Kunnen perovskietbatterijen een nieuwe favoriet worden in de fotovoltaïsche industrie?
Op 16 juni vorig jaar meldde het tijdschrift Science dat Princeton University in de Verenigde Staten de eerste commercieel haalbare 2D-perovskietzonnecel heeft ontwikkeld. Het team verwacht dat de apparatuur ongeveer 30 jaar lang zal functioneren boven de industrienormen. Als massaproductie kan worden bereikt, wordt verwacht dat het stabiliteitsprobleem van perovskietbatterijen fundamenteel zal worden opgelost. Als deze technologie werkelijk kan worden geïmplementeerd, gecombineerd met de hoge efficiëntie en lage kostenvoordelen van perovskietbatterijen, zal de markt voor perovskietcomponenten onbeperkt zijn. Op het gebied van perovskiet-fotovoltaïsche cellen, bekend als de "derde generatie fotovoltaïsche celtechnologie", hangt de vraag welke productielijn in de toekomst op de markt kan komen echter af van welke productielijn op grote schaal in gebruik kan worden genomen.
Waarom is het calciumcarbide?
De afgelopen jaren heeft de Chinese fotovoltaïsche industrie een periode van hoog licht meegemaakt, waarvan kristallijne siliciumbatterijen de meest in het oog springende zijn. Tegenwoordig wordt verwacht dat de situatie waarin kristallijne siliciumbatterijen de wereld domineren, zal worden doorbroken door de perovskiet van de "derde generatie fotovoltaïsche celtechnologie". Waarom was de calciumcarbide-accutechnologie de eerste die doorbrak? Vergeleken met kristallijne siliciumbatterijen hebben perovskiet-fotovoltaïsche cellen aanzienlijke vooruitgang geboekt bij het verlagen van de kosten en het verbeteren van de efficiëntie. Met andere woorden, perovskiet voldoet aan de fundamentele ontwikkelingsvereisten van het verlagen van de kosten en het verhogen van de efficiëntie in de fotovoltaïsche industrie.
Wat betreft het verbeteren van de efficiëntie hebben perovskiet-fotovoltaïsche cellen de afgelopen jaren opmerkelijke vooruitgang geboekt. Het maximale rendement van zonnecellen van het perovskiettype met enkele junctie bedraagt momenteel 25,7%, en het stapelen met verschillende typen cellen kan de conversie-efficiëntie verder verbeteren. De theoretische limietefficiëntie van gestapelde cellen met dubbele junctie is 46%, wat aangeeft dat perovskietmaterialen een groot potentieel hebben voor energieconversieprestaties. Traditionele zonnecellen van kristallijn silicium bereikten daarentegen vergelijkbare efficiëntieverbeteringen over een langere periode, ongeveer 40 jaar.
De theoretische efficiëntie van perovskietbatterijen bereikt 33% (bron: bedrijfsaankondiging, Guotai Junan Securities Research)
In termen van kostenreductie wordt verwacht dat de productiekosten van perovskietcomponenten na productie met grote modulus zullen worden teruggebracht tot minder dan 50% van de uiteindelijke productiekosten, vanwege het feit dat de keten en de proceslengte van de perovskietindustrie met de helft worden verkort in vergelijking met kristallijn silicium. kosten van kristallijne siliciumcomponenten. Momenteel combineert het stapelen van perovskietkristallijn silicium aan beide uiteinden de voordelen van perovskiet en kristallijn silicium. Onder hen hebben perovskiet-HJT-batterijen de voorkeur van de industrie vanwege hun procesaanpassingsvermogen en efficiëntiepotentieel. Vanwege de meer volwassen ontwikkeling van kristallijne siliciumbatterijen en eenvoudiger voorbereidingsprocessen, met de verdere verbetering van de stapelefficiëntie, zijn ze momenteel commercieel het meest kosteneffectief.
