سلولهای خورشیدی پروسکایت، سلولهای خورشیدی هستند که از نیمهرساناهای هالید فلزی آلی از نوع پروسکایت به عنوان مواد جاذب نور استفاده میکنند. آنها به نسل سوم سلولهای خورشیدی تعلق دارند و به عنوان سلولهای خورشیدی با مفهوم جدید نیز شناخته میشوند.
توسعه فناوری انرژی خورشیدی تقریباً از سه مرحله عبور کرده است: نسل اول سلولهای خورشیدی عمدتاً به سلولهای خورشیدی سیلیکونی تککریستالی و پلیکریستالی اشاره دارد که راندمان تبدیل فوتوالکتریک آنها در آزمایشگاه به ترتیب به 25٪ و 20.4٪ رسیده است. نسل دوم سلولهای خورشیدی عمدتاً شامل سلولهای فیلم نازک سیلیکون آمورف و سلولهای فیلم نازک سیلیکون پلیکریستالی است. نسل سوم سلولهای خورشیدی عمدتاً به برخی از سلولهای با مفهوم جدید با راندمان تبدیل بالا، مانند سلولهای حساس به رنگ، سلولهای نقطه کوانتومی و سلولهای خورشیدی آلی اشاره دارد. فرآیند تولید سنتی انرژی خورشیدی سیلیکون کریستالی بسیار پیچیده است و برخی از فرآیندها دمای پردازش و مصرف انرژی بسیار بالایی دارند. اما باتریهای پروسکایت متفاوت هستند، تا زمانی که پنج یا شش فرآیند ساده وجود داشته باشد و دمای پردازش از 150 درجه سانتیگراد تجاوز نکند. سلولهای خورشیدی پروسکایت با موفقیت انتخاب شدهاند و به عنوان امیدوارکنندهترین فناوری فتوولتائیک نسل بعدی شناخته میشوند.
تجهیزات اصلی سلولهای پروسکایت شامل تجهیزات پوششدهی، تجهیزات لیزر، تجهیزات لمینیت است که با تمیز کردن، خشک کردن و تجهیزات اتوماسیون مختلف تکمیل میشود. در مقایسه با ساختار تولید ترکیبی چند کارخانهای مواد سیلیکونی، ویفرهای سیلیکونی، کارخانههای باتری و اجزا در سلولهای سیلیکون کریستالی، سلولهای پروسکایت را میتوان از یک خط تولید به یک خط تولید مونتاژ کرد و به کاهش هزینههای تولید دست یافت.
تجهیزات پوششدهی (تجهیزات PVD)، تجهیزات پوششدهی اولتراسونیک، تجهیزات لیزر و تجهیزات بستهبندی چهار تجهیزات اصلی برای تهیه سلولهای پروسکایت هستند.
مزایای باتریهای تیتانیوم سنگ معدن:
با توجه به مسیرهای فناوری مختلف، سلولهای خورشیدی را میتوان تقریباً به سلولهای سیلیکون کریستالی، سلولهای فیلم نازک، سلولهای پروسکایت و غیره تقسیم کرد.
برای مسیرهای فناوری مختلف سلولهای فتوولتائیک، سطح راندمان تبدیل، پتانسیل توسعه آینده آنها را تعیین میکند. در مقایسه با سیلیکون کریستالی،پروسکایت سه مزیت اصلی دارد: خواص نوری-الکترونیکی عالی، مواد اولیه فراوان که به راحتی سنتز میشوند و یک فرآیند تولید کوتاه.
طبق دادهها، راندمان حد نظری سلولهای سیلیکون تک کریستالی حدود 29٪ است. از وضعیت واقعی، راندمان تبدیل فعلی سلول 182TOPCon شرکت JinkoSolar حدود 26.4٪ است. بالاترین راندمان تبدیل باتری HJT نوع P شرکت Longji Green Energy و باتری HJT بدون ایندیم در حال حاضر به ترتیب به 26.56٪ و 26.09٪ میرسد.
