PV 3.0 davri keldimi?

Hisob-kitoblarga ko‘ra, yer yuzida bir soatlik quyosh nurlanishi butun bir yil davomida dunyoni quvvatlantirish uchun yetarli energiyadir. Ikkinchi sanoat inqilobidan beri insoniyat quyosh energiyasidan qanday foydalanishni sinab ko'rdi. 1839 yilda frantsuz fiziklari tomonidan fotovoltaik effekt kashf qilindi; 1876 ​​yilda ingliz olimlari selenli yarimo'tkazgichga quyosh nuri tushishi orqali elektr energiyasini ishlab chiqarish mumkinligini aniqladilar; va 1893-yilda amerikalik muhandislar tomonidan dunyodagi birinchi quyosh batareyasi ishlab chiqarildi, bu atigi 1 foiz samaradorlikka qaramay, oldinga sakrash edi.

Fotovoltaik effektni kashf etgan birinchi frantsuz fizigi Edmond Bekkerel

Bugungi kunda, quyosh xujayralari joriy etilganidan keyin bir asrdan ko'proq vaqt o'tgach, tijorat quyosh xujayralarining o'rtacha konversiya samaradorligi hali ham past bo'lib, murakkab va qimmat ishlab chiqarish jarayoni ularning turli sohalarda qo'llanilishini sezilarli darajada cheklab qo'ydi. Yaxshiyamki, so‘nggi yillarda fotovoltaika sohasida bir qator ijobiy o‘zgarishlar kuzatildi, yangi avlod quyosh xujayralarining samaradorligi bo‘yicha yutuqlar kuzatildi va olimlar fotovoltaiklar 3.0 davri yaqinlashib qolganiga qat’iy ishonadilar.

Keng tarqalgan kremniy asosidagi quyosh xujayrasi P tipidagi va N tipidagi yarimo'tkazgichli material bo'lib, PN birikmasini hosil qiladi, quyosh nuri panelga tushganda teshik-elektron juftligini hosil qiladi va elektr tokini ishlab chiqarish uchun kontaktlarning zanglashiga olib keladi. Hozirda barcha quyosh panellarining 90 foizi kremniy asosidagi. Quyosh panellarini ishlab chiqarish uchun eng muhim material er yuzida ko'p bo'lgan kremniydir, ammo quyosh panellarini ishlab chiqarish uchun uni 99,9999 foiz yoki undan ortiq tozalikka tozalash kerak. Bu muqarrar ravishda kremniy asosidagi quyosh panellarini ishlab chiqarishning butun jarayoni murakkab, ifloslantiruvchi va qimmatga tushishiga olib keladi. Shunday qilib, silikon asosidagi quyosh panellari fotovoltaik energiya ishlab chiqarish uchun oqilona tanlov emas. Kaltsiy titan rudasining yangi avlodi paydo bo'ldi, bu nafaqat konversiya samaradorligini oshirishni ta'minlaydi, balki ishlab chiqarish ancha sodda va samaraliroq bo'lib, yarim shisha kaltsiy titan rudasi suyuqligi butun uyni quvvatlantirishi mumkin. , va eng muhimi, uni ishlab chiqarish juda arzon!

Xo'sh, kaltsiy titanit quyosh paneli nima?

Xalkogenid deganda biz er yuzida keng tarqalgan xalkogenidga o'xshash kristalli tuzilishga ega bo'lgan ABX3 birikmalarining har qandayini nazarda tutamiz. Kalkogenid quyosh panellari iflosliklarga sezgir emas va 20 foizdan ortiq konvertatsiya samaradorligiga taxminan 90 foiz tozalik bilan erishish mumkin.

Murakkab sifatida uning tarkibi sozlanishi mumkin, shunda kiruvchi yorug'likning turli to'lqin uzunliklari uchun turli xil kalkogenid qatlamlari yaratilishi mumkin, bu esa fotovoltaikning konversiya samaradorligini sezilarli darajada oshirishi mumkin. Kremniyga asoslangan quyosh panellaridan farqli o'laroq, xalkogenid bir nechta qatlamli PN birikmalariga ega bo'lishi mumkin, bu esa xalkogenid panellarining samaradorligini stacklash imkonini beradi. Nazariy jihatdan, xalkogenid 86,8 foizgacha konversiya samaradorligiga erishishi mumkin, ammo qatlamlar qancha ko'p bo'lsa, ishlab chiqarish xarajatlari shunchalik yuqori bo'ladi va tijorat daromadi muqarrar ravishda past bo'ladi, shuning uchun tijorat uchun asosiy e'tibor. Laboratoriyadan olingan xalkogenid panellari qatlamlarni ikki marta yopishtirishdir, bu xalkogenidning haqiqiy savdo nuqtasidir.

Darhaqiqat, olimlar xalkogenid ustida o'n yildan ko'proq vaqt davomida ishlamoqdalar, ammo uning kristalli tuzilishining beqarorligi va qisqa umr ko'rish muddati tufayli Prinston universiteti tadqiqotchilari joriy yilning iyun oyigacha hech qanday sezilarli muvaffaqiyatga erishilmadi. Tijoriy jihatdan yaroqli bo'lgan birinchi xalkogenid quyosh xujayrasi insoniyatning qayta tiklanadigan energiya bo'yicha tadqiqotlarida muhim bosqich bo'ldi. Jahon Iqtisodiy Forumi, shuningdek, kaltsiy titan rudasini "inson hayotini o'zgartiradigan 10 ta yangi texnologiyalar" qatoriga kiritdi.