Che cos'è la perovskite?
Le perovskiti sono una classe di materiali con la stessa struttura che possiedono molte caratteristiche interessanti, tra cui la superconduttività e la magnetoresistenza. Poiché sono facili da produrre e hanno una struttura unica, si pensa che questi materiali siano il futuro dei pannelli solari. Sono ideali per sistemi fotovoltaici economici e efficaci.
Qual è la definizione di celle solari di perovskite?
Una cella solare in perovskite è una che ha un composto con una struttura in perovskite.
La perovskite, il primo cristallo scoperto per le celle solari di perovskite, è un materiale con la stessa struttura cristallina del minerale perovskite. In generale, i composti di calcocite hanno la formula chimica ABX 3, dove "A" e "B" indicano i cationi e "X" indica l'anione a cui sono legati. Molti diversi elementi possono essere combinati per formare una struttura di calcocite.
Gli scienziati possono progettare i cristalli delle celle solari di perovskite con una vasta gamma di proprietà fisiche, ottiche ed elettriche grazie alla flessibilità di questa composizione.
Ogni anno, le celle solari a perovskite a singola giunzione stabiliscono nuovi record di efficienza:
Dal 2016, le celle solari tandem perovskite-silicio hanno superato quelle a giunzione singola per l'efficienza di conversione di potenza, ma nel 2009 hanno raggiunto solo il 3,8%. un record per le celle solari che utilizzano perovskite a giunzione. fusione. I record di efficienza di conversione di potenza sono stati battuti nel 2018 da ricercatori del Centro Helmholtz di Berlino e di Oxford Photonics. Fino ad oggi, l'efficienza del Centro Helmholtz di Berlino è aumentata nel 2021: 29,8%.
La differenza tra celle solari in perovskite e celle in silicio cristallino
1. Un aumento dell'efficienza. Questa è un tratto distintivo della tecnologia. Finora è stata raggiunta un'efficienza del 29,15%, che si avvicina al 30% e supera l'efficienza più alta registrata per la tecnologia Al-BSF al silicio cristallino del 3,75%. Ciò mostra il vasto potenziale dei pannelli solari al calcogenuro.
2. Una diminuzione della sofferenza Le celle solari in perovskite hanno solo un coefficiente di temperatura di -0,13%/°C, mentre i pannelli solari in silicio cristallino hanno circa -0,38%/°C. Ciò comporta un decadimento più lungo.
3. Più facile da realizzare. È possibile produrre completamente le celle solari di perovskite utilizzando una soluzione. Ciò significa che possono essere realizzati utilizzando tecniche su larga scala come la stampa a getto d'inchiostro e la finitura a fessura. Pertanto, per la produzione di massa, possono essere facilmente modificati.
Controindicazioni delle celle solari a perovskite
1. Spese. In particolare, poiché l'oro è il materiale elettrodico più utilizzato in queste celle. Il fatto che le celle solari in perovskite più economiche non durino a lungo è un altro problema. Inoltre, quando le celle fotovoltaiche in perovskite sono esposte all'acqua, i prodotti della rottura si rompono rapidamente e attaccano gli elettrodi metallici. Anche un rivestimento pesante può aumentare il costo della cella per proteggere la perovskite.
2. Gentile. La sostanza velenosa PbI, che si teme possa causare il cancro, è una delle sostanze in cui la perovskite si scompone. Inoltre, il piombo, una sostanza molto sporca, è utilizzato da molte celle di perovskite.
3. La durata della vita I pannelli solari in calcogenuro durano solo 30 mesi, il che li rende poco pratici per la maggior parte delle applicazioni pratiche. Ciò è dovuto al fatto che la tecnologia delle celle solari in silicio cristallino è una tecnologia matura con una durata di vita fino a trenta anni.
Vendita di celle solari di perovskite
Anche se le batterie calcio-titanio-minerali non sono mai state utilizzate su larga scala, sono state molto discusse durante il processo di commercializzazione. I prodotti fotovoltaici a celle solari di perovskite sono già in vendita a causa della partnership di alto livello di Oxford PV con Meyerberger e dell'uscita della linea di produzione di GCL Nano da 100 MW.
La State Power Investment Corporation (SIPC), Huaneng Group, LONGi, Trina Solar, Zhonglai Photovoltaic, Aixu Science and Technology, Savi Group, Shengcheng Photovoltaic e altre aziende hanno dichiarato di seguire da vicino l'andamento della tecnologia delle batterie a base di calcite impilata a base di silicio e di preparare piani per il lancio. Sono tra le aziende più fantasiose e vitali della nuova generazione di celle solari.
I dati indicano che la capacità produttiva del modulo di celle solari in perovskite scenderà a meno di 0,1 € per watt quando raggiungerà 1 GW. Le celle solari perovskite economiche sovrapposte a HJT, TOPCon e CIGS, tra le altre tecnologie, guideranno l'industria fotovoltaica e promuoveranno l'accesso an Internet paritario al fotovoltaico e la sostituzione dell'energia pulita.
Il processo di commercializzazione della tecnologia fotovoltaica delle celle solari di perovskite sta per iniziare, quindi è fondamentale discutere la tecnologia e l'industrializzazione delle celle solari di perovskite e delle celle solari impilate, nonché intraprendere azioni pratiche per comprendere le principali proposte che potrebbero aiutare lo sviluppo del settore.
Riferimento:
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)