Потенціал ринку перовскітних сонячних елементів досягне 6 012 доларів США.48 мільйонів…

Світовий ринок перовскітних сонячних елементів оцінюється в 563 долари США.3 мільйони у 2022 році і, як очікується, досягне 6 012 доларів США.48 млн до 2031 року, демонструючи величезне зростання в найближчі роки з прогнозованим середньорічним темпом зростання (CAGR) на рівні 30.4% з 2023 по 2031 рік.

09 лютого 2023 06:30 ET | Джерело: AstuteAnalytica India Pvt. Ltd. AstuteAnalytica India Pvt. Ltd.

Нью-Делі, лютий. 09, 2023 (СВІТОВА НОВИННА СТРІЧКА).- Розвиток перовскітних сонячних елементів (PSC) показав велику перспективу в останні роки, пропонуючи кілька переваг у порівнянні з традиційними фотоелектричними технологіями, такими як кремнієві сонячні батареї. ФЕП. це тонкоплівкові пристрої, які можуть перетворювати сонячну енергію в електрику з рівнем ефективності, який можна порівняти з традиційними сонячними елементами. Крім того, PSC мають нижчі витрати на виробництво, підвищену електричну ефективність та покращену стабільність.

За даними Astute Analytica, в останні кілька років на світовому ринку перовскітних сонячних елементів спостерігається стрімке зростання ефективності ФЕП. Це пов’язано з розвитком гібридних органічно-неорганічних металогалогенідних перовскітів, а також з досягненнями в обробці матеріалів, архітектурі пристроїв та оптимізації шарів. Промислове виробництво PSC також досліджується з розробкою безсвинцевих PSC та досягненнями в галузі друку та нанесення покриттів, які пропонують потенціал для недорогого та широкомасштабного виробництва.

Однак, все ще існують деякі проблеми, які необхідно вирішити, перш ніж ФЕП зможуть широко використовуватися в промисловості. Найактуальнішою проблемою є стабільність роботи ФЕП, яка наразі є недостатньою для використання на відкритому повітрі або для великомасштабних інсталяцій. Крім того, напруга відкритого контуру (Voc) є нижчою, ніж очікувалося, що призводить до втрат енергії.

Попит на гнучкі перовськітні сонячні елементи зростатиме на світовому ринку перовських сонячних елементів із середньорічним темпом приросту понад 28

Попит на гнучкі перовськітні сонячні елементи (FPSC) зростає в геометричній прогресії завдяки високій ефективності перетворення енергії, малій вазі та низькій вартості технології. Використання перовскітних матеріалів дозволяє легко розміщувати сонячні панелі на більшості поверхонь, включаючи гнучкі та текстуровані. FPSC також мають здатність відповідати продуктивності фотоелектричних елементів на основі кремнію, що робить їх ідеальним джерелом чистої та сталої енергії.

Нещодавні дослідження підвищили ефективність цих елементів, при цьому були встановлені нові рекорди, що досягають 24.4%. Це зробило їх ще більш привабливими для підприємств і приватних осіб, які шукають екологічно чисте джерело енергії на ринку перовскітних сонячних елементів. Крім того, прогрес у технології обробки з рулону в рулон полегшив виробництво великих обсягів цих елементів, що призвело до подальшого зниження витрат.

Зростання попиту на ФЕС обумовлене низкою факторів, включаючи підвищення обізнаності про екологічні переваги використання відновлюваних джерел енергії, розвиток технологій, які роблять фотоелементи більш ефективними, економічно вигідними і простими у виробництві, а також збільшення державних стимулів для підприємств і приватних осіб для встановлення сонячних фотоелектричних систем. Крім того, зростаюча увага до відновлюваних джерел енергії з боку урядів по всьому світу дає поштовх розвитку сектору, оскільки багато країн ставлять перед собою амбітні цілі щодо використання сонячної енергії та інших відновлюваних джерел.

Очікується, що попит на FPSC на світовому ринку перовскітних сонячних елементів продовжить зростати, оскільки технологія стає більш доступною та економічно ефективною. З подальшим розвитком технологій, таких як друковані електроди та інкапсуляційні матеріали, ефективність елементів, ймовірно, ще більше зросте. Це відкриє більше можливостей для бізнесу та приватних осіб отримати вигоду від використання відновлюваної енергії, а також допоможе зменшити загальний вуглецевий слід. Зрештою, зростання попиту на FPSC є позитивним знаком для майбутнього відновлюваних джерел енергії та боротьби зі зміною клімату.

