Yng nghwrs esblygiad parhaus technoleg ffotofoltäig, mae celloedd solar chalcogenid, fel cynrychiolydd o'r drydedd genhedlaeth o dechnoleg ffotofoltäig, wedi dod yn ffocws sylw ym maes ymchwil wyddonol a diwydiant oherwydd eu manteision unigryw a'u potensial mawr. Yn ddiweddar, mae'r grŵp ymchwil dan arweiniad yr Athro Yuan Mingjian yn Ysgol Gemeg Prifysgol Nankai wedi gwneud datblygiad mawr yn ymchwil celloedd solar chalcogenid, sydd wedi rhoi hwb newydd i ddatblygiad y maes hwn.
Manteision unigryw celloedd solar chalcogenid
Mae calcogenid yn ddosbarth o ddeunyddiau gyda strwythur crisial unigryw, sydd ag ystod eang o gymwysiadau mewn celloedd solar newydd a dyfeisiau lled-ddargludyddion eraill. Y rheswm pam mae celloedd solar calcogenid wedi denu cymaint o sylw yw'r manteision arwyddocaol canlynol yn bennaf:
1. Hyblygrwydd a chydnawsedd:Mae gan ddeunydd calcocite hyblygrwydd da, gellir ei baratoi'n fatris hyblyg, sy'n darparu'r posibilrwydd o'i gymhwyso mewn rhai senarios cymhwysiad arbennig, megis dyfeisiau gwisgadwy, cynhyrchion electronig hyblyg a meysydd eraill, gan ehangu cwmpas cymhwysiad technoleg ffotofoltäig yn fawr.
2. Potensial paratoi ar gyfer ardal fawr:O'i gymharu â'r celloedd solar traddodiadol sy'n seiliedig ar silicon, mae gan gelloedd solar chalcogenid fanteision amlwg wrth baratoi arwynebedd mawr, trwy brosesu toddiannau a dulliau paratoi cost isel eraill, i gyflawni cynhyrchu batris arwynebedd mawr, sy'n bwysig ar gyfer lleihau cost y diwydiant ffotofoltäig, ac i hyrwyddo cymhwysiad technoleg ffotofoltäig ar raddfa fawr.
3. Effeithlonrwydd trosi damcaniaethol uchel:Yn ddamcaniaethol, mae gan gelloedd solar chalcogenid effeithlonrwydd trosi ffotofoltäig uchel, ac mae eu heffeithlonrwydd terfyn damcaniaethol yn gymharol â chelloedd solar traddodiadol sy'n seiliedig ar silicon. Gyda dyfnhau parhaus yr ymchwil, mae effeithlonrwydd trosi gwirioneddol celloedd solar chalcogenid hefyd yn gwella, gan ddangos potensial mawr ar gyfer datblygu.
Her celloedd solar chalcogenid
Er gwaethaf y manteision niferus sydd gan gelloedd solar chalcogenid, ond cyn ei gymhwysiad masnachol ar raddfa fawr, mae'n dal i wynebu nifer o faterion allweddol y mae angen eu datrys, lle mae'r broblem sefydlogrwydd yn arbennig o amlwg:
1. Sefydlogrwydd gwael mewn tymheredd uchel:Fel yr haen sy'n amsugno golau yn y batri, mae sefydlogrwydd y deunydd chalcogenid yn cael ei effeithio'n sylweddol gan ffactorau amgylcheddol allanol. Wrth baratoi celloedd solar chalcogenid perfformiad uchel, mae'n aml yn angenrheidiol dibynnu ar ychwanegion halen amin organig anweddol i sefydlogi'r cyfnod ffisegol a rheoleiddio crisialu. Fodd bynnag, mae'r ychwanegyn hwn yn hawdd iawn i'w ddadelfennu ar dymheredd uchel, gan sbarduno anghydbwysedd yng nghyfansoddiad cemegol y ffilm calsit, sy'n lleihau sefydlogrwydd y batri yn sylweddol mewn gweithrediad tymheredd uchel, sydd wedi dod yn un o'r prif dagfeydd sy'n cyfyngu ar ei gymhwysiad masnachol ar raddfa fawr.
2. Sefydlogrwydd hirdymor annigonol:Yn ogystal â sefydlogrwydd tymheredd uchel, mae celloedd solar chalcogenid yn y defnydd hirdymor o'r broses, ond maent hefyd yn wynebu heneiddio deunydd, gwanhau golau a ffactorau eraill sy'n arwain at ddirywiad perfformiad, sydd hefyd yn effeithio ar hyfywedd a dibynadwyedd ei gymwysiadau masnachol i ryw raddau.
