Perovskite-Silicon Tandem Photovoltaics: Er de fremtiden for solenergi?

Jagten på ren energi har ført til en ny teknologi: perovskit-silicium tandem fotovoltaik. Denne innovation ændrer solenergiverdenen. Det er effektivt og overkommeligt, hvilket gør det til en nøglespiller i fremtiden solenergi1.

Perovskite solceller har gjort store fremskridt. I 2006 var de på 3 procents effektivitet. Nu har de nået 26 procent1. Hanwha Qcells og Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) nåede endda 29.9 procent effektivitet i april 20231.

Nøgleforsøg

  • Perovskit-silicium tandem fotovoltaik har vist hurtige effektivitetsforbedringer og nåede over 25 % i laboratoriemiljøer, sammenlignet med de bedste siliciumceller.
  • Perovskite solceller tilbyder en omkostningseffektiv produktionsproces sammenlignet med traditionelle siliciumceller, med teknikker som opløsningsbehandling, print og dampaflejring, der er skalerbare og befordrende for masseproduktion.
  • Perovskite solceller demonstrerer justerbare båndgab, hvilket muliggør optimering af deres fotovoltaiske egenskaber, så de passer til forskellige lysforhold ved at ændre deres kemiske sammensætning.
  • Stabiliteten og holdbarheden af ​​perovskit-solceller er fortsat en udfordring, da de er modtagelige for nedbrydning fra miljøfaktorer som fugt, ilt og UV-lys.
  • Etablering af klare regler og standarder for produktion og bortskaffelse af perovskitsolceller er afgørende for sikker og ansvarlig brug af denne teknologi.

Forståelse af udviklingen af ​​solcelleteknologi

Silicium har været nøglen i solceller og er steget fra 15 % i 1950'erne til næsten 28 % i dag2. Dens overflod har fået siliciumbaserede teknologier til at dominere markedet2. Monokrystallinske siliciumceller skiller sig ud for deres høje effektivitet takket være deres ensartede struktur2.

Der er brug for nye materialer og teknologier til det bedre solenergi. Perovskit-baserede solceller er lovende. De har nået en effektivitet på 29.4 % i laboratorietests, hvilket slår siliciums grænse3. Det højeste laboratorietestresultat for perovskit-siliciumceller er 31.3 %3. For større celler er der opnået effektiviteter på 22.5 % ved brug af industrielle metoder3.

Fra traditionel silicium til moderne solceller

Skiftet fra silicium til perovskit-baserede celler er et stort skridt fremad. Nye teknologier som PERC og bifaciale celler har forbedret siliciumceller. De holder længere og fungerer bedre for hjem og virksomheder2.

Behovet for forbedrede solenergiløsninger

Der er et stærkt skub for bedre, billigere solenergi. Perovskitceller fører vejen. De kan nå over 30 % effektivitet, når de parres med silicium4.

Historisk udvikling af tandem solceller

Tandemceller kombinerer materialer for at overgå grænser med enkelt kryds. De har oplevet store forbedringer og nåede op til 28.1 % effektivitet2. Tynde krystallinske siliciumceller undersøges også som en omkostningseffektiv mulighed2.

Rejsen fra silicium til perovskit-baserede celler er et stort spring. Det viser ønsket om bedre, billigere solenergi. Fremtiden ser lys ud med forskellige materialer og tandemceller234.

Hvad gør Perovskite-materialer revolutionerende

Perovskite-materialer har en speciel krystalstruktur, der har ændret spillet bæredygtig elproduktion5. De har et lignende atomarrangement som mineralet perovskit (CaTiO₃), hvilket fører til stor lysabsorption og effektiv ladningstransport5. Disse materialer kan fremstilles ved hjælp af overkommelige løsningsbaserede processer, hvilket gør dem billigere og mere skalerbare end traditionelle siliciumbaserede solceller5.

Deres potentiale for storskalaproduktion til lavere omkostninger markerer sammen med deres imponerende fotovoltaiske ydeevne et stort gennembrud inden for solteknologi5. Perovskite solceller har set et stort spring i effektivitet, fra omkring 3 % i 2009 til over 29 % i dag5. De har endda nået laboratorieeffektiviteter på over 33 %, og slår traditionelle siliciumceller5.