Топ-7 тенденцій, що формують світовий ринок перовскітних сонячних елементів

  • Досягнення в області матеріалів і обробки: Розробка безсвинцевих перовскітних матеріалів і вдосконалення методів обробки стимулюють інновації в галузі перовскітних сонячних елементів (PSC).
  • Зростання попиту на гнучкі пристрої: Попит на гнучкі ФЕП, які можуть бути інтегровані в широкий спектр продуктів, зростає, оскільки вони пропонують підвищену електричну ефективність і нижчі витрати на виробництво.
  • Інвестиції в НДДКР та комерціалізацію: Зі зростанням популярності ФЕП спостерігається сплеск інвестицій в дослідження і розробки та комерціалізацію технології ФЕП по всьому світовому ринку перовскітних сонячних елементів.
  • Розширення виробничих потужностей: Компанії розширюють свої виробничі потужності, щоб задовольнити зростаючий попит на ФЕМ, особливо в Азіатсько-Тихоокеанському регіоні.
  • Збільшення інвестицій з боку держави та приватних гравців: Як державні організації, так і приватні гравці інвестують значні кошти в ДРП, що призводить до збільшення фінансування та можливостей для розвитку галузі.
  • Зростаюча увага до стабільності та ефективності: Стабільність та ефективність стають все більш важливими, оскільки компанії працюють над розробкою ФЕП, які можуть бути використані в широкому спектрі застосувань.
  • Розвиток технологій друку та нанесення покриттів: Досягнення в технологіях друку і нанесення покриттів дозволяють виробляти ФЕП за низькою вартістю і у великих масштабах, що ще більше підвищує їх комерційну життєздатність.

На Азіатсько-Тихоокеанський регіон припадатиме 56% доходів світового ринку перовскітних сонячних елементів

Азіатсько-Тихоокеанський регіон є світовим лідером у виробництві та інноваціях перовскітних сонячних елементів (ФЕП). Цьому зростанню сприяло процвітання сонячної енергетики в регіоні, зумовлене зростаючим попитом на екологічно чисту енергію та державною підтримкою відновлюваних джерел енергії. Найбільший виробник сонячної енергії в регіоні, Китай, встановив понад 30.88 ГВт сонячних фотоелектричних систем у першій половині 2022 року.

Китай, будучи найбільшим виробником сонячної енергії в світі, зробив значний внесок у зростання ринку перовскітних сонячних елементів в Азіатсько-Тихоокеанському регіоні. З більш ніж 30.88 ГВт сонячних фотоелектричних систем, розгорнутих за перші шість місяців 2022 року, країна стала основним гравцем у виробництві та впровадженні СЕС.

Уряд Китаю також підтримує галузь ДВДЕ, надаючи субсидії та стимули для розвитку чистих джерел енергії. Це привернуло в країну велику кількість компаній та інвесторів, що призвело до збільшення обсягів досліджень, розробок і виробництва ФЕП.

Ринок модулів перовскітних сонячних елементів в Азіатсько-Тихоокеанському регіоні переживає значне зростання, з прогнозованим збільшенням доходу приблизно з 331 мільйона доларів США в 2022 році до 2104 доларів США.36 мільйонів до 2031 року. Це пов’язано з низькою собівартістю виробництва та вищою ефективністю ФЕС у порівнянні з традиційними сонячними елементами на основі кремнію, що робить їх бажаним варіантом як для житлових, так і для комерційних застосувань.

Ринок перовскітних сонячних елементів в Азіатсько-Тихоокеанському регіоні є домом для провідних компаній, таких як SunPower, Panasonic і Trina Solar, які інвестують в дослідження, розробку і виробництво з метою просування технології перовскітних сонячних елементів і зниження виробничих витрат за допомогою таких методів, як трафаретний друк і вакуумне осадження.

Крім того, Індія, Японія, Південна Корея та Австралія зробили значні інвестиції в технологію PSC і працюють над розширенням своїх ринків. Наприклад, уряд Індії запровадив такі стимули, як Національна сонячна місія імені Джавахарлала Неру, і поставив за мету досягти 100 ГВт сонячної енергії до 2023 року, щоб сприяти впровадженню ЗЗК.

