Che cos'è la perovskite?
Le perovskiti sono un gruppo di materiali con la stessa struttura che presentano molte qualità interessanti, come la superconduttività, la magnetoresistenza e altro ancora. Si pensa che questi materiali siano il futuro dei pannelli solari perché sono facili da produrre e hanno una struttura unica che li rende ideali per un fotovoltaico efficiente e a basso costo.
Cosa sono le celle solari di perovskite?
Una cella solare in perovskite è un tipo di cella solare che include un composto con struttura in perovskite.
La perovskite è un materiale con la stessa struttura cristallina del minerale perovskite, il primo cristallo scoperto per le celle solari di perovskite. In genere, i composti di calcocite hanno la formula chimica ABX 3, dove "A" e "B" stanno per i cationi e X è l'anione a cui sono legati, e un gran numero di elementi diversi può essere combinato per formare una struttura di calcocite.
Grazie alla flessibilità di questa composizione, gli scienziati possono progettare i cristalli delle celle solari di perovskite in modo che abbiano un'ampia gamma di proprietà fisiche, ottiche ed elettriche.
L'efficienza delle celle solari a perovskite a singola giunzione batte record ogni anno:
Nel 2009 hanno raggiunto un'efficienza di conversione di potenza di appena il 3,8%, mentre dal 2016 il record delle celle solari tandem perovskite-silicio è superiore a quello delle celle solari a giunzione singola. Un record per le celle solari a perovskite a giunzione. giunzione. Dal 2018, i ricercatori di Oxford Photonics e del Centro Helmholtz di Berlino hanno battuto alternativamente i record di efficienza di conversione di potenza. Nel 2021, il Centro Helmholtz di Berlino ha raggiunto la sua migliore efficienza fino ad oggi: 29,8%.
Celle solari in perovskite VS celle solari in silicio cristallino
1. Maggiore efficienza. Questa è una caratteristica eccezionale della tecnologia. Finora è stata raggiunta un'efficienza del 29,15%, vicina al 30%, che supera del 3,75% l'efficienza più alta registrata per la tecnologia Al-BSF al silicio cristallino. Questo dimostra l'enorme potenziale dei pannelli solari al calcogenuro.
2. Minore attenuazione. I pannelli solari in silicio cristallino hanno un coefficiente di temperatura pari a circa -0,38%/°C, mentre le celle solari in perovskite hanno solo -0,13%/°C. Ciò si traduce in un periodo di decadimento più lungo.
Svantaggi delle celle solari a perovskite
1. Costo. Soprattutto perché l'oro è il materiale elettrodico più comunemente usato in queste celle. Un altro problema è che le celle solari in perovskite più economiche non durano a lungo. Inoltre, le celle fotovoltaiche in perovskite si rompono rapidamente quando sono esposte all'acqua e i prodotti della rottura attaccano gli elettrodi metallici. Per proteggere la perovskite, anche un rivestimento pesante può aumentare il costo della cella.
2. Velenoso. Una delle sostanze in cui la perovskite si scompone è una sostanza chiamata PbI, che è velenosa e si teme possa causare il cancro. Inoltre, molte celle di perovskite utilizzano il piombo, che è una sostanza molto sporca.
3. Durata di vita. La tecnologia delle celle solari in silicio cristallino è una tecnologia matura con una durata di vita fino a 30 anni, mentre i pannelli solari in calcogenuro durano solo 30 mesi nel migliore dei casi, il che li rende poco pratici per la maggior parte delle applicazioni pratiche.
Commercializzazione delle celle solari di perovskite
Le batterie calcio-titanio-minerali sono state sotto i riflettori sulla strada della commercializzazione, anche se non sono mai state applicate su larga scala. Con la partnership di alto livello di Oxford PV con Meyerberger e lo sbarco della linea di produzione da 100 MW di GCL Nano, i prodotti fotovoltaici a celle solari di perovskite sono già in vendita.
In qualità di aziende più fantasiose e vitali della nuova generazione di celle solari, 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 fare piani di lancio.
I dati mostrano che quando la capacità produttiva del modulo di celle solari in perovskite raggiungerà 1GW, scendere a meno di 0,1€ per watt. A quel punto, le celle solari in perovskite economiche sovrapposte a HJT, TOPCon e CIGS e altre tecnologie guideranno l'industria fotovoltaica, un nuovo ciclo di aggiornamento tecnologico, l'iterazione dei prodotti e l'innovazione delle applicazioni, e promuoveranno vigorosamente l'accesso a Internet paritario al fotovoltaico e la sostituzione dell'energia pulita.
Attualmente, il processo di commercializzazione della tecnologia fotovoltaica delle celle solari di perovskite sta per iniziare, ed è di importanza fondamentale e positiva discutere la tecnologia e l'industrializzazione delle celle solari di perovskite e delle celle solari impilate (moduli) e intraprendere azioni pratiche per decifrare le principali proposte per promuovere 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)
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