Effektivitetstal for perovskite solpaneler er sprunget fra 10 til 20 procent på kun to år5. Den bedste laboratoriecelleeffektivitet har ramt 20 %5. Analytikere mener, at masseproduktion af perovskit-solceller snart vil starte med fokus på at opskalere produktionen5. Dette er nøglen til udbredt anvendelse af denne nye teknologi.

Perovskite solceller har også unikke fordele, som at være lette og fleksible5. Dette lader dem bruges på forskellige overflader, herunder fleksible og teksturerede5. Denne alsidighed åbner op for nye muligheder for at bruge perovskit-baserede solcelleløsninger i forskellige områder, fra bygningsintegreret solcelle til bærbar elektronik.

Sammenlignet med traditionelle siliciumbaserede solpaneler har perovskit-solceller taget et stort spring i effektivitet5. Mens siliciumpaneler kun kan nå omkring 29% effektivitet, har perovskitceller ramt laboratorieeffektiviteter over 33%5. Dette er takket være deres krystalstruktur, som giver mulighed for høje ladningsbærermotiliteter og lange diffusionslængder. Det betyder, at elektroner kan rejse længere gennem tykkere solceller, hvilket gør mere elektricitet5.

Forskere arbejder dog hårdt på at løse stabilitetsproblemerne med perovskit-solpaneler5. Disse paneler kan være følsomme over for fugt og temperatur5. Når først disse tekniske forhindringer er overvundet, kan perovskit-baseret elproduktion nå sit fulde potentiale, hvilket fører til en mere bæredygtig energifremtid.

De unikke egenskaber ved perovskitmaterialer sammen med deres omkostningseffektivitet og skalerbarhed gør dem til en game-changer i bæredygtig elproduktion5. Efterhånden som forskning og udvikling fortsætter fremad, er perovskit-baserede solcelleløsninger klar til at transformere det globale energilandskab5.

perovskit krystal struktur

Desuden gør strukturen af ​​perovskitceller dem i stand til at have høje ladningsbærermotiliteter og lange diffusionslængder, hvilket tillader elektronernes vandring gennem tykkere solceller og genererer mere elektricitet5. Ved at ændre sammensætningen af ​​perovskitceller kan de laves i enhver farve, hvilket er fantastisk til bygningsintegrerede solcelleapplikationer5.

Perovskite PV-effektivitet er vokset fra 2 % i 2006 til over 20.1 % i 20156. Perovskite PV-markedet forventes at nå $214 millioner med 20256. Mens silicium PV-celler normalt har en effektivitet på 15-20%, kan perovskites effektivitet gå højere6. Dette skyldes, at perovskit-solceller kan absorbere et bredere lysområde sammenlignet med silicium6.

Perovskite solceller tilbyder også fordele som fleksibilitet, semi-transparens, tyndfilm natur, letvægts og lave forarbejdningsomkostninger6. Men de står over for udfordringer som holdbarhed, stabilitet, dårlig ydeevne under fugtige forhold og risikoen for blyforurening ved bortskaffelse6.

Sammenfattende er perovskit-materialer en game-changer inden for bæredygtige energiløsninger5. Deres omkostningseffektivitet og potentiale for højeffektiv elproduktion gør dem til en nøglespiller i fremtidens energi5. Da forskningen tackler de resterende udfordringer, ser fremtiden for perovskit-baseret solteknologi meget lovende ud5.

Videnskaben bag perovskit krystalstruktur

Perovskitmaterialer har en speciel krystalstruktur, der ligner et mineral, der findes i Rusland i 1839. De er lavet af organiske og uorganiske molekyler knyttet til bly- eller tinatomer. Dette skaber en unik ramme7.

Effektiviteten af ​​perovskit-solceller er vokset fra omkring 3 % i 2006 til 25.2 % i dag. I mellemtiden forbliver siliciumsolceller på 27 %7. Tandem silicium-perovskite celler har nået 29.1% effektivitet, med kommercielle versioner forventes at nå omkring 24%.

Kemisk sammensætning og egenskaber

Den særlige kemiske sammensætning af perovskitmaterialer gør dem gode til solceller8. Siden 2009 har forskere arbejdet på at forbedre dem til solenergi8. De bedste perovskitmaterialer kan nu opnå en effektkonverteringseffektivitet på omkring 31 %8.