Топ-5 гравців займають 34% світового ринку перовскітних сонячних елементів

Згідно зі звітом про дослідження ринку, 5 найбільших компаній займають сукупну частку ринку в 34.2%. Oxford PV є найбільшим гравцем, за яким слідує Alfa Aesar. Така висока концентрація ринкової частки серед кількох гравців підкреслює висококонкурентний ринковий ландшафт, що робить його складним для нових учасників, щоб закріпитися на ньому.

Oxford PV, найбільший гравець на ринку перовскітних сонячних елементів, має частку ринку 9.50% і відома своїми високоякісними продуктами та інноваційними технологіями.

Oxford PV є найбільшим виробником перовскітних сонячних елементів у всьому світі, оскільки вони змогли зробити революцію в технології сонячної енергетики та розробити високоефективні, недорогі сонячні елементи. Завдяки їхнім зусиллям Oxford PV виросла з команди з 5 співробітників у 2011 році до 95 у 2019 році і нещодавно завершила будівництво заводу потужністю 100 МВт. Oxford PV розробила сонячний елемент на основі перовскіту на кремнії, який пропонує високу ефективність при низькій вартості, роблячи сонячну енергію більш доступною та економічно ефективною. Вони також досягли світового рекорду ефективності фотоелементів. 29.52%, що робить їх провідним постачальником технологій в області перовскітних сонячних елементів.

Ключем до успіху перовскітних сонячних елементів Oxford PV є використання діоксиду титану (TiO2) в якості шару для транспортування електронів (ETL). TiO2. це високостабільний матеріал з рівнем енергії, який підходить для даного застосування, а також є економічно ефективним. Ці характеристики роблять його ідеальним матеріалом для ETL в PHJ-PSC зі звичайною структурою.

Провідні гравці на ринку перовскітних сонячних елементів:

  • BASF
  • Dyenamo
  • Energy Materials Corp.
  • Frontier Energy Solution
  • Fujifilm
  • Fujikura
  • GCL Suzhou Nanotechnology Co., ТОВ “Оксфорд ПВ.
  • Greatcell Energy
  • Hangzhou Microquanta
  • Heiking PV Technology Co., Ltd.
  • Hubei Wonder Solar
  • Hunt Perovskite Technologies (HPT)
  • InfinityPV
  • Jinkosolar
  • Kyocera
  • LG Chem
  • Li Yuan New Energy Technology Co.
  • Merck
  • Microquanta Semiconductor
  • Oxford PV
  • Panasonic
  • Saule Technologies
  • Sharp
  • Solartek
  • Solaronix SA
  • Solliance
  • Tandem PV
  • Toshiba
  • Trina Solar
  • WonderSolar
  • Інші видатні гравці

Про Astute Analytica

Astute Analytica. це міжнародна аналітична та консалтингова компанія, яка за короткий період побудувала міцну репутацію завдяки відчутним результатам, які ми надали нашим клієнтам. Ми пишаємося тим, що створюємо безпрецедентні, глибокі та надзвичайно точні оцінки та прогнози для наших дуже вимогливих клієнтів з різних вертикалей. У нас є довгий список задоволених і постійних клієнтів з широкого спектру, включаючи технології, охорону здоров’я, хімічну промисловість, напівпровідники, FMCG та багато інших галузей. Ці щасливі клієнти приїжджають до нас з усього світу. Вони здатні приймати добре вивірені рішення та використовувати високоприбуткові можливості, долаючи суворі виклики, і все це завдяки тому, що ми аналізуємо для них складне бізнес-середовище, існуючі та нові можливості в кожному сегменті, технологічні формування, оцінки зростання та навіть наявні стратегічні варіанти вибору. Одним словом, повний пакет. Все це можливо завдяки висококваліфікованій, компетентній та досвідченій команді професіоналів, що складається з бізнес-аналітиків, економістів, консультантів та технологічних експертів. У нашому списку пріоритетів ви. наш меценат. на першому місці. Ви можете бути впевнені, що отримаєте від нас найкращий економічно ефективний пакет з доданою вартістю, якщо вирішите співпрацювати з нами.

Зв’яжіться з нами: Бізнес-парк Aamir BegBSI, H-15, Сектор-63, Noida- 201301- IndiaPhone: 1-888 429 6757 (США безкоштовно); 91-0120- 4483891 (решта світу)Електронна пошта: sales@astuteanalytica.comWeb-сайт: www.astuteanalytica.com

Контактні дані

Зв’яжіться з нами: Aamir Beg BSI Business Park, H-15, Sector-63, Noida- 201301- India Phone: 1-888 429 6757 (безкоштовно в США); 91-0120- 4483891 (решта світу) Електронна пошта: sales@astuteanalytica.com Веб-сайт: www.astuteanalytica.com

Контакт

Маючи обліковий запис читача, ви можете легко надіслати електронного листа безпосередньо на адресу, вказану в контакті для цього випуску. Підпишіться сьогодні на безкоштовний читацький акаунт!