De kosten van perovskietbatterijen zullen naar verwachting dalen tot minder dan 0,6 yuan/W (bron: GCL Optoelectronics, bedrijfsaankondiging, Guotai Junan Securities Research)
Perovskiet-fotovoltaïsche energie, als opkomende fotovoltaïsche technologie, heeft niet alleen een laboratoriumefficiëntie die vergelijkbaar is met die van schouderkristallijne fotovoltaïsche silicium-fotovoltaïsche energie, maar heeft ook aanzienlijke voordelen op het gebied van kosten en proces. Bovendien hebben perovskiet-fotovoltaïsche zonne-energie uitstekende prestaties bij zwak licht en instelbare foto-elektrische eigenschappen, eigenschappen die fotovoltaïsche zonne-energie van kristallijn silicium niet bezitten. Dit maakt perovskiet-fotovoltaïsche zonne-energie fantasierijker in toepassingsscenario's.
De zich snel ontwikkelende perovskietbatterij-industrie:
Op 3 november werd Longji Green Energy gecertificeerd door het National Renewable Energy Laboratory (NREL) van de Verenigde Staten. De onafhankelijk ontwikkelde perovskietbatterij van kristallijn silicium van het bedrijf behaalde een efficiëntie van 33,9%, wat momenteel het hoogste record is voor de efficiëntie van gestapelde kristallijn silicium-perovskietbatterijen wereldwijd. Voorheen was het record 33,7%.
Leiders op het gebied van fotovoltaïsche energie leggen kristallijne siliciumlagen aan en bevorderen de industriële ontwikkeling via meerdere routes. Momenteel is de opzet van beursgenoteerde bedrijven vooral gericht op het stapelen van perovskiet-kristallijn silicium, waarbij perovskiet-stapeling Perc/Topcon/HJT meerdere routes naast elkaar bestaan. Zo zijn bijvoorbeeld fotovoltaïsche leiders zoals Longji Green Energy en Tongwei Co., Ltd. achtereenvolgens de markt betreden, wat naar verwachting de industriële ontwikkeling van gestapelde batterijen zal bevorderen. De gestapelde batterijen van het startende bedrijf bestrijken meerdere gebieden, zoals het stapelen van perovskiet, het stapelen van perovskietkristallijn silicium, het stapelen van perovskietkoper, indium, gallium, selenium, enz. De uiteindelijke overwinning van de specifieke route hangt ook af van de toekomstige efficiëntieverbetering en kostenreductie-effecten.
Op 27 oktober behaalde Photovoltaic Technology, na certificering door het National Photovoltaic Industry Measurement and Testing Center, een efficiëntie van 21,63% op perovskietbatterijmodules met een groot oppervlak van 30 cm * 40 cm, en bleef daarmee toonaangevend in de perovskietbatterij-industrie. (De testresultaten zijn afkomstig van het National Photovoltaic Industry Measurement and Testing Center)
Er moet op worden gewezen dat de efficiëntie op laboratoriumniveau nog steeds moet worden gevalideerd bij grootschalige productie, en dat er nog steeds stabiliteitsproblemen bestaan. De snelle ontwikkeling van perovskiet-fotovoltaïsche cellen biedt echter een nauwkeurige en krachtige oplossing voor het verlagen van de kosten en het verhogen van de efficiëntie in de fotovoltaïsche industrie, en de brede marktvooruitzichten ervan staan buiten twijfel.
Vanuit het perspectief van de schaal van de productielijnen en de projectvoortgang in de perovskietindustrie is 2022 het eerste jaar van de perovskietindustrialisatie. In dit jaar was de perovskietindustrie niet alleen in staat om gekwalificeerde producten stabiel te produceren, verzendingen en technische constructies op tijd te voltooien, maar ook terminals soepel op het elektriciteitsnet aan te sluiten voor energieopwekking. Met de voortschrijdende industrialisatie zijn gerelateerde bedrijfsinvesteringen en financieringsevenementen actief geworden, en zijn er tientallen nieuwe startups opgericht op het gebied van perovskiet.