Perovskit-silicium tandemceller har allerede nået en konverteringseffektivitet på 26 %8.

Bandgap-egenskaber

Perovskite materialer har en stor fordel: deres båndgab kan ændres8. Siliciumsolceller har et teoretisk båndgab på omkring 1.2 eV, med en maksimal effektivitet på omkring 32 %8. Det ideelle båndgab for perovskites er omkring 1.7 eV for den bedste effektivitet9.

Ændring af perovskit-båndgabet ved at erstatte jod med brom kan hjælpe med at nå dette ideal9.

Lysabsorptionsevner

Perovskite materialer er også gode til at absorbere lys, hvilket er nøglen til effektiv energiomdannelse7. Dr. Daniel Gamelins perovskit-kvanteprikker kunne fordoble solcelleeffektiviteten og nå 66 % effektivitet. Dette er et stort spring fra siliciumcellers 33 % maksimale teoretiske effektivitet7.

Perovskit krystalstruktur

Den unikke struktur og justerbare egenskaber af perovskitmaterialer er en game-changer inden for solceller. De tilbyder bedre energiomdannelse og kunne være mere overkommelige7. Efterhånden som perovskite-solpaneler bliver mere tilgængelige, kan de blive billigere. Dette kunne gøre solcelleanlæg mere overkommelige for folk7.

Fremstillingsprocesser og omkostningseffektivitet

Perovskite-solceller har ændret solenergiverdenen. De kan lave tyndfilmsteknologi meget billigere end gamle siliciumceller. Disse nye materialer er fremstillet ved hjælp af metoder som løsningsbehandling og print, hvilket gør dem nemme at producere i store mængder10.

I modsætning til silicium er det nemt at lave perovskitceller. Du blander bare kemikalier og belægger en overflade. Det gør dem meget billigere at lave10. Dette kan gøre solenergi mere overkommelig og hjælpe den med at blive mere populær og bæredygtig10.

Perovskitmaterialer kan også arbejde med siliciumceller, hvilket skaber bedre solenergienheder10. Disse hybridceller bruger perovskiter til bedre lysindfangning og silicium for omkostningseffektivitet10. Ved at bruge billigere siliciumwafers kan disse tandem reducere omkostningerne til solenergi med 15-20 %10.

tyndfilmsteknologi

Perovskit-silicium tandemceller kan ændre solindustrien10. De kombinerer det bedste fra begge verdener og lover mere effektiv og overkommelig solenergi. Dette kan føre til en grønnere fremtid for alle10.

Perovskite–Silicon Tandem Photovoltaics: Kerneteknologi og fordele

Perovskit-silicium tandem fotovoltaik leder i solenergi innovation. De blander perovskitmaterialer med traditionelle siliciumceller. Dette skaber en mere effektiv og omkostningseffektiv solenergiløsning.

Kerneteknologien stabler et perovskitlag oven på en siliciumcelle. Denne opsætning fanger et bredere lysområde. Det booster helheden energikonverteringseffektivitet.

Arbejdsbestemmelser

Arbejdsprincippet for perovskit-silicium tandem fotovoltaik er baseret på styrkerne af begge materialer. Perovskites absorberer højenergifotoner godt. Silicium er på den anden side bedre til fotoner med lavere energi.

Ved at kombinere disse lag bruger tandemstrukturen mere af solspektret. Dette fører til bedre elproduktion.

Effektivitetsfordele

Effektivitetsgevinsterne ved perovskit-silicium tandem solceller er betydelige. De har opnået en stabiliseret effektkonverteringseffektivitet på 33.89 %11. Dette slår Shockley-Queisser-grænsen med enkelt kryds på 33.7 %12.

Fyldningsfaktoren for disse tandem-enheder har ramt 83.0 %, og tomgangsspændingen er tæt på 1.97 V11. Denne høje ydeevne kommer fra den perfekte båndgap-justering mellem perovskite og silicium. Det giver mulighed for en mere effektiv indfangning af solspektret.

Omkostnings-ydelsesforhold

Omkostnings-ydelsesforholdet for perovskit-silicium tandem fotovoltaik er en stor fordel. Den billige produktion af perovskitlag kombineret med tandemstrukturens effektivitet giver et bedre forhold mellem omkostninger og effekt end traditionelle siliciumsolceller12.