Електрифікувати все: вартість сонячних батарей не має куди йти, окрім як вниз, вниз, вниз

З новим поколінням перовскітних сонячних елементів з рекордною ефективністю на горизонті, фотоелектрична революція тільки починається.

Кремнієві сонячні елементи заслуговують на поплескування по плечу за те, що вони започаткували революцію в галузі відновлюваної енергетики, але зараз настав час для більш ефективних і дешевих технологій, щоб взяти кермо в свої руки. Якщо ви здогадалися, що йдеться про перовскіти, біжіть і купіть собі сигару. В рамках останньої розробки британська компанія Oxford PV щойно оголосила, що її нові перовскітні сонячні елементи встановили світовий рекорд з ефективності перетворення. Це створює основу для більш широкого доступу до фотоелектричних технологій, і це створює ще один головний біль для зацікавлених сторін викопної енергії.

З новим поколінням рекордних перовскітних сонячних елементів на горизонті, фотоелектрична революція тільки почалася (фото надане Oxford PV).

Ще один прорив для недорогих перовскітних сонячних елементів

Для тих, хто не знайомий з цією темою, перовскіти. це клас синтетичних матеріалів, заснованих на кристалічній структурі природного мінералу перовскіту. Природний перовськіт був відкритий у 19 столітті, але його застосування у фотоелектричних технологіях. справа 21 століття.

Перше дослідження сонячної енергії перовскіту було опубліковано в 2009 році. Він викликав бурхливий інтерес серед дослідників сонячної енергетики в усьому світі завдяки потенціалу досягнення високої ефективності перетворення сонячної енергії за допомогою недорогого матеріалу, а також гарним перспективам для недорогого, високопродуктивного виробництва.

Оскільки безкоштовних обідів не буває, перші спроби виготовлення перовскітних сонячних елементів наштовхнулися на проблеми зі стабільністю та довговічністю. Ці проблеми були значною мірою вирішені на цьому шляху, і одна зі стратегій полягає в тому, щоб поєднати тонку плівку перовскіту з іншим, більш надійним фотоелектричним матеріалом.

Це підводить нас до останньої рекордної розробки. Oxford PV регулярно з’являється на радарі CleanTechnica з 2013 року, коли вона вийшла з групи Генрі Снайта в Оксфордському університеті у Великобританії з претензією на 15.Ефективність перетворення 4% для перовскітних сонячних елементів.

Це навіть близько не відповідає ефективності найкращих кремнієвих сонячних елементів на сучасному ринку, які за результатами лабораторних тестів досягають позначки 25%. Однак, це було досить добре, щоб поставити ранчо на більш перовськітовий RD.

До 2014 року компанія досліджувала потенціал тонкої плівки перовскітів для підвищення ефективності перетворення сонячної енергії кремнію, а до 2015 року вона залучила великі гроші для підтримки своїх планів щодо розширення своїх зусиль з перовскітового РД на інші сонячні елементи і навіть на звичайне скло.

Схоже, що вся ця важка робота окупилася. У понеділок Oxford PV оголосила, що остання ітерація її кремній-плюс-перовскітних сонячних елементів досягла 29.5%, що підтверджено Національною лабораторією відновлюваної енергетики Міністерства енергетики США.

Ні, зачекайте, це ще один дуже, дуже великий прорив для перовскітних сонячних елементів

Новий сонячний елемент не на 100% складається з перовскіту, але він все одно забезпечує значну економію за рахунок скорочення кількості кремнію, необхідного для отримання чистих кіловат. Кремній дорожчий за перовськіт, тому за інших рівних умов новий сонячний елемент коштуватиме набагато дешевше, ніж повністю кремнієвий аналог.

За даними Oxford PV, новий сонячний елемент також буде генерувати на 20% більше енергії на дахах житлових будинків, ніж аналогічний кремнієвий сонячний елемент, а це означає, що він може розширити ринок сонячних батарей на дахах будинків до менших будівель з меншими дахами.

Якщо поглянути на це під іншим кутом, Oxford PV підрахував, що 35 кілограмів перовскіту можуть генерувати таку ж кількість енергії, як і 7 тонн кремнію. Це тонни. Тонни. Тонни.

