Mga Chalcogenide Solar Cell – Mga Pagsulong at Inaasahan ng Bagong Henerasyon ng Teknolohiyang Photovoltaic

Sa patuloy na pag-unlad ng teknolohiyang photovoltaic, ang mga chalcogenide solar cell, bilang kinatawan ng ikatlong henerasyon ng teknolohiyang photovoltaic, ay naging sentro ng atensyon sa larangan ng siyentipikong pananaliksik at industriya dahil sa kanilang natatanging bentahe at malaking potensyal. Kamakailan lamang, ang grupo ng pananaliksik na pinamumunuan ni Prof. Yuan Mingjian sa School of Chemistry ng Nankai University ay nakagawa ng isang malaking tagumpay sa pananaliksik ng mga chalcogenide solar cell, na nagdulot ng bagong sigla sa pag-unlad ng larangang ito.

Mga natatanging bentahe ng mga chalcogenide solar cell
Ang Chalcogenide ay isang uri ng mga materyales na may natatanging istrukturang kristal, na may malawak na hanay ng mga aplikasyon sa mga bagong solar cell at iba pang mga aparatong semiconductor. Ang dahilan kung bakit ang mga chalcogenide solar cell ay nakakuha ng napakaraming atensyon ay pangunahin dahil sa mga sumusunod na mahahalagang bentahe:

1. Kakayahang umangkop at pagiging tugma:Ang materyal na chalcocite ay may mahusay na kakayahang umangkop, maaaring ihanda sa mga flexible na baterya, na nagbibigay ng posibilidad ng aplikasyon nito sa ilang mga espesyal na sitwasyon ng aplikasyon, tulad ng mga naisusuot na aparato, mga flexible na produktong elektroniko at iba pang larangan, na lubos na nagpapalawak sa saklaw ng aplikasyon ng teknolohiyang photovoltaic.
2. Potensyal sa paghahanda sa malawak na lugar:Kung ikukumpara sa tradisyonal na silicon-based solar cells, ang mga chalcogenide solar cells ay may malinaw na bentahe sa paghahanda sa malalaking lugar, sa pamamagitan ng pagproseso ng solusyon at iba pang mga murang pamamaraan ng paghahanda, upang makamit ang produksyon ng baterya sa malalaking lugar, na mahalaga para sa pagbabawas ng gastos ng industriya ng photovoltaic, at upang itaguyod ang malawakang aplikasyon ng teknolohiyang photovoltaic.
3. Mataas na teoretikal na kahusayan sa conversion:Sa teorya, ang mga chalcogenide solar cell ay may mataas na photovoltaic conversion efficiency, at ang kanilang theoretical limit efficiency ay maihahambing sa mga tradisyonal na silicon-based solar cell. Sa patuloy na pagpapalalim ng pananaliksik, ang aktwal na conversion efficiency ng mga chalcogenide solar cell ay bumubuti rin, na nagpapakita ng malaking potensyal para sa pag-unlad.

Ang hamon ng mga chalcogenide solar cell
Sa kabila ng maraming bentahe ng mga chalcogenide solar cell, bago pa man ito malawakang gamitin sa komersyo, nahaharap pa rin ito sa ilang mahahalagang isyu na kailangang malutas, kung saan ang problema sa katatagan ay partikular na kitang-kita:

1. Mahinang katatagan sa mataas na temperatura:Bilang patong ng baterya na sumisipsip ng liwanag, ang katatagan ng materyal na chalcogenide ay lubos na naaapektuhan ng mga panlabas na salik sa kapaligiran. Sa paghahanda ng mga high-performance chalcogenide solar cell, kadalasang kinakailangang umasa sa mga volatile organic amine salt additives upang patatagin ang pisikal na yugto at kontrolin ang crystallization. Gayunpaman, ang additive na ito ay napakadaling mabulok sa mataas na temperatura, na nagdudulot ng kawalan ng balanse sa kemikal na komposisyon ng calcite film, na makabuluhang binabawasan ang katatagan ng baterya sa mataas na temperaturang operasyon, na naging isa sa mga pangunahing bottleneck na naglilimita sa malawakang komersyal na aplikasyon nito.
2. Hindi sapat na pangmatagalang katatagan:Bukod sa katatagan sa mataas na temperatura, ang mga chalcogenide solar cell sa pangmatagalang paggamit ng proseso, nahaharap din sa pagtanda ng materyal, pagpapahina ng liwanag at iba pang mga salik na humahantong sa pagkasira ng pagganap, na nakakaapekto rin sa posibilidad at pagiging maaasahan ng mga komersyal na aplikasyon nito sa isang tiyak na lawak.