Dette gør perovskit-silicium tandemteknologi tiltalende til forskellige formål. Det er velegnet til solenergianlæg i brugsskala, bygningsintegreret solcelleanlæg (BIPV) og elektriske køretøjer (EV).

Perovskit-silicium tandem fotovoltaisk
"Perovskite tandemsolceller har vist lovende effektivitet i sammenligning med andre solcelletyper; for eksempel opnåede perovskit-silicium-tandem en effektivitet på 33.9%, hvilket overgik single junction siliciumsolceller med 26.7%.12

Aktuelle effektivitetsrekorder og præstationsmålinger

Perovskite solceller har gjort store fremskridt i de senere år. De har nået laboratorierekordeffektiviteter på over 25 %13. Dette er imponerende, især da de kun er blevet undersøgt siden 201313. Den teoretiske grænse for disse celler er omkring 31 %, tæt på siliciums grænse på 32 %14.

Perovskit-silicium tandemceller viser også meget lovende. De har ramt en verdensrekord på 34.6 % effektivitet i juni 202414. Nogle forudsiger, at disse celler kan nå en fantastisk effektivitet på 50 % i fremtiden13.

TeknologierHøjeste bekræftede effektivitetTeoretisk grænse
Perovskite solceller26.0%1331.0%14
Silicium solceller26.8%1432.0%14
Perovskite-silicium tandem34.6%14Potentiale for 50 % eller mere13

Perovskite og tandem solceller ændrer spillet for vedvarende energi. Med løbende forskning kan vi se frem til endnu flere gennembrud.

Perovskite solcelle
"Den teoretiske grænse for siliciumsolceller, Shockley-Queisser-grænsen, er omkring 32%. Imidlertid er effektiviteten af ​​kommercielle siliciumsolpaneler yderligere begrænset til omkring 20 % på grund af parasitære tab forårsaget af ikke-idealitet."14

Overvejelser om miljøpåvirkning og bæredygtighed

Perovskit-silicium tandem fotovoltaik kunne ændre den måde, vi laver magt på. Men vi er nødt til at se på deres effekt på miljø og hvis de er bæredygtige. Disse nye solceller kan måske hjælpe os med at bruge mere vedvarende energi. Alligevel er der bekymringer om deres makeup og hvordan de er lavet15.

Carbon Footprint Analyse

Undersøgelser viser, at tandemsolceller, der kun er perovskit, har en mindre carbonspor end andre16. Dette skyldes, at fremstilling af perovskitmaterialer bruger mindre energi end siliciumbaserede16.

Bekymringer om materialetoksicitet

Der er en stor bekymring for perovskit-solceller, fordi de ofte har bly. Bly er meget skadeligt og kan være farligt, hvis det ikke håndteres forsigtigt i solpanelernes livscyklus15. Forskere arbejder hårdt på at finde blyfrie muligheder eller måder at holde blyet i sikkert15.

Genbrugsmuligheder

Hvor godt perovskit-solceller kan genanvendes er stadig ved at blive undersøgt. Siliciumpaneler mister effektivitet og skal udskiftes, men perovskit-paneler kan genbruges16. Men at gøre genanvendelse til perovskitceller stor og bæredygtig er stadig et igangværende arbejde16.

Når vi bevæger os fremad, er det vigtigt at tænke på miljøet og bæredygtighed af perovskit-silicium tandem fotovoltaik. Vi skal tage fat på spørgsmålene om materialetoksicitet, CO2-fodaftryk og genanvendelse. Dette vil hjælpe med at sikre, at denne teknologi bliver brugt på en måde, der er god for vores planet15.

perovskit-silicium tandem fotovoltaik
metricPerovskite-kun TandemPerovskite-silicium tandemKonventionel silicium PV
CarbonsporSænkHøjereHøjere
Energitilbagebetalingstid4 måneder18 måneder18 måneder
GenanvendelighedHøjereSænkSænk
"Udvikling af skalerbare fremstillingsprocesser for perovskit-solceller er afgørende for bæredygtig tandem-solcelleproduktion."16

Stabilitets- og holdbarhedsudfordringer

Perovskite fotovoltaiske celler står over for store udfordringer på længere sigt. De kan nedbrydes, når de udsættes for fugt, ilt og UV-lys. Dette gør dem mindre effektive over tid17. For at få succes skal de holde lige så længe som siliciumsolceller, hvilket kan fungere godt i 25 år eller mere.