Подумайте про цю 7-тонну цифру, і ви побачите, що перовськітовий радар зменшує потребу в енергії, пов’язану із закупівлею, доставкою та виробництвом на стороні постачальника, і все це на додаток до відновлюваної енергії, що виробляється на стороні користувача.

Як швидко. і як далеко. може піти сонячна енергетика?

Oxford PV планує випустити на ринок свій новий сонячний елемент до 2022 року. Може здатися, що чекати доведеться довго, але це лише мить у порівнянні з темпами розвитку кремнієвих технологій.

Ми не хочемо демпінгувати на кремнії, але це був довгий шлях, щоб досягти позначки 25% ефективності перетворення кремнієвих сонячних елементів. Перший практичний кремнієвий сонячний елемент був представлений в 1954 році Bell Labs з ефективністю перетворення 6%, спираючись на попередні дослідження кремнію, проведені в Bell в 1940-х роках.

А тепер порівняйте це з темпами вдосконалення перовскітних сонячних елементів лише за останні 11 років.

Якщо ви думаєте про те ж, про що і ми, то нове покоління недорогих сонячних елементів означає, що фотоелектричні технології скоро стануть такими ж звичними і доступними, як і будь-який інший великий побутовий прилад, від телевізора до системи опалення, вентиляції та кондиціонування повітря і всього, що знаходиться між ними.

Доступ до сонячної енергії також розшириться для домогосподарств, які не можуть встановити власні сонячні панелі на даху через фінансові перешкоди, відносини між орендарями та орендодавцями або технологічні проблеми, такі як занадто велика тінь.

Тут, у США, доступ до сонячної енергії є гарячою темою для політиків у Міністерстві енергетики, незважаючи на дружню до викопних копалин риторику президента Дональда Трампа, що йде у відставку. йдеться у повідомленні Oxford PV. Козир.

Минулої весни Міністерство енергетики відновило мету епохи Обами. до 2025 року зробити доступні громадські сонячні програми доступними для кожного домогосподарства. тобто для кожного домогосподарства. в США. Це включає в себе розблокування ринку сонячної енергетики для домогосподарств з низьким та середнім рівнем доходу.

Нова ітерація програми DOE базується на уроках, винесених з дослідження “Сонячна енергія у вашій громаді”, опублікованого Національною лабораторією відновлюваної енергетики DOE протягом першого року перебування Трампа на посаді президента, і з тих пір вони продовжують працювати на ринку спільної сонячної енергетики. Лише в жовтні минулого року Міністерство енергетики представило новий підхід, що передбачає доступне фінансування спільних сонячних проектів.

Але зачекайте, на шляху є сонячна енергія

Низька вартість перовскітних сонячних елементів. лише один з елементів майбутньої фотоелектричної революції. Oxford PV вже з нетерпінням чекає на розробку 100% перовскітного сонячного елемента, який відкриває абсолютно новий спектр застосувань для фотоелектричних технологій.

Скільки? Національна лабораторія відновлюваної енергетики Міністерства енергетики США з самого початку відстоювала ідею перовскітної фотоелектричної технології, тож дозвольте їм пояснити, що це таке:

“технологія на основі перовскіту має трансформаційний потенціал для швидкого розгортання сонячної енергетики в тераватних масштабах. Основні властивості матеріалів також викликали інтерес до використання гібридних перовскітних напівпровідників у більш широкому класі енергетичних застосувань, які охоплюють традиційні електронні та оптичні системи.”

NREL приділяє особливу увагу галогенідним перовскітовим системам, які можна буквально наносити на поверхні.

“Область застосування цього загального класу систем включає малопотужну електроніку, випромінювачі світла, детектори і пов’язані з ними інтегральні схеми для динамічного управління енергією з численними додатками”. пояснюють в лабораторії, додаючи, що “унікальна динаміка охолодження носія вказує на те, що ці системи також можуть бути привабливими для термоелектричних і пов’язаних з ними енергозберігаючих додатків, які охоплюють цивільні та військові енергетичні потреби”.”

Новообраному президенту Джо Байдену доведеться багато чого зробити, коли він вступить на посаду 20 січня, але, схоже, він вже розпочав нову, більш потужну хвилю розвитку фотоелектричних технологій.

У вас є порада для CleanTechnica, ви хочете розмістити рекламу або запропонувати гостя для нашого подкасту CleanTech Talk? Зв’яжіться з нами тут.

