Во текот на континуираната еволуција на фотоволтаичната технологија, халкогенидните сончеви ќелии, како претставник на третата генерација фотоволтаична технологија, станаа фокус на вниманието во областа на научните истражувања и индустријата поради нивните уникатни предности и голем потенцијал. Неодамна, истражувачката група предводена од проф. Јуан Мингџијан на Хемискиот факултет при Универзитетот Нанкаи направи голем пробив во истражувањето на халкогенидните сончеви ќелии, што внесе нова виталност во развојот на оваа област.
Уникатни предности на халкогенидните сончеви ќелии
Халкогенидот е класа на материјали со единствена кристална структура, која има широк спектар на примена во нови сончеви ќелии и други полупроводнички уреди. Причината зошто халкогенидните сончеви ќелии привлекоа толку големо внимание главно се должи на следниве значајни предности:
1. Флексибилност и компатибилност:Халкоцитниот материјал има добра флексибилност, може да се подготви во флексибилни батерии, што овозможува негова примена во некои посебни сценарија, како што се носливи уреди, флексибилни електронски производи и други области, значително проширувајќи го опсегот на примена на фотоволтаичната технологија.
2. Потенцијал за подготовка на голема површина:Во споредба со традиционалните соларни ќелии базирани на силициум, халкогенидните соларни ќелии имаат очигледни предности во подготовката на голема површина, преку обработка на раствор и други методи на подготовка со ниска цена, за да се постигне производство на батерии на голема површина, што е важно за намалување на трошоците за фотоволтаичната индустрија и за промовирање на примената на фотоволтаичната технологија во голем обем.
3. Висока теоретска ефикасност на конверзија:Теоретски гледано, халкогенидните сончеви ќелии имаат висока ефикасност на фотоволтаична конверзија, а нивната теоретска гранична ефикасност е споредлива со онаа на традиционалните силиконски сончеви ќелии. Со континуирано продлабочување на истражувањето, се подобрува и вистинската ефикасност на конверзија на халкогенидните сончеви ќелии, покажувајќи голем потенцијал за развој.
Предизвикот на халкогенидните сончеви ќелии
И покрај многуте предности на халкогенидните сончеви ќелии, но пред нивната комерцијална примена во голем обем, тие сè уште се соочуваат со голем број клучни проблеми што треба да се решат, во кои проблемот со стабилноста е особено истакнат:
1. Слаба стабилност на високи температури:Како слој што апсорбира светлина на батеријата, стабилноста на халкогенидниот материјал е значително под влијание на надворешни фактори на животната средина. При подготовка на високо-перформансни халкогенидни сончеви ќелии, често е потребно да се потпрете на адитиви од испарливи органски амински соли за стабилизирање на физичката фаза и регулирање на кристализацијата. Сепак, овој адитив многу лесно се разградува на високи температури, предизвикувајќи нерамнотежа во хемискиот состав на калцитниот филм, што значително ја намалува стабилноста на батеријата при работа на високи температури, што стана едно од главните тесни грла што ја ограничува нејзината комерцијална примена во големи размери.
2. Недоволна долгорочна стабилност:Покрај стабилноста на високи температури, халкогенидните сончеви ќелии во долгорочната употреба се соочуваат и со стареење на материјалот, слабеење на светлината и други фактори што доведуваат до деградација на перформансите, што исто така влијае на изводливоста и сигурноста на нивните комерцијални апликации до одреден степен.
Најнови истражувачки откритија и достигнувања
Целејќи на проблемот на слабата оперативна стабилност на халкогенидните сончеви ќелии при услови на работа на висока температура, проф. Јуан Мингџијан од Хемискиот факултет при Универзитетот Нанкаи, ја предводеше истражувачката група за спроведување на меѓународно заедничко истражување на високо ниво и постигна извонредни резултати:
1. Развој на нова стратегија за подготовка:Истражувачкиот тим, комбинирајќи ги теоретските предвидувања, успешно разви стратегија за подготовка на легиран халкогенид со повисока термичка стабилност. Оваа стратегија целосно го решава проблемот со нехомогеноста на цезиум метамидната компонента на халкогенидните филмови и фундаментално ја подобрува стабилноста на халкогенидните материјали.
2. Комбинација од висока ефикасност и висока стабилност:Уредите со халкогенидни соларни ќелии подготвени со оваа стратегија покажаа ефикасност на конверзија на енергија од светска класа и стабилност на високи температури. Ова достигнување не само што поставува солидна техничка основа за подобрување на стабилноста на халкогенидните соларни ќелии, туку отвора и широка перспектива за понатамошна практична имплементација и комерцијализација на фотоволтаичната технологија.
3. Објавување и значење на резултатите:Вечерта на 30 септември, „Nature“ ги објави резултатите од истражувањето под наслов „Цезиум амидинска компонента на халкогенидни сончеви ќелии со висока термичка стабилност“. Ова истражување е од далекусежно значење за промовирање на зелената трансформација на глобалната енергетска структура и означува голем пробив во новата генерација на фотоволтаична технологија.
Идните развојни перспективи
Со постигнувањето на овој истражувачки резултат, перспективата за развој на калцитна сончева ќелија стана посветла. Во моментов, истражувачкиот тим активно го промовира истражувањето и развојот на високо-перформансни модули на халкогенидни сончеви ќелии во согласност со потребите на индустријализацијата преку соработка помеѓу училиштата и претпријатијата, во обид да се промовира практичната примена на резултатите од истражувањето што е можно поскоро и индустријализацијата на слетувањето.
1. Забрзана индустријализација:Овој пробив значително ќе ја забрза индустријализацијата на халкогенидните соларни ќелии, за кои се очекува да постигнат комерцијално производство и примена во големи размери во следните неколку години, и ќе обезбедат поефикасни, нискобуџетни решенија за чиста енергија за глобалниот енергетски пазар.
2. Проширување на апликацијата:Со континуираното подобрување на перформансите на сончевите ќелии и понатамошното намалување на цената на халкогенидните сончеви ќелии, нивните области на примена ќе бидат дополнително проширени. Покрај традиционалните фотоволтаични електрани, дистрибуираното производство на енергија и други области, но и во интеграцијата на зградите, мобилната енергија, Интернетот на нештата и други области во развој играат важна улога.
3. Промовирање на промената на енергетската структура:Како чиста, обновлива технологија за енергија, широката примена на калцитни сончеви ќелии ќе помогне во промовирањето на зелената трансформација на глобалната енергетска структура, ќе ја намали зависноста од традиционалната фосилна енергија, ќе ги намали емисиите на јаглерод и ќе даде позитивен придонес во борбата против глобалните климатски промени.
Како заклучок, како претставник на новата генерација на фотоволтаична технологија, иако се соочува со одредени предизвици, но со континуираните напори на истражувачите и технолошките иновации, нејзините развојни перспективи се многу широки. Се верува дека во блиска иднина, халкогенидните сончеви ќелии ќе блеснат во областа на енергетиката и ќе обезбедат силна енергетска поддршка за одржлив развој на човечкото општество.