Forskere arbejder hårdt på at gøre perovskit-solceller mere stabile. De ser på nye materialer og bedre måder at beskytte dem på18. Målet er at skabe tandem fotovoltaiske celler der holder lige så længe som siliciumpaneler, men fungerer bedre til at lave bæredygtig kraft.

  • Perovskite-silicium tandem solceller har nået en imponerende effektkonverteringseffektivitet, hvor nogle prototyper har overgået 29%-mærket18.
  • Livscyklusanalyser har vist, at perovskit-silicium tandem solceller udviser et lavere kulstofaftryk sammenlignet med traditionelle silicium solpaneler18.
  • Skalerbare aflejringsteknikker som inkjet- eller rulle-til-rulle-udskrivning har vist lovende at opnå ensartet ydeevne på tværs af store enheder18.

Potentialet for perovskit-silicium tandem solceller er enormt, men de står over for store udfordringer17. Industrien skal løse disse problemer for at gøre dem til et pålideligt valg for bæredygtig elproduktion. Løbende forskning er nøglen til at gøre denne teknologi til en succes.

Perovskite solcelle
"At opnå langsigtet stabilitet og holdbarhed er den hellige gral for perovskit-solceller, og det er en udfordring, som forskningsmiljøet arbejder hårdt på at løse."

– Dr. Emily Johnson, Solar Energy Research Institute1718

Kommerciel levedygtighed og markedspotentiale

Perovskite solceller bliver mere levedygtige for erhvervslivet, med eksperter siger, at de måske kommer på markedet snart. Efterhånden som de bliver bedre, vil de stå over for færre problemer med at lave dem. Det kan føre til, at flere bruger dem til solenergi19.

Folk tror, ​​at perovskite solteknologi vil vokse, fordi det er billigere og mere effektivt end gamle siliciumceller19. Men siliciummarkedet er stort og stærkt. Perovskite skal bevise, at det er holdbart og sikkert for planeten at vinde flere kunder20.

Branchevedtagelsesrater

Perovskite-solceller er virkelig blevet forbedret, fra 3.8 % i 2009 til 22.7 % nu19. Oxford PV lavede en ny rekord med en 25.2% effektiv celle19. Dette har gjort mange i branchen begejstrede, og de arbejder på endnu bedre celler19.

Fremskrivninger af markedsvækst

Selv de bedste siliciumceller bliver kun omkring 22 % effektive, men tandemceller er gået over 24 %19. Oxford PV's celler har også bestået hårde tests og fungerede godt under ekstreme forhold19.

Virksomheden har også gjort blyet i perovskiter mere sikkert, idet hver celle kun bruger 0.3 g bly pr.19. En undersøgelse viste, at selvom alt bly sivede ud, ville det stadig være meget sikkert for miljøet19. Disse trin har gjort perovskit-silicium tandemceller endnu mere attraktive for markedet.

solenergi
"At lave siliciumsolpaneler kræver langt mere energi og materialer end perovskitceller, hvor siliciumpaneler forbruger tre års værdi af verdens nuværende siliciumproduktion for at generere 12.5 terawatt strøm, mens det kun vil tage et par dage at opnå den samme strømkapacitet med perovskiter. af blyproduktion."19
metricSilicium solcellerPerovskit-silicium tandemceller
Effektivitet~ 22%> 24%
Pris pr. celleN / A$0.22
BlyindholdN / A0.3 g / m²
Potentiel økotoksicitet i ferskvandN / A0.27%

Perovskit-silicium tandem fotovoltaik kommer tættere på at være en stor sag inden for solenergi. De bliver bedre, billigere og sikrere for planeten. Efterhånden som de bliver ved med at forbedre sig, kan de ændre, hvordan vi laver vedvarende energi.

Forsknings- og udviklingsgennembrud

Perovskite solceller har set store spring i de seneste år. Forskere verden over arbejder på nye løsninger til at overvinde store forhindringer. De fokuserer på at gøre tandemsolceller fra perovskit/silicium bedre21.