Колишній експерт з акумуляторів Tesla веде літій в нову еру літій-сірчаних акумуляторів. подкаст:

Мені не подобаються платні стіни. Вам не подобаються платні стіни. Кому подобаються платні стіни? Тут, в CleanTechnica, ми деякий час впроваджували обмежену платну стіну, але нам завжди здавалося, що це неправильно. і завжди було важко вирішити, що саме ми повинні розмістити за нею. Теоретично, ваш найексклюзивніший та найкращий вміст залишається за платною стіною. Але тоді його читало менше людей! Ми просто не любимо платних сервісів, тому вирішили відмовитися від нашого.На жаль, медіа-бізнес все ще залишається жорстким, жорстким бізнесом з крихітною маржею. Це нескінченний олімпійський виклик. залишатися на плаву або навіть, можливо, зростати. Тож.

Якщо вам подобається те, що ми робимо, і ви хочете підтримати нас, будь ласка, внесіть невелику суму щомісяця через PayPal або Patreon, щоб допомогти нашій команді робити те, що ми робимо! Дякую! Реклама

Тіна спеціалізується на військовій та корпоративній стійкості, передових технологіях, нових матеріалах, біопаливі, а також питаннях водопостачання та водовідведення. Висловлені погляди є її власними. Слідкуйте за нею на @TinaMCasey та Spoutible.

Copyright © 2023 CleanTechnica. Вміст цього сайту призначений лише для розважальних цілей. Думки, коментарі та думки власників, опубліковані на цьому сайті, можуть не бути санкціоновані і не обов’язково відображають погляди CleanTechnica, її власників, спонсорів, афілійованих осіб або дочірніх компаній.

Перовскіти можуть зробити сонячні панелі ефективнішими, ніж лише кремній

Але чи перетворяться їхні чудові результати в лабораторії на реальний ринковий імпульс?? Caelux та інші тандемні сонячні стартапи роблять ставку на те, що відповідь “так.

Стартап Caelux робить ставку на те, що його “тандемна” сонячна технологія, яка поєднує перовскітну фотоелектрику з домінуючим на ринку кремнієм, призведе до створення більш ефективних сонячних панелей. і компанія нещодавно отримала 12 мільйонів інвестицій від індійського конгломерату Reliance New Energy для комерціалізації цього нового підходу. Вінод Хосла, не чужий для сонячної енергетики наступного покоління, також є інвестором у спін-аут Каліфорнійського технологічного інституту, який базується в Пасадені, штат Каліфорнія.

Тандемні сонячні стартапи, такі як Caelux, розміщують світлопоглинаючий шар з перовскітів, класу кристалічних матеріалів, поверх звичайного кремнієвого елемента. Ця двоматеріальна архітектура має потенціал для подолання бар’єру ефективності кремнію з одним переходом через різну чутливість кремнію і перовскіту до довжини хвилі.

За останні 10 років середня ефективність перетворення комерційних кремнієвих модулів на основі пластин зросла приблизно з 15% до більш ніж 20% і, за прогнозами, до кінця десятиліття досягне ефективності 23-24%, наблизившись до практичних меж цієї технології.

З додаванням шару перовскіту “ви побачите збільшення відносної ефективності на 20-30%”. сказав генеральний директор Caelux Скотт Грейбіл (Scott Graybeal) в інтерв’ю Canary Media. “Отже, ви говорите про модулі, які будуть мати ефективність від 27 до 29 відсотків.”

Завдяки більш ефективним сонячним панелям можна буде виробляти більше електроенергії з однієї ділянки землі або даху, що зробить сонячну енергію, яка вже є найдешевшою формою електроенергії в історії, ще більш економічно вигідною.

Але комерційно життєздатний, більш ефективний некремнієвий сонячний модуль виявився невловимим. За останнє десятиліття десятки мільярдів доларів венчурного та корпоративного фінансування було витрачено на досягнення цієї мети, більшість з них. даремно.

Плюси та мінуси перовскітів

Вчені досліджують перовскітну технологію вже багато років, але останні досягнення викликають хвилювання щодо потенціалу тандемних модулів у комерційних масштабах.

На початку цього місяця дослідники в Нідерландах оголосили про прорив з тандемним елементом перовскіт-кремній, який досяг 30-відсоткової ефективності, що вони назвали “великим кроком у прискоренні енергетичного переходу”.” Інші дослідницькі лабораторії також оголошують про свої досягнення.