راندمان تک اتصالی نظری سلولهای فتوولتائیک کلسیم تیتانیوم میتواند به 31٪ برسد. سلولهای انباشته پروسکایت، از جمله سیلیکون/پروسکایت دو اتصالی، راندمان تبدیل تا 35٪ دارند و سلولهای سه اتصالی پروسکایت دارای راندمان نظری بیش از 45٪ هستند. بنابراین، آنها توسط صنعت به عنوان پتانسیل تبدیل شدن به فناوری فتوولتائیک اصلی نسل بعدی در نظر گرفته میشوند.
مزایای استفاده از تجهیزات پوششدهی اولتراسونیک:
پوشش اولتراسونیک یک تکنیک رسوبگذاری محلول است که معمولاً در تهیه سلولهای پروسکایت برای ایجاد لایههای اکسید متراکم و لایههای جاذب پروسکایت استفاده میشود. در مقایسه با سایر تکنیکهای تهیه، فناوری پوشش اولتراسونیک دارای جهانشمولی قوی، میزان ضایعات مواد کم و سازگاری عالی با انواع بسترها، حتی بسترهای نامنظم است. بنابراین، پتانسیل زیادی در تهیه دستگاههای فتوولتائیک پروسکایت با اندازه بزرگ دارد.
1. راندمان بالا
تجهیزات پوششدهی اولتراسونیک از ارتعاشات با فرکانس بالا برای اتمیزه کردن محلول پروسکایت به قطرات کوچک استفاده میکند که میتواند در طول فرآیند پاشش به رسوبگذاری سریع و یکنواخت دست یابد. در مقایسه با روشهای سنتی، تجهیزات پوششدهی اولتراسونیک راندمان تهیه فیلمهای پروسکایت را تا حد زیادی بهبود میبخشد.
2. کیفیت بالا
فیلم نازک پروسکایت تهیه شده توسط پوشش اولتراسونیک دارای مزایای یکنواختی خوب، تبلور بالا و نقصهای کم است. علاوه بر این، تجهیزات پوششدهی اولتراسونیک میتوانند پارامترهای پاشش مانند سرعت پاشش، فاصله پاشش، زمان پاشش و غیره را به طور دقیق کنترل کنند و در نتیجه کیفیت فیلمهای پروسکایت را بیشتر بهینه کنند.
3. تهیه در مقیاس بزرگ
تجهیزات پوششدهی اولتراسونیک برای تهیه فیلمهای نازک پروسکایت با مساحت زیاد مناسب است. با تنظیم پارامترهای تجهیزات پوششدهی و استراتژی پاشش، میتوان به تهیه فیلمهای نازک پروسکایت با مساحت زیاد و راندمان بالا دست یافت و پشتیبانی قوی برای استفاده از مواد پروسکایت در زمینههایی مانند سلولهای خورشیدی و دستگاههای اپتوالکترونیکی فراهم کرد.
4. کاهش هزینهها
در مقایسه با سایر روشهای تهیه فیلمهای نازک پروسکایت، تجهیزات پوششدهی اولتراسونیک دارای مزیت هزینه کم است. فرآیند تهیه پوشش اولتراسونیک نیازی به تجهیزات و مواد گران قیمت ندارد و هزینه استفاده از مواد پروسکایت را کاهش میدهد و کاربرد گسترده آنها را در زمینه انرژی جدید ترویج میکند.
5. سبز و سازگار با محیط زیست
فناوری پوشش اولتراسونیک دارای ویژگیهای حفاظت از محیط زیست و ایمنی است. در مقایسه با روشهای پوشش سنتی، فناوری پوشش اولتراسونیک نیازی به استفاده از مقدار زیادی حلالهای آلی ندارد و آلودگی محیط زیست را کاهش میدهد. در عین حال، به دلیل روش پوشش غیر تماسی، از آسیب بستر و مشکلات آلودگی که روشهای پوشش سنتی ممکن است ایجاد کنند، جلوگیری میکند و ایمنی تولید را بهبود میبخشد.