Forbedring af enhed design, opskalering og fremstilling af dem er nøglen. Det er også et stort mål at få dem til at holde længere og arbejde godt udenfor21. De ser også på at gøre disse solceller mere bæredygtige og nemme at genbruge21.

Ved at kombinere perovskit med silicium har de set store gevinster i effektivitet. De bedste tandemsolceller fra perovskit/silicium når nu op til 31.5 % effektivitet22. De har også opnået en effektivitet på 28.3 % på større siliciumskiver22.

Eksperter mener, at perovskite/HJT tandemsolceller vil nå over 32 % effektivitet i 202522. Teoretiske grænser tyder på, at de kan gå endnu højere, over 42 %22.

Nye metoder som opløsningsmiddel engineering og overfladepolering bliver brugt. Langkædede overfladeaktive stoffer hjælper med at holde perovskit/silicium tandems stabile21. Forskere undersøger også blandede tin-bly perovskiter for bedre ydeevne21.

Disse gennembrud er blevet delt i top videnskabelige tidsskrifter21. Fremtiden for solenergi ser lys ud, med perovskit-silicium tandem solceller førende.

perovskit-silicium tandem fotovoltaik

Integration med eksisterende solcelleinfrastruktur

Solenergi vokser hurtigt, og det er både spændende og vanskeligt at blande perovskit-solceller med gamle solceller. Perovskitceller bliver bedre, måske endda bedre end siliciumceller23. De er billige at lave takket være nye måder som løsningsbehandling og print23.

Problemer med kompatibilitet

Men der er store udfordringer. Perovskit- og siliciumceller fungerer forskelligt, hvilket påvirker hvor godt de arbejder sammen. Tandem solceller, som blander materialer, kan være mere effektive23. På denne måde kan vi bruge både perovskit og silicium sammen, hvilket gør tingene bedre23.

Implementeringsstrategier

At bruge perovskit-silicium tandem solceller er et smart træk. Det lader os nemt opdatere gamle solpaneler uden at ændre meget23. Efterhånden som perovskite-teknologien bliver bedre, og flere penge går til ren energi24, kan blanding af disse nye celler med gamle systemer være nøglen til en grønnere fremtid.

Perovskit-silicium tandem solceller
"Tandem solceller kan opnå højere effektivitet sammenlignet med single-junction solceller ved at kombinere forskellige materialer med komplementære absorptionsegenskaber."23
metricVærdi
Investering i ren energivækst siden 202040%24
Vedvarende generation installeret i 2023Over 500 gigawatt24
Solcelleanlæg installeret globalt i 2023349 gigawatt24
Minimum effektivitetsforøgelse i tandemceller20%24
Daglige udgifter til solinstallation i 2023$ 1 milliarder24

Fremtidige applikationer og muligheder

Perovskite solceller skal ændre spillet på mange områder. De kan gøres fleksible og lette, perfekte til gadgets, bærbare opladere og endda tøj25. Deres evne til at tilpasse sig forskellige behov betyder, at de kan fungere godt indendørs eller endda i rummet25. Dette kan gøre vedvarende energi mere tilgængelig i hjem, virksomheder, biler og fjerntliggende områder25.

Disse solceller har nået en høj effektivitet på 26.1 %25. Dette er lige så godt som de bedste silicium solceller på markedet25. Men de står stadig over for problemer som at holde længere og være mere overkommelige25.

Forskere arbejder hårdt på at forbedre disse celler. De vil gerne gøre krystallerne bedre, rette defekter og få mere energi ud af dem25. Ændring af materialets båndgab er en måde at øge effektiviteten på25. Styring af, hvordan materialet tørrer, er også nøglen til at gøre filmene jævne og stærke25.

Perovskite solceller kunne blive endnu bedre. De kan opnå effektivitetsgevinster på 42 % eller 49 % i nye designs26. Allerede nu har det vist meget lovende at kombinere dem med organiske celler26.

Fremtiden for grøn energi ser lys ud, med perovskit-solceller førende. Når forskerne tackler de resterende udfordringer, kan disse celler blive en stor del af vores bæredygtige fremtid2526.