Перовськіти мають деякі перспективні риси:

  • Темпи зростання ефективності в рамках експерименту Hero для перовскітних матеріалів і тандемних структур були феноменальними, випереджаючи інші технології.
  • Перовськіти можна виробляти з матеріалів, багатих на землю.
  • Перовскіти мають потенціал для вторинної переробки.
  • Перовскітні комірки можна виготовляти, використовуючи дешевші та більш щадні процеси друку на основі чорнила, а не складне напівпровідникове обладнання.
  • Низькотемпературні процеси, що використовуються у виробництві перовскітів, означають, що час окупності енергії є коротшим, ніж у сучасних фотоелектричних технологій, повідомляє Graybeal.

Але виникають питання щодо терміну служби, деградації та стабільності перовскітів.

Демонстрація довгострокової надійності тандемного елемента займе роки, так само як і отримання хорошого розуміння режимів відмови перовскітів і шляхів деградації. Перовскіти матимуть “трохи вищу швидкість деградації, ніж кремній” на початку використання матеріалу в сонячних тандемних модулях, за словами Грейбіла.

Наздогнати

Чи можуть США виробляти достатньо сонячних панелей, щоб задовольнити свій зростаючий попит?

” Щоб бути конкурентоспроможним на ринку, довгострокова довговічність перовскіту повинна бути протестована і перевірена”. сказав він в інтерв’ю U.S. Міністерство енергетики США повідомило у 2020 році, коли оголосило про виділення 20 мільйонів доларів на просування перовскітних сонячних фотоелектричних технологій. Раніше цього року журнал pv відзначав, що ефективне тестування перовскітів поки що не йде за планом: “Потрібно багато випробувань, але сьогоднішні випробування спрямовані на комерціалізовані фотоелектричні технології (Si, CdTe і т.д.)”.) і навряд чи зможуть охопити всі режими відмов, характерні для перовскітних модулів в польових умовах.”

Працювати з кремнієм, а не проти нього

Конкуренція з кремнієм. це важка битва. Цього року по всьому світу буде розгорнуто понад 200 гігават сонячних потужностей, переважна більшість з них. у вигляді кремнієвих фотоелектричних панелей. Довгострокова поведінка кремнію і режими відмови вже добре вивчені, що дозволяє виробникам модулів пропонувати 25.рік гарантії.

Тож наразі більшість перовскітних сонячних компаній зосереджені на виробництві тандемних продуктів, до складу яких входить кремній, а не на конкуренції лоб в лоб.

Хоча Грейбіл бачить майбутнє, яке включає в себе чисті перовскітні модулі, він визнає, що єдиний спосіб розгорнути цю технологію в масштабах. “це поєднати перовскіти з кремнієвою сонячною енергією” і доповнити існуючу інфраструктуру виробництва фотоелектричних модулів.

” Ми відвантажуємо скло [від клієнтів], яке вони вже визначили та кваліфікували для свого продукту. [“Ми наносимо наш запатентований матеріал на це скло, а потім переносимо його на їхнє виробництво модулів”. пояснив Грейбіл. Він сказав, що завод з виробництва перовскіту повинен бути близько до великого логістичного вузла і близько до виробника модулів замовника, щоб це спрацювало, “і це було частиною нашого плану”. Оскільки перовськіт є частиною нашого продуктового портфеля, здатність до нарощування та масштабування заводів також є компетенцією, яку ми розвиваємо.”

Інвестор Caelux, Reliance New Energy, дочірня компанія Reliance Industries, найбільшої приватної компанії Індії, вступає в стратегічне партнерство зі стартапом. Reliance New Energy будує сонячну фабрику світового масштабу в Джамнагарі, штат Гуджарат, де планує включити перовскіти в деякі з вироблених модулів. За словами Грейбіла, партнерство означає, що “Reliance по суті продала наш завод за перші півтора року його роботи. і це важливіше, ніж грошові інвестиції”.”

” Якщо ви збираєтеся вивести якийсь продукт на ринок, ви повинні почати виробництво у великих обсягах. Ми не можемо сидіти і грати з нашими пристроями розміром два на два дюйми. нам знадобиться 10 років, щоб зробити наступний технологічний стрибок”. сказав генеральний директор. Він додав: “Виробники першого рівня збираються перевірити нас на міцність, перш ніж поставити своє ім’я на модулі з нашою технологією”.”

З типовим підприємницьким запалом генеральний директор заявив, що очікує, що тандемний модуль Caelux, разом з 25.18-річну гарантію, щоб вийти на ринок у другій половині 2024 року.

