના છે, અને પરિણામે, ઉદ્યોગને વધુ વિકસિત કરે છે માંગ જેટલી વધારે છે, ઉત્પાદનની કિંમત વધારે છે, અને તે ક્યારેય મુખ્ય પ્રવાહનું ઉત્પાદન બની શક્યું નથી. પેરોસ્કાઇટની કાચી સામગ્રી પૃથ્વી પર મોટી માત્રામાં વહેંચવામાં આવે છે, અને કિંમત પણ ખૂબ સસ્તી છે.
આ ઉપરાંત, કેલ્શિયમ-ટિટેનિયમ ઓર બેટરી માટે કેલ્શિયમ-ટિટેનિયમ ઓર કોટિંગની જાડાઈ ફક્ત થોડા સો નેનોમીટર છે, જે સિલિકોન વેફર કરતા 1/500 મી છે, જેનો અર્થ છે કે સામગ્રીની માંગ ખૂબ ઓછી છે. ઉદાહરણ તરીકે, સ્ફટિકીય સિલિકોન કોષો માટે સિલિકોન સામગ્રીની વર્તમાન વૈશ્વિક માંગ દર વર્ષે લગભગ 500,000 ટન છે, અને જો તે બધાને પેરોવ્સ્કાઇટ કોષોથી બદલવામાં આવે છે, તો ફક્ત 1000 ટન પેરોસ્કાઇટની જરૂર પડશે.
ઉત્પાદન ખર્ચની દ્રષ્ટિએ, સ્ફટિકીય સિલિકોન કોષોને સિલિકોન શુદ્ધિકરણ 99.99999%ની જરૂર પડે છે, તેથી સિલિકોનને 1400 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી ગરમ કરવું જોઈએ, પ્રવાહીમાં ઓગળવામાં આવે છે, અને પછી ઓછામાં ઓછા ચાર ફેક્ટરીઓ અને બે સાથે કોષોમાં એસેમ્બલ થવું જોઈએ વચ્ચે ત્રણ દિવસ અને વધુ energy ર્જા વપરાશ. તેનાથી વિપરિત, પેરોસ્કાઇટ કોષોના ઉત્પાદન માટે, પેરોસ્કાઇટ બેઝ લિક્વિડને સબસ્ટ્રેટમાં લાગુ કરવું અને પછી સ્ફટિકીકરણની રાહ જોવી જરૂરી છે. આખી પ્રક્રિયામાં ફક્ત ગ્લાસ, એડહેસિવ ફિલ્મ, પેરોવસ્કાઇટ અને રાસાયણિક સામગ્રી શામેલ છે, અને તે એક ફેક્ટરીમાં પૂર્ણ થઈ શકે છે, અને આખી પ્રક્રિયામાં ફક્ત 45 મિનિટનો સમય લાગે છે.
"પેરોવ્સ્કાઇટથી તૈયાર સૌર કોષોમાં ઉત્તમ ફોટોઇલેક્ટ્રિક રૂપાંતર કાર્યક્ષમતા છે, જે આ તબક્કે 25.7% પર પહોંચી છે, અને વ્યવસાયિક મુખ્ય પ્રવાહ બનવા માટે ભવિષ્યમાં પરંપરાગત સિલિકોન આધારિત સૌર કોષોને બદલી શકે છે." લુઓ જિંગ્સે કહ્યું.
ત્યાં ત્રણ મોટી સમસ્યાઓ છે જેને industrial દ્યોગિકરણને પ્રોત્સાહન આપવા માટે હલ કરવાની જરૂર છે

ચકોસાઇટના industrial દ્યોગિકરણને આગળ વધારતા, લોકોએ હજી પણ 3 સમસ્યાઓ હલ કરવાની જરૂર છે, એટલે કે ચ chal કોસાઇટની લાંબા ગાળાની સ્થિરતા, મોટા ક્ષેત્રની તૈયારી અને લીડની ઝેરીતા.
પ્રથમ, પેરોવસ્કાઇટ પર્યાવરણ પ્રત્યે ખૂબ સંવેદનશીલ હોય છે, અને તાપમાન, ભેજ, પ્રકાશ અને સર્કિટ લોડ જેવા પરિબળો પેરોસ્કાઇટના વિઘટન અને કોષની કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો તરફ દોરી શકે છે. હાલમાં મોટાભાગના લેબોરેટરી પેરોવસ્કાઇટ મોડ્યુલો ફોટોવોલ્ટેઇક ઉત્પાદનો માટે આઇઇસી 61215 આંતરરાષ્ટ્રીય ધોરણને પૂર્ણ કરતા નથી, અથવા તેઓ સિલિકોન સોલર સેલ્સના 10-20 વર્ષના જીવનકાળ સુધી પહોંચતા નથી, તેથી પેરોસ્કાઇટની કિંમત હજી પણ પરંપરાગત ફોટોવોલ્ટેઇક ક્ષેત્રમાં ફાયદાકારક નથી. આ ઉપરાંત, પેરોસ્કાઇટ અને તેના ઉપકરણોની અધોગતિ પદ્ધતિ ખૂબ જટિલ છે, અને ક્ષેત્રમાં પ્રક્રિયા વિશે કોઈ સ્પષ્ટ સમજણ નથી, અથવા ત્યાં એકીકૃત માત્રાત્મક ધોરણ નથી, જે સ્થિરતા સંશોધન માટે નુકસાનકારક છે.