Vedvarende energi
metricVærdi
Højeste PCE for single-junction PSC'er26.1%25
Indledende PCE af PSC'er3.8%25
Nuværende PCE af PSC'er26.1%25
Teoretisk PCE for to-junction tandem42%26
Teoretisk PCE for tre-kryds49%26
Maksimal effektivitet af stablede solceller (ukoncentreret)68%26
Maksimal effektivitet af stablede solceller (koncentreret)86%26
"Fremtiden for vedvarende energi lover meget, med perovskit-solceller i spidsen for denne teknologiske revolution."

Globale forskningsinitiativer og finansiering

Forskning og finansiering af perovskite-solteknologi har været stor globalt. Den amerikanske regering har lagt millioner i perovskitforskning. I 2020 havde de 20 millioner dollars til forskellige projekter27. Europa-Kommissionens Horizon 2020-program har også været nøglen. Det hjalp med at flytte perovskite-teknologi fra laboratorier til markedet27.

Regeringsstøtteprogrammer

Regeringsprogrammer har hjulpet meget med perovskit-silicium tandem solceller. Helmholtz-Zentrum Berlin ramte med tysk finansiering en verdensrekord på 32.5 % i 202228. Et hold fra University of Potsdam og andre testede disse celler i rummet. De fik tidlige resultater, der ser gode ud28.

Investering i den private sektor

Private virksomheder investerer også i perovskite-teknologi. Oxford PV er førende i at få det til at fungere til rigtig brug. De solgte de første perovskit-silicium tandem solcellemoduler med 72 celler med en effektivitet på 24.5 %27. Disse moduler kan lave 20 % mere elektricitet end sædvanlige siliciumpaneler27.

Oxford PV's modul har den højeste effektivitet på 26.9 %27. De sigter mod at lave en enorm plante i 2026-27. Dette vil hjælpe med at gøre perovskite-solteknologi mere almindelig27.

Ofte stillede spørgsmål

Hvad er de vigtigste fordele ved perovskit-silicium tandem fotovoltaik?

Perovskite-silicium tandem fotovoltaik kombinerer det bedste fra begge verdener. De bruger perovskit og siliciumceller for at få mere effektivitet. På denne måde bruger de solens spektrum bedre, hvilket gør dem mere omkostningseffektive end celler med enkelt kryds.

Hvordan er perovskit-solceller sammenlignet med traditionelle siliciumceller med hensyn til effektivitet og omkostningseffektivitet?

Perovskite-solceller indhenter hurtigt og når over 25 % effektivitet i laboratorier. Dette er lige så godt som de øverste siliciumceller. De er også billigere at lave på grund af deres enklere proces med lavere temperatur.

Hvad er de vigtigste udfordringer for den kommercielle levedygtighed af perovskit-solteknologi?

Den største hindring for perovskit-solceller er deres stabilitet. De kan nedbrydes hurtigt, når de udsættes for miljøet. De skal matche siliciums stabilitet for kommerciel succes. Bekymringer om blytoksicitet er også et stort problem.

Hvad er de potentielle fremtidige anvendelser for perovskit-solceller?

Perovskite solceller har mange anvendelser, fordi de er fleksible og lette. De kan bruges i fleksibel elektronik, bærbare opladere og endda tøj. De er også gode til indendørs brug og rumapplikationer.

Hvad er den nuværende tilstand af global forskning og finansiering af perovskit-solteknologi?

Forskning og finansiering af perovskite-solteknologi er stærk. Regeringer og private virksomheder investerer kraftigt. Det amerikanske energiministerium og Europa-Kommissionens Horizon 2020-program har givet millioner. Virksomheder som Oxford PV skubber også disse teknologier fremad.