Mga pinakabagong tagumpay at tagumpay sa pananaliksik
Sa pagtutuon sa problema ng mahinang katatagan ng operasyon ng mga chalcogenide solar cell sa ilalim ng mga kondisyon ng operasyon na may mataas na temperatura, pinangunahan ni Prof. Yuan Mingjian ng School of Chemistry, Nankai University, ang grupo ng pananaliksik upang magsagawa ng mataas na antas na internasyonal na kooperatibong pananaliksik, at nakamit ang mga kahanga-hangang resulta:

1. Pagbuo ng isang bagong estratehiya sa paghahanda:Pinagsama ng pangkat ng pananaliksik ang mga teoretikal na hula at matagumpay na nakabuo ng isang estratehiya sa paghahanda para sa alloy chalcogenide na may mas mataas na thermal stability. Lubos na nilulutas ng estratehiyang ito ang problema ng inhomogeneity ng cesium methamidic component ng mga chalcogenide film, at sa panimula ay nagpapabuti sa katatagan ng mga materyales na chalcogenide.
2. Kombinasyon ng mataas na kahusayan at mataas na katatagan:Ang mga chalcogenide solar cell device na inihanda gamit ang estratehiyang ito ay nagpakita ng kahusayan sa conversion ng enerhiya na pang-world-class at katatagan sa mataas na temperatura. Ang tagumpay na ito ay hindi lamang naglalatag ng matibay na teknikal na pundasyon para sa pagpapabuti ng katatagan ng mga chalcogenide solar cell, kundi nagbubukas din ng malawak na posibilidad para sa karagdagang praktikalisasyon at komersiyalisasyon ng teknolohiyang photovoltaic.
3. Paglalathala at kahalagahan ng mga resulta:Noong gabi ng Setyembre 30, inilathala ng Nature ang mga resulta ng pananaliksik sa ilalim ng pamagat na “Cesium amidine component of chalcogenide solar cells with high thermal stability”. Ang pananaliksik na ito ay may malawak na kahalagahan para sa pagtataguyod ng berdeng pagbabago ng pandaigdigang istruktura ng enerhiya at nagmamarka ng isang malaking tagumpay sa bagong henerasyon ng teknolohiyang photovoltaic.

Mga prospect sa pag-unlad sa hinaharap
Dahil sa pagkamit ng resulta ng pananaliksik na ito, mas luminaw ang pag-asa sa pag-unlad ng calcite solar cell. Sa kasalukuyan, aktibong isinusulong ng pangkat ng pananaliksik ang pananaliksik at pagpapaunlad ng mga high-performance chalcogenide solar cell modules alinsunod sa mga pangangailangan ng industriyalisasyon sa pamamagitan ng kooperasyon sa pagitan ng mga paaralan at mga negosyo, sa pagsisikap na isulong ang praktikal na aplikasyon ng mga resulta ng pananaliksik sa lalong madaling panahon at ang industriyalisasyon ng landing.

1. Pinabilis na industriyalisasyon:Ang tagumpay na ito ay lubos na magpapabilis sa industriyalisasyon ng mga chalcogenide solar cell, na inaasahang makakamit ang malawakang komersyal na produksyon at aplikasyon sa susunod na mga taon, at magbibigay ng mas mahusay at mababang halaga ng mga solusyon sa malinis na enerhiya para sa pandaigdigang merkado ng enerhiya.
2. Pagpapalawak ng aplikasyon:Sa patuloy na pagpapabuti ng pagganap ng mga solar cell at karagdagang pagbaba ng gastos ng mga chalcogenide solar cell, mas lalawak pa ang saklaw ng aplikasyon nito. Bukod sa mga tradisyunal na photovoltaic power plant, ang distributed power generation at iba pang larangan, gayundin sa integrasyon ng mga gusali, mobile energy, Internet of Things at iba pang mga umuusbong na larangan ay may mahalagang papel na ginagampanan.
3. Itaguyod ang pagbabago ng istruktura ng enerhiya:Bilang isang malinis at nababagong teknolohiya ng enerhiya, ang malawakang paggamit ng mga calcite solar cell ay makakatulong upang maitaguyod ang berdeng pagbabago ng pandaigdigang istruktura ng enerhiya, mabawasan ang pagdepende sa tradisyonal na enerhiyang fossil, mabawasan ang emisyon ng carbon, at makagawa ng positibong kontribusyon sa paglaban sa pandaigdigang pagbabago ng klima.