Schematisch diagram van de Chinese perovskietbatterij-industrieketen. Bron: Guanzhi Hainei Consulting
Er is aanzienlijke vooruitgang geboekt bij de commercialisering van calciumtitaanmineralen in de industrie. In april van dit jaar begon de bouw van de 1GW fotovoltaïsche productielijn voor perovskiet, met een totale investering van 3 miljard yuan in polaire fotovoltaïsche zonne-energie, en deze zal naar verwachting in het derde kwartaal van volgend jaar in gebruik worden genomen; De Renshuo Solar 150MW-productielijn zal eind dit jaar in gebruik worden genomen en het componentenoppervlak zal worden vergroot tot 1,2 m * 0,6 m. Guangyin Technology rondde begin april 2023 een financiering van 50 miljoen engelen af, waarmee een record werd gevestigd voor de grootste afzonderlijke financieringsronde in de sector. De bouw van de kleine proeflijn van 10 MW begon medio april 2023 en was eind juni voltooid, waardoor het de snelste ter wereld is om in gebruik te nemen. Verwacht wordt dat eind 2024 een pilotlijn van 100 MW voltooid zal zijn en dat het componentoppervlak zal worden uitgebreid tot vierkante meters.
Er kan worden voorzien dat de uitbreiding van de industriële productie in 2024 zal versnellen, waarbij meer productielijnen op 100 MW-niveau en enkele productielijnen op GW-niveau zullen starten en operationeel zijn. 2025 kan eerder dan gepland de volwassen commercialiseringsfase ingaan
Figuur: Openingsceremonie van de 1GW fotovoltaïsche productielijn van Perovskiet met polaire zonne-energie
Het toekomstige spoor is ontstaan, waar liggen de pijnpunten
Op het gebied van perovskiet-fotovoltaïsche cellen bestaat er onenigheid tussen honderd stromingen. Of het nu gaat om het stapelen van kristallijn silicium van perovskiet, perovskiet-gelaagde Perc/Topcon/HJT-technologie, of het stapelen van perovskiet, het stapelen van perovskietkoper, indium, gallium selenium en andere technologieën, de toekomstige technologieomgeving voor perovskietbatterijen zal waarschijnlijk het fenomeen kennen van meerdere technologieën die naast elkaar bestaan. van de huidige kristallijne siliciumbatterij. Het uiteindelijke marktaandeel en de overleving van de sterksten zijn nog steeds afhankelijk van de vraag naar toekomstige toepassingsscenario's.
Hoewel de kostenreductie en efficiëntieverbetering van perovskiet-fotovoltaïsche cellen al lang haalbaar is gebleken op technisch niveau, kan het ultieme pijnpunt niet los worden gezien van de vraag naar kostenreductie en efficiëntieverbetering in de fotovoltaïsche industrie. Dit betekent dat perovskietbatterijen niet alleen rekening moeten houden met de stabiliteit van het product zelf, de snelle vervalsnelheid en het giftige loodgehalte tijdens de productiefase. De meer fundamentele kwestie is dat als we de huidige marktsituatie die wordt gedomineerd door kristallijne siliciumbatterijen geleidelijk willen vervangen, we snel de efficiënte en goedkope perovskiet-fotovoltaïsche batterij-industrieketen en massaproductiecapaciteit moeten bevorderen.
Met de voortdurende vooruitgang van de perovskietbatterijtechnologie, de groei van de marktvraag, kapitaalinvesteringen en voortdurende beleidsondersteuning hebben we alle reden om te geloven dat perovskietbatterijen naar verwachting geleidelijk commerciële grootschalige toepassingen zullen bereiken en een belangrijke pijler van de fotovoltaïsche technologie zullen worden. industrie.
Bij RONGSTAR Energy zijn we er trots op een rol te spelen in de wereldwijde ontwikkeling van zonne-energie. Wij hebben jarenlange ervaring in de distributie en groothandel van fotovoltaïsche zonnepanelen, omvormers, constructie-, opslagsystemen en andere componenten voor fotovoltaïsche zonne-energie. Bekijk meer fotovoltaïsche producten en oplossingen- Deye-omvormers,TW-ZONNEPANEEL,APsystems distributeur van zonne-omvormers (rongstar.com).
IPv6-netwerk ondersteund