سلولهای خورشیدی پروسکایت، سلولهای خورشیدی هستند که از نیمهرساناهای هالید فلزی آلی از نوع پروسکایت به عنوان مواد جاذب نور استفاده میکنند. آنها به نسل سوم سلولهای خورشیدی تعلق دارند و به عنوان سلولهای خورشیدی با مفهوم جدید نیز شناخته میشوند.
توسعه فناوری انرژی خورشیدی تقریباً از سه مرحله عبور کرده است: نسل اول سلولهای خورشیدی عمدتاً به سلولهای خورشیدی سیلیکونی تککریستالی و پلیکریستالی اشاره دارد که راندمان تبدیل فوتوالکتریک آنها در آزمایشگاه به ترتیب به 25٪ و 20.4٪ رسیده است. نسل دوم سلولهای خورشیدی عمدتاً شامل سلولهای فیلم نازک سیلیکون آمورف و سلولهای فیلم نازک سیلیکون پلیکریستالی است. نسل سوم سلولهای خورشیدی عمدتاً به برخی از سلولهای با مفهوم جدید با راندمان تبدیل بالا، مانند سلولهای حساس به رنگ، سلولهای نقطه کوانتومی و سلولهای خورشیدی آلی اشاره دارد. فرآیند تولید سنتی انرژی خورشیدی سیلیکون کریستالی بسیار پیچیده است و برخی از فرآیندها دمای پردازش و مصرف انرژی بسیار بالایی دارند. اما باتریهای پروسکایت متفاوت هستند، تا زمانی که پنج یا شش فرآیند ساده وجود داشته باشد و دمای پردازش از 150 درجه سانتیگراد تجاوز نکند. سلولهای خورشیدی پروسکایت با موفقیت انتخاب شدهاند و به عنوان امیدوارکنندهترین فناوری فتوولتائیک نسل بعدی شناخته میشوند.
تجهیزات اصلی سلولهای پروسکایت شامل تجهیزات پوششدهی، تجهیزات لیزر، تجهیزات لمینیت است که با تمیز کردن، خشک کردن و تجهیزات اتوماسیون مختلف تکمیل میشود. در مقایسه با ساختار تولید ترکیبی چند کارخانهای مواد سیلیکونی، ویفرهای سیلیکونی، کارخانههای باتری و اجزا در سلولهای سیلیکون کریستالی، سلولهای پروسکایت را میتوان از یک خط تولید به یک خط تولید مونتاژ کرد و به کاهش هزینههای تولید دست یافت.
تجهیزات پوششدهی (تجهیزات PVD)، تجهیزات پوششدهی اولتراسونیک، تجهیزات لیزر و تجهیزات بستهبندی چهار تجهیزات اصلی برای تهیه سلولهای پروسکایت هستند.
مزایای باتریهای تیتانیوم سنگ معدن:
با توجه به مسیرهای فناوری مختلف، سلولهای خورشیدی را میتوان تقریباً به سلولهای سیلیکون کریستالی، سلولهای فیلم نازک، سلولهای پروسکایت و غیره تقسیم کرد.
برای مسیرهای فناوری مختلف سلولهای فتوولتائیک، سطح راندمان تبدیل، پتانسیل توسعه آینده آنها را تعیین میکند. در مقایسه با سیلیکون کریستالی،پروسکایت سه مزیت اصلی دارد: خواص نوری-الکترونیکی عالی، مواد اولیه فراوان که به راحتی سنتز میشوند و یک فرآیند تولید کوتاه.
طبق دادهها، راندمان حد نظری سلولهای سیلیکون تک کریستالی حدود 29٪ است. از وضعیت واقعی، راندمان تبدیل فعلی سلول 182TOPCon شرکت JinkoSolar حدود 26.4٪ است. بالاترین راندمان تبدیل باتری HJT نوع P شرکت Longji Green Energy و باتری HJT بدون ایندیم در حال حاضر به ترتیب به 26.56٪ و 26.09٪ میرسد.