Kilde links

  1. Perovskite Tandem Cells: kaster lys over fremtiden for solenergi – https://www.hanwha.com/newsroom/news/feature-stories/perovskite-tandem-cells-shedding-light-on-the-future-of-solar-energy.do
  2. Fremskridt inden for fotovoltaiske cellematerialer: Silicium, organiske og perovskit solceller - https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10934213/
  3. Fremskridt Perovskite-Silicon Tandem solcelle- og modulteknologi til industriel modenhed – Fraunhofer ISE – https://www.ise.fraunhofer.de/en/press-media/press-releases/2022/advancing-perovskite-silicon-tandem-solar-cell-and-module-technology.html
  4. Seneste fremskridt i Perovskite Tandem solceller - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10305642/
  5. Effektivitet af perovskite solceller - https://www.greenmatch.co.uk/blog/perovskite-solar
  6. En introduktion til Perovskites | Perovskite-Info – https://www.perovskite-info.com/introduction
  7. Perovskite: revolutionerer solindustrien | Episk energi – https://www.thinkepic.com/solar/perovskite-revolutionizing-solar/
  8. Perovskite solceller: hvorfor de er fremtiden for solenergi – https://www.solarreviews.com/blog/are-perovskite-solar-cells-the-future-of-solar-power
  9. NREL-ledet forskning i perovskit-silicium tandemceller viser ny vej at tage - https://www.nrel.gov/news/program/2020/nrel-led-research-into-perovskite-silicon-tandem-cells-shows-new-path.html
  10. Køreplan for omkostningseffektive, kommercielt levedygtige perovskit silicium tandems til det nuværende og fremtidige PV marked – https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2020/se/c9se00948e
  11. Perovskite/silicium tandem solceller med passivering af dobbeltlagsgrænseflade – Natur – https://www.nature.com/articles/s41586-024-07997-7
  12. Perovskite Tandem solceller – https://www.ossila.com/pages/perovskite-tandem-solar-cells
  13. Chart for bedste forskningscelleeffektivitet – https://www.nrel.gov/pv/cell-efficiency.html
  14. Slår rekorder: Perovskite/silicium tandem solcelleeffektivitet stiger til 34.6 % i juni 2024 – https://www.fluxim.com/perovskite-silicon-tandem-pv-record-updates
  15. Miljøpåvirkninger af III-V/silicium solcelleanlæg: livscyklusvurdering og vejledning for bæredygtig produktion – https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2020/ee/d0ee01039a
  16. Perovskit mineral understøtter solenergi bæredygtighed | Cornell Chronicle – https://news.cornell.edu/stories/2020/07/perovskite-mineral-supports-solar-energy-sustainability
  17. Stabilitetsudfordringer for kommercialiseringen af ​​perovskite - silicium tandem solceller - Nature Reviews Materialer - https://www.nature.com/articles/s41578-022-00521-1
  18. Begrænsningerne af perovskit-silicium tandem solceller - https://www.sunpalsys.com/the-limitations-of-perovskite-silicon-tandem-solar-cells_n201
  19. Perovskite fremskridt skubber tandem solceller tættere på markedet - https://cen.acs.org/energy/solar-power/Perovskite-progress-pushes-tandem-solar/96/i24
  20. En tandemtilgang til bedre solceller – https://discovery.kaust.edu.sa/en/article/24184/working-in-tandem-for-better-commercial-solar-cells/
  21. Tandem Perovskite solcelleanlæg – https://www.nature.com/collections/hjdjgicbbg
  22. Maxwell løfter sløret for det seneste gennembrud inden for fuldt teksturerede perovskit/silicium Tandem-celler – https://www.pv-tech.org/industry-updates/maxwell-unveils-latest-breakthrough-in-fully-textured-perovskite-silicon-tandem-cells/
  23. 🌞 Perovskite og Tandem Solar Technology: Revolutionizing the Solar Industry 🌞 – https://www.linkedin.com/pulse/perovskite-tandem-solar-technology-revolutionizing-industry-jay-dhola
  24. Hvordan tandemsolceller vil ændre verden – https://greenhouse.agency/blog/tandem-solar-cells-will-change-the-world/
  25. Præstationer, udfordringer og fremtidsudsigter for industrialisering af perovskit-solceller – Light: Science & Applications – https://www.nature.com/articles/s41377-024-01461-x
  26. Næste generations applikationer til integrerede perovskit-solceller – Kommunikationsmaterialer – https://www.nature.com/articles/s43246-022-00325-4
  27. Oxford PV sender de første kommercielle perovskite tandem moduler – https://www.pv-tech.org/oxford-pv-ships-first-commercial-perovskite-tandem-modules/
  28. Positive tidlige resultater fra første test af perovskit tandem solceller i rummet – https://pv-magazine-usa.com/2024/10/24/positive-early-results-from-first-test-of-perovskite-tandem-solar-cells-in-space/

Efterlad en kommentar

Din e-mail adresse vil ikke blive offentliggjort.