Tá forbairt shuntasach i dteicneolaíocht fhótavoltach á éileamh ag foireann taighdeoirí faoi stiúir Ollscoil Nanjing, agus ag comhoibriú leis an táirgeoir cealla gréine Renshine Solar, toisc go bhfuil modúl gréine perovskite cruthaithe acu a bhfuil achar 810 cm² aige agus éifeachtacht fuinneamh na gréine a thiontú go leictreachas de 24.0%. Tá an toradh seo fíoraithe ag TÜV SÜD, agus is taifead domhanda é maidir le modúil perovskites a chruthú os cionn 800 cm² d'achar. Na torthaí a bheith foilsithe san iris "Nádúr."
Thar an tSaotharlann: Dúshlán an Scála
Tá grianchealla Perovskite tar éis dallamullóg a chur ar thaighdeoirí le fada an lá lena ngnóthachain éifeachtúlachta tapa-ó 3.8% in 2009 go dtí breis agus 25% i ngléasanna scála saotharlainne inniu. Ach tá an cosán ó chillín saotharlainne bídeach go modúl mór atá inmharthana ó thaobh tráchtála de lán le constaicí. De réir mar a mhéadaíonn feistí, méadaíonn lochtanna, éiríonn bratuithe míchothrom, agus titeann éifeachtúlacht. Ba í an "bhearna scála" seo an bac aonair is mó ar thráchtálú peireascite.
D'éirigh leis an bhfoireann ó Ollscoil Nanjing an t-achar seo a chlúdach go rathúil. A modúl, tomhais 810 cm²; cosúil le bileog páipéir coitianta, tá éifeachtacht taifead de 24.2% don mhodúl a tástáladh faoi choinníollacha saotharlainne, agus dheimhnigh an deimhniú neamhspleách éifeachtacht de 24.0%. Tá an modúl ag taispeáint freisin voltas ciorcaid oscailte de 53.46 V, sruth gearrchiorcaid de 0.436 A agus fachtóir líonta 83.40%. Cé go bhfuil an rian uasta pointe cumhachta ag obair, tá aschur an mhodúil cobhsaí ag leibhéal 19.4 W.
Níos suntasaí fós, rinne an fhoireann 150 modúl le hachar iomlán de 0.72 m²-táirge fíorscála méadar--a bhaint amach meán-aschur cumhachta de 144 W. Shroich an curadh ina measc seo éifeachtacht dheimhnithe de 22.0% agus aschur 158.4 W, ag socrú taifead éifeachtúlachta méadair{9}
An Briseadh Teicniúil: Athmhachnamh ar Dhromchla Athmhachnamh
Cad a rinne an éacht seo indéanta? Is é an freagra atá ann ná athmhachnamh cliste a dhéanamh ar éighníomhachtú dromchla-an próiseas chun lochtanna a chóireáil ag teorainn na sraithe perovskite a dhéanann iompróirí a luchtú agus a luathaíonn athchumadh, rud a íslíonn an voltas agus an sruth is féidir le gléas a bhaint as solas na gréine.
Braitheann pasivation traidisiúnta ar hailídí amóiniam (AHPanna), a oibríonn go maith sa tsaotharlann ach a mbíonn fadhbanna scála acu. Nuair a dhéantar é a chomhcheangal le sliotáin-brataithe dísle-tá an modh sil-leagan leanúnach a úsáidtear do{-déantúsaíocht limistéir mhóra-ATFanna á dháileadh go míchothrom, rud a fhágann go bhfuil roinnt réigiún thar-chóireáilte agus cuid eile faoi{-éighníomhach. Tá siad íogair do thaise freisin, go hiondúil cuireann siad iallach ar mhonaróirí modúil scála méadair a phróiseáil laistigh d’atmaisféir thámh, ag cur castacht agus costas trealaimh leis.
Ghlac foireann na Síne le cur chuige bunúsach difriúil. In ionad a bheith ag brath ar an passivator chun cúiteamh a dhéanamh ar dhromchla neamhfhabhrach, rinne siad innealtóireacht ar cheimic dromchla an scannáin perovskiteroimheéighníomhach. Ag baint úsáide as córas tuaslagóir le brú ard sáithiúcháin gaile, rialaigh siad criostalú an scannáin chun dromchla a tháirgeadh a shaibhrítear go nádúrtha in iaidíd formamidinium (FAI). Ansin chóireáil siad an dromchla oiriúnaithe sin le déileáit luaidhe-carbocsailáit luaidhe (LCP) atá cobhsaí go ceimiceach-in ionad hailídí amóiniam traidisiúnta.
Bhí na torthaí réabhlóideach. Chruthaigh speictreascópacht fótaleictreonach X-ghathach naisc cheimiceacha idir an LCP agus an dromchla saibhir FAI, agus léirigh anailís fhótaluminescence gur mhéadaigh saolré an iompróra ó 264 nana-soicindí go 706 nana-soicindí, rud a chiallaíonn gur tháinig laghdú suntasach ar ghaistín an iompróra agus gur tháinig feabhas suntasach ar cháilíocht an pasivation. I gcodarsnacht leis na scannáin a chóireáil AHP, a léirigh sil-leagan míchothrom agus lochtanna ar scála macra, mar thoradh ar an gcóireáil LCP bhí scannáin hidreafóbach leanúnacha arb iad is sainairíonna iad friotaíocht feabhsaithe le taise, teas agus radaíocht UV.