બીજો મોટો મુદ્દો એ છે કે તેમને મોટા પાયે કેવી રીતે તૈયાર કરવો. હાલમાં, જ્યારે ડિવાઇસ optim પ્ટિમાઇઝેશન અભ્યાસ પ્રયોગશાળામાં કરવામાં આવે છે, ત્યારે ઉપયોગમાં લેવાતા ઉપકરણોનો અસરકારક પ્રકાશ ક્ષેત્ર સામાન્ય રીતે 1 સે.મી. 2 કરતા ઓછો હોય છે, અને જ્યારે મોટા પાયે ઘટકોના વ્યાપારી એપ્લિકેશન તબક્કાની વાત આવે છે, ત્યારે પ્રયોગશાળા તૈયારીની પદ્ધતિઓ સુધારવાની જરૂર છે અથવા બદલી. હાલમાં મોટા ક્ષેત્રના પેરોસ્કાઇટ ફિલ્મોની તૈયારી માટે લાગુ મુખ્ય પદ્ધતિઓ સોલ્યુશન પદ્ધતિ અને વેક્યુમ બાષ્પીભવનની પદ્ધતિ છે. સોલ્યુશન પદ્ધતિમાં, પૂર્વગામી સોલ્યુશનની સાંદ્રતા અને ગુણોત્તર, દ્રાવકનો પ્રકાર, અને સ્ટોરેજ સમય પેરોસ્કાઇટ ફિલ્મોની ગુણવત્તા પર ખૂબ અસર કરે છે. વેક્યુમ બાષ્પીભવનની પદ્ધતિ, પેરોસ્કાઇટ ફિલ્મોની સારી ગુણવત્તા અને નિયંત્રણપાત્ર જુબાની તૈયાર કરે છે, પરંતુ પૂર્વવર્તીઓ અને સબસ્ટ્રેટ્સ વચ્ચે સારો સંપર્ક પ્રાપ્ત કરવો ફરીથી મુશ્કેલ છે. આ ઉપરાંત, કારણ કે પેરોસ્કાઇટ ડિવાઇસના ચાર્જ ટ્રાન્સપોર્ટ લેયર પણ મોટા વિસ્તારમાં તૈયાર કરવાની જરૂર છે, તેથી દરેક સ્તરની સતત રજૂઆત સાથેની ઉત્પાદન રેખાને industrial દ્યોગિક ઉત્પાદનમાં સ્થાપિત કરવાની જરૂર છે. એકંદરે, પેરોસ્કાઇટ પાતળા ફિલ્મોની મોટી-ક્ષેત્રની તૈયારીની પ્રક્રિયાને હજી વધુ optim પ્ટિમાઇઝેશનની જરૂર છે.
છેવટે, લીડની ઝેરી પણ ચિંતાનો મુદ્દો છે. વર્તમાન ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા પેરોસ્કાઇટ ઉપકરણોની વૃદ્ધત્વ પ્રક્રિયા દરમિયાન, પેરોવસ્કાઇટ મુક્ત લીડ આયનો અને લીડ મોનોમર્સ ઉત્પન્ન કરવા માટે વિઘટન કરશે, જે માનવ શરીરમાં પ્રવેશ્યા પછી આરોગ્ય માટે જોખમી રહેશે.
લ્યુઓ જિંગ્સન માને છે કે સ્થિરતા જેવી સમસ્યાઓ ઉપકરણ પેકેજિંગ દ્વારા હલ કરી શકાય છે. “જો ભવિષ્યમાં, આ બંને સમસ્યાઓ હલ થાય છે, તો ત્યાં એક પરિપક્વ તૈયારી પ્રક્રિયા પણ છે, પેરોસ્કાઇટ ઉપકરણોને અર્ધપારદર્શક કાચમાં પણ બનાવી શકે છે અથવા ફોટોવોલ્ટેઇક બિલ્ડિંગ એકીકરણ પ્રાપ્ત કરવા માટે ઇમારતોની સપાટી પર કરી શકે છે, અથવા એરોસ્પેસ માટે લવચીક ફોલ્ડબલ ઉપકરણો બનાવવામાં આવે છે અને અન્ય ક્ષેત્રો, જેથી મહત્તમ ભૂમિકા નિભાવવા માટે પાણી અને ઓક્સિજન વાતાવરણ વિના અવકાશમાં પેરોવસ્કાઇટ. " લ્યુ જિંગ્સન પેરોવ્સ્કાઇટના ભાવિ વિશે વિશ્વાસ છે.