Y datblygiadau ymchwil a'r cyflawniadau diweddaraf
Gan anelu at broblem sefydlogrwydd gweithredol gwael celloedd solar chalcogenid o dan amodau gweithredu tymheredd uchel, arweiniodd yr Athro Yuan Mingjian o Ysgol Gemeg, Prifysgol Nankai, y grŵp ymchwil i gynnal ymchwil gydweithredol ryngwladol lefel uchel, a chyflawnodd ganlyniadau rhyfeddol:
1. Datblygu strategaeth baratoi newydd:Cyfunodd y tîm ymchwil â rhagfynegiadau damcaniaethol a llwyddodd i ddatblygu strategaeth baratoi ar gyfer aloi chalcogenid gyda sefydlogrwydd thermol uwch. Mae'r strategaeth hon yn datrys problem anghysondeb cydran methamidig cesiwm ffilmiau chalcogenid yn llwyr, ac yn gwella sefydlogrwydd deunyddiau chalcogenid yn sylfaenol.
2. Cyfuniad o effeithlonrwydd uchel a sefydlogrwydd uchel:Mae dyfeisiau celloedd solar chalcogenid a baratowyd gan y strategaeth hon wedi dangos effeithlonrwydd trosi ynni o'r radd flaenaf a sefydlogrwydd tymheredd uchel. Mae'r cyflawniad hwn nid yn unig yn gosod sylfaen dechnegol gadarn ar gyfer gwella sefydlogrwydd celloedd solar chalcogenid, ond mae hefyd yn agor rhagolygon eang ar gyfer ymarferoldeb a masnacheiddio technoleg ffotofoltäig ymhellach.
3. Cyhoeddi ac arwyddocâd y canlyniadau:Ar noson Medi 30, cyhoeddodd Nature ganlyniadau'r ymchwil o dan y teitl “Cydran cesiwm amidin mewn celloedd solar chalcogenid gyda sefydlogrwydd thermol uchel”. Mae'r ymchwil hon o arwyddocâd pellgyrhaeddol ar gyfer hyrwyddo trawsnewid gwyrdd strwythur ynni byd-eang ac mae'n nodi datblygiad mawr yn y genhedlaeth newydd o dechnoleg ffotofoltäig.
Rhagolygon datblygu yn y dyfodol
Gyda chyflawniad y canlyniad ymchwil hwn, mae rhagolygon datblygu celloedd solar calsit wedi dod yn fwy disglair. Ar hyn o bryd, mae'r tîm ymchwil yn hyrwyddo ymchwil a datblygu modiwlau celloedd solar calcogenid perfformiad uchel yn weithredol yn unol ag anghenion diwydiannu trwy gydweithrediad rhwng ysgolion a mentrau, mewn ymdrech i hyrwyddo cymhwysiad ymarferol canlyniadau'r ymchwil cyn gynted â phosibl a diwydiannu'r glaniad.
1. Diwydiannu cyflymach:Bydd y datblygiad arloesol hwn yn cyflymu diwydiannu celloedd solar chalcogenid yn fawr, y disgwylir iddo gyflawni cynhyrchu a chymhwyso masnachol ar raddfa fawr yn ystod y blynyddoedd nesaf, a darparu atebion ynni glân mwy effeithlon a chost isel ar gyfer y farchnad ynni fyd-eang.
2. Ehangu'r cais:Gyda gwelliant parhaus perfformiad celloedd solar a gostyngiad pellach yng nghost celloedd solar chalcogenid, bydd ei feysydd cymhwysiad yn cael eu hehangu ymhellach. Yn ogystal â'r gorsafoedd pŵer ffotofoltäig traddodiadol, mae cynhyrchu pŵer dosbarthedig a meysydd eraill, ond hefyd wrth integreiddio adeiladau, mae ynni symudol, Rhyngrwyd Pethau a meysydd sy'n dod i'r amlwg eraill yn chwarae rhan bwysig.
3. Hyrwyddo newid strwythur ynni:Fel technoleg ynni adnewyddadwy, glân, bydd cymhwysiad eang celloedd solar calsit yn helpu i hyrwyddo trawsnewid gwyrdd strwythur ynni byd-eang, lleihau'r ddibyniaeth ar ynni ffosil traddodiadol, lleihau allyriadau carbon, a gwneud cyfraniad cadarnhaol at y frwydr yn erbyn newid hinsawdd byd-eang.
I gloi, fel cynrychiolydd o'r genhedlaeth newydd o dechnoleg ffotofoltäig, er ei fod yn wynebu rhai heriau, ond gyda ymdrechion parhaus ymchwilwyr ac arloesedd technoleg, mae ei ragolygon datblygu yn eang iawn. Credir y bydd celloedd solar chalcogenid yn disgleirio ym maes ynni yn y dyfodol agos, ac yn darparu cefnogaeth bŵer gref ar gyfer datblygiad cynaliadwy cymdeithas ddynol.