Marthanacht: An Píosa ar Iarraidh ar an bPuzal
Níl san éifeachtúlacht ach leath an scéil. Le go n-éireoidh le teicneolaíocht fhótavoltach ar bith ar bhonn tráchtála, caithfidh sí blianta d’aimsir fhíordhomhanda a sheasamh. Anseo, bhain cur chuige an LCP torthaí chomh feiceálach céanna.
I dtástálacha caighdeánacha an Choimisiúin Idirnáisiúnta Leictriteicniúil (IEC), léirigh na modúil chóireáilte LCP athléimneacht iontach. Tar éis 1,300 uair an chloig de bheith faoi lé teasa, níor chaill modúil LCP ach 2% dá n-éifeachtúlacht tosaigh-i gcomparáid le 39% do mhodúil cóireáilte AHP{-. Tar éis 300 timthriall teirmeach, bhí an díghrádú neamhbhríoch. Tar éis 2,200 uair an chloig de rianú pointe cumhachta uasta, choinnigh na modúil 96% dá n-éifeachtúlacht tosaigh. Choinnigh siad freisin 95% den fheidhmíocht tosaigh tar éis dul in aois UV. D'éirigh le gach modúl modhnaithe LCP sraith iomlán tástála iontaofachta IEC 61215-an caighdeán idirnáisiúnta a úsáidtear chun marthanacht na modúl fótavoltach trastíre a cháiliú. Léirigh monatóireacht allamuigh gur sháraigh a n-aschur fuinnimh ar leith ná modúil TOPCon sileacain.
An Fáth Tá Sé Seo Do Thionscal na Gréine
Tá impleachtaí móra ag an dul chun cinn seo don tionscal gréine domhanda.
Ar an gcéad dul síos, taispeánann sé gur féidir fótavoltach peir-scíte a mhonarú trí úsáid a bhaint as próiseáil aeir chomhthimpeallach seachas timpeallachtaí támha atá rialaithe go dian a éileamh. Cuireann sé seo deireadh le bacainn mhór chostais ar{-táirgeacht thionsclaíoch.
Ar an dara dul síos, téann an cur chuige i ngleic leis an -trádála seoltachta-as-éighníomhacha a chuir teorainn le fada ar an leas a bhaineann le sraitheanna cóireála bactha amháin de bharr lochtanna. Trí lochtanna leictreonacha a shochtadh agus feabhas a chur ar iompar iompróra trasna an chomhéadain, baintear amach an méid a shíl go leor a bhí dodhéanta sa straitéis LCP: feidhmíocht níos fearr ar scála níos mó.
Ar an tríú dul síos, agus b’fhéidir an rud is suntasaí, cruthaíonn rathúlacht na foirne ar scála méadair le 150 modúl a tháirgtear agus a tástáladh{-gur féidir an teicneolaíocht a aistriú ó chealla taighde go-ailtireacht ábhartha. Mar a thug na taighdeoirí faoi deara, léiríonn a dtorthaí straitéis déantúsaíochta a dhéanann innealtóireacht d’aon ghnó ar cheimic dromchla a phéireáil le pasivator cobhsaí, comhthimpeallach-cur chuige a d’fhéadfadh cabhrú leis an mbearna idir cealla sár-uasmhéadaithe saotharlainne agus modúil a dhéantar trí bhratú ar scála leanúnach, tionsclaíoch a dhúnadh.
An Bóthar Romhainn
Ní críochphointe í an chloch mhíle éifeachtúlachta 24% do mhodúil perovskite mór-limistéir-is pointe bealaigh é. Tugann breathnóirí an tionscail faoi deara, le mionchoigeartú leanúnach, go bhfuil modúil tráchtála 2-3 m² a bhaineann éifeachtúlacht 26% amach ar fáil. Idir an dá linn, leanann an ailtireacht perovskite agus na hailtireachta comhuaineach perovskite ar aghaidh ag brú teorainneacha, agus tá roinnt cumraíochtaí ag sárú éifeachtúlachta 26% cheana féin ar scálaí níos lú.
Is é an rud atá cruthaithe ag Ollscoil Nanjing-Comhoibriú Renshine Solar ná nach fiosracht saotharlainne amháin atá i bhfótavoltach perovskite a thuilleadh. Tá siad ag éirí ina réaltacht monaraithe, durable, agus ag éirí níos éifeachtaí. Agus an domhan ag iarraidh a chórais fuinnimh a dhícharbónú, cuireann an t-ardú céime seo i gcuimhne go láidir nach bhfuil an chéad ghlúin eile de theicneolaíocht na gréine scór bliain ar shiúl-tá sé á tógáil faoi láthair, taifead amháin ag an am.