راندمان تک اتصالی نظری سلولهای فتوولتائیک کلسیم تیتانیوم میتواند به 31٪ برسد. سلولهای انباشته پروسکایت، از جمله سیلیکون/پروسکایت دو اتصالی، راندمان تبدیل تا 35٪ دارند و سلولهای سه اتصالی پروسکایت دارای راندمان نظری بیش از 45٪ هستند. بنابراین، آنها توسط صنعت به عنوان پتانسیل تبدیل شدن به فناوری فتوولتائیک اصلی نسل بعدی در نظر گرفته میشوند.
مزایای استفاده از تجهیزات پوششدهی اولتراسونیک:
پوشش اولتراسونیک یک تکنیک رسوبگذاری محلول است که معمولاً در تهیه سلولهای پروسکایت برای ایجاد لایههای اکسید متراکم و لایههای جاذب پروسکایت استفاده میشود. در مقایسه با سایر تکنیکهای تهیه، فناوری پوشش اولتراسونیک دارای جهانشمولی قوی، میزان ضایعات مواد کم و سازگاری عالی با انواع بسترها، حتی بسترهای نامنظم است. بنابراین، پتانسیل زیادی در تهیه دستگاههای فتوولتائیک پروسکایت با اندازه بزرگ دارد.
1. راندمان بالا
تجهیزات پوششدهی اولتراسونیک از ارتعاشات با فرکانس بالا برای اتمیزه کردن محلول پروسکایت به قطرات کوچک استفاده میکند که میتواند در طول فرآیند پاشش به رسوبگذاری سریع و یکنواخت دست یابد. در مقایسه با روشهای سنتی، تجهیزات پوششدهی اولتراسونیک راندمان تهیه فیلمهای پروسکایت را تا حد زیادی بهبود میبخشد.
2. کیفیت بالا
فیلم نازک پروسکایت تهیه شده توسط پوشش اولتراسونیک دارای مزایای یکنواختی خوب، تبلور بالا و نقصهای کم است. علاوه بر این، تجهیزات پوششدهی اولتراسونیک میتوانند پارامترهای پاشش مانند سرعت پاشش، فاصله پاشش، زمان پاشش و غیره را به طور دقیق کنترل کنند و در نتیجه کیفیت فیلمهای پروسکایت را بیشتر بهینه کنند.
3. تهیه در مقیاس بزرگ
تجهیزات پوششدهی اولتراسونیک برای تهیه فیلمهای نازک پروسکایت با مساحت زیاد مناسب است. با تنظیم پارامترهای تجهیزات پوششدهی و استراتژی پاشش، میتوان به تهیه فیلمهای نازک پروسکایت با مساحت زیاد و راندمان بالا دست یافت و پشتیبانی قوی برای استفاده از مواد پروسکایت در زمینههایی مانند سلولهای خورشیدی و دستگاههای اپتوالکترونیکی فراهم کرد.
4. کاهش هزینهها
در مقایسه با سایر روشهای تهیه فیلمهای نازک پروسکایت، تجهیزات پوششدهی اولتراسونیک دارای مزیت هزینه کم است. فرآیند تهیه پوشش اولتراسونیک نیازی به تجهیزات و مواد گران قیمت ندارد و هزینه استفاده از مواد پروسکایت را کاهش میدهد و کاربرد گسترده آنها را در زمینه انرژی جدید ترویج میکند.
5. سبز و سازگار با محیط زیست
فناوری پوشش اولتراسونیک دارای ویژگیهای حفاظت از محیط زیست و ایمنی است. در مقایسه با روشهای پوشش سنتی، فناوری پوشش اولتراسونیک نیازی به استفاده از مقدار زیادی حلالهای آلی ندارد و آلودگی محیط زیست را کاهش میدهد. در عین حال، به دلیل روش پوشش غیر تماسی، از آسیب بستر و مشکلات آلودگی که روشهای پوشش سنتی ممکن است ایجاد کنند، جلوگیری میکند و ایمنی تولید را بهبود میبخشد.