Was sind Perowskite?
Perowskite sind eine Gruppe von Materialien mit derselben Struktur, die viele interessante Eigenschaften haben, wie z. B. Supraleitfähigkeit, Magnetowiderstand und mehr. Man ist der Meinung, dass diese Materialien die Zukunft der Solarzellen sind, weil sie einfach herzustellen sind und eine einzigartige Struktur haben, die sie für eine kostengünstige und effiziente Photovoltaik geeignet macht.
Was sind Perowskit-Solarzellen?
Perowskit ist ein Material mit der gleichen Kristallstruktur wie das Mineral Perowskit-Solarzellen, der früheste entdeckte Kristall von Perowskit-Solarzellen. Typischerweise haben Chalkoskit-Verbindungen die chemische Formel ABX 3, wobei "A" und "B" für Kationen stehen und X das Anion ist, an das sie gebunden sind, und eine große Anzahl verschiedener Elemente zur Bildung einer Chalkosit-Struktur kombiniert werden kann.
Dank der Flexibilität dieser Zusammensetzung können Wissenschaftler die Kristalle von Perowskit-Solarzellen so gestalten, dass sie ein breites Spektrum an physikalischen, optischen und elektrischen Eigenschaften aufweisen.
Der Wirkungsgrad von Perowskit-Solarzellen mit einem Übergang bricht jedes Jahr Rekorde:
Perowskit-Solarzellen vs. kristalline Silizium-Solarzellen
1. höherer Wirkungsgrad. Dies ist ein herausragendes Merkmal der Technologie. Bislang wurde ein Wirkungsgrad von 29,15 % erreicht, das sind fast 30 % und damit 3,75 % mehr als der höchste Wirkungsgrad, der bei der Al-BSF-Technologie mit kristallinem Silizium erreicht wurde. Dies zeigt das enorme Potenzial der Chalkogenid-Solarzellen.
2. geringere Abschwächung. Kristalline Silizium-Solarzellen haben einen Temperaturkoeffizienten von etwa -0,38 %/°C, Perowskit-Solarzellen dagegen nur -0,13 %/°C. Dies führt zu einer längeren Abklingzeit.
3. Leichtere Herstellung. Perowskit-Solarzellen können vollständig in Lösung hergestellt werden. Das bedeutet, dass sie mit großtechnischen Verfahren wie Slot-Die-Finishing und Tintenstrahldruck hergestellt werden können. Dies könnte bedeuten, dass sie leicht für die Massenproduktion umgerüstet werden können.
Nachteile von Perowskitsolarzellen
1. Kosten. Vor allem, weil Gold das derzeit am häufigsten verwendete Elektrodenmaterial ist. Ein weiteres Problem ist, dass billigere Perowskit-Solarzellen nicht so lange halten. Perowskit-Solarzellen zersetzen sich auch schnell, wenn sie mit Wasser in Berührung kommen, und die Zersetzungsprodukte greifen Metallelektroden an. Zum Schutz des Perowskits kann eine starke Beschichtung die Kosten für die Zelle in die Höhe treiben.
2. Giftig. Perowskit zerfällt unter anderem in eine Substanz namens PbI, die giftig ist, und es gibt Befürchtungen, dass sie Krebs verursachen könnte. Außerdem wird in vielen Perowskit-Zellen Blei verwendet, das eine sehr schmutzige Substanz ist.
3. Lebensdauer. Die kristalline Silizium-Solarzellentechnologie ist eine ausgereifte Technologie mit einer Lebensdauer von bis zu 30 Jahren, während Chalkogenid-Solarzellen im besten Fall nur 30 Monate halten, was sie für die meisten praktischen Anwendungen unbrauchbar macht.
Kommerzialisierung von Perowskit-Solarzellen
Die State Power Investment Corporation (SIPC), die Huaneng Group, LONGi, Trina Solar, Zhonglai Photovoltaic, Aixu Science and Technology, Savi Group, Shengcheng Photovoltaic und andere Unternehmen haben angedeutet, dass sie die Entwicklung der siliziumbasierten Chalkoskit-Stapelbatterietechnologie genau verfolgen und Pläne für die Markteinführung schmieden, da es sich um die einfallsreichste und dynamischste Technologie der nächsten Generation handelt.
Daten zeigen, dass, wenn die Produktionskapazität von Perowskit-Solarzellen Modul erreicht 1GW, seine Kosten wird voraussichtlich auf €0.1 / W fallen. Zu diesem Zeitpunkt wird die wirtschaftliche Perowskit-Solarzellen überlagert HJT, TOPCon und CIGS und andere Technologien treiben die Photovoltaik-Industrie, eine neue Runde der technologischen Modernisierung, Produkt-Iteration und Anwendung Innovation, und energisch fördern PV Parität Internetzugang und saubere Energie Substitution.
Gegenwärtig steht der Kommerzialisierungsprozess der Photovoltaik-Technologie für Perowskit-Solarzellen kurz vor dem Beginn, und es ist von großer Bedeutung, die Technologie und Industrialisierung von Perowskit-Solarzellen und Stapelsolarzellen (Modulen) zu diskutieren und praktische Maßnahmen zu ergreifen, um die wichtigsten Vorschläge zur Förderung der Entwicklung der Industrie zu verwirklichen.
Quelle:
Manser, Joseph S.; Christians, Jeffrey A.; Kamat, Prashant V. (2016). "Intriguing Optoelectronic Properties of Metal Halide Perovskites". Chemical Reviews. 116 (21): 12956–13008. doi:10.1021/acs.chemrev.6b00136. PMID 27327168
Mag, S. (2022) “Perovskite Solar Cells: An In-Depth Guide + Comparisons with other techs,” Solar Magazine .
What are Perovskite Solar Cells? (no date)
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