Перовскітні претенденти

Caelux. не єдина компанія в цій галузі. У минулому році Canary повідомляла про компанію CubicPV, що утворилася в результаті злиття U.S. виробник пластин 1366 Technologies і Hunt Perovskite Technologies, який також працює над тандемними модулями. У цій статті перераховані інші стартапи, які розробляють перовскіт і тандемні сонячні матеріали з використанням різних архітектур пристроїв і виробничих процесів.

  • BlueDot Photonics використовує технологію “безперервного виробництва сублімації спалаху” для підвищення ефективності перовскітної фотоелектрики.
  • Energy Materials Corp. розробляє рулонний перовскіт, нанесений на гнучку підкладку.
  • Microquanta Semiconductor будує панелі з упакованих у скло перовскітів.
  • Oxford PV розробляє тандемні сонячні елементи та модулі на основі перовскіту на кремнії.
  • Saule Technologies розробляє технологію струменевого друку для виробництва перовскітних сонячних елементів, упакованих у гнучкий пластик.
  • Swift Solar укладає перовскітні сонячні елементи для створення тандемних елементів і може наносити свої перовскітні шари на гнучкі підкладки та плівки.
  • Tandem PV має на меті монолітний друк тонкоплівкових перовскітів на скляних панелях і механічне укладання їх поверх кремнієвих елементів.
  • Wuxi UtmoLight стверджує, що отримала 18-річну гарантію, сертифіковану Японською лабораторією електробезпеки навколишнього середовища. 2 відсотки ефективності для перовскітного сонячного модуля великої площі 756 см². Китайська компанія заявляє, що проводить пробні запуски на своїх 150.мегаватну лінію з виробництва модулів, яка, як вона стверджує, є “найбільшою у світі” для перовскітних сонячних панелей.

Серед інших перовскітних стартапів на дуже ранній стадії. Beyond Silicon, MujiElectric, SoFab Inks і Verde Technologies.

Але поки що перовські виробники все ще мають нуль відсотків частки світового ринку сонячної енергетики.

Ерік Уесофф. редакційний директор Canary Media.

Читати на вихідних: Промисловість та дослідники в тандемі

У міру того, як рекорди ефективності падають, а пристрої стають більш стабільними, в Європі спостерігається початок гонки за комерціалізацію високоефективних перовскіт-кремнієвих сонячних продуктів, повідомляє Валері Томпсон (Valerie Thompson).

потенціал, ринк, перовскітних, сонячних, елементів

Виробничі лінії Evolar під ключ можна комбінувати з кремнієвими фотоелектричними лініями замовника.

Поділитися

На початку 2023 року проект Viperlab опублікував відеоролики, в яких запрошував дослідників подавати заявки на безкоштовний доступ до лабораторій для тестування матеріалів перовскітних сонячних елементів і обробки пристроїв.

Цей крок, зроблений підтримуваним ЄС консорціумом європейських технічних інститутів, університетів та державних органів, пов’язаних з розробкою перовскіту, став останньою ознакою спільної роботи дослідників фотоелектричної енергетики та промисловості, спрямованої на виведення перовскіт-кремнієвого сонячного тандему на новий рівень.

У 2022 році Qcells, Enel Green Power, Meyer Burger і Voltec Solar оголосили про ініціативи щодо тандему перовскіт-кремній, використовуючи глибокі технологічні знання, включаючи вакуумне осадження, міжфазну інженерію та методи інкапсуляції.

Журнал pv зв’язався з усіма ними, а також з членами дослідницького співтовариства і постачальниками обладнання, а також з піонером перовскіт-кремнієвого тандему Oxford PV, щоб розпитати про прогрес в області стабільності перовскіту.

Співпраця з НДДКР

Оскільки дослідники доводять конфігурації тандемних клітин до більш ніж 30% ефективності перетворення в лабораторії, співпраця RD з промисловістю. це шлях вперед. Також були зроблені багатообіцяючі заяви про стабільність і прориви в області більших пристроїв.

“Інтерес з боку промисловості зріс після встановлення нового рекорду для перовскітних тандемних елементів”. говорить Стів Альбрехт, керівник відділу перовскітних тандемних сонячних елементів у німецькому дослідницькому центрі Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB). “Це всесвітній інтерес. Ефективність показана, тепер потрібно більше НД на стабільність і масштабування.”

Альбрехт має на увазі рекорд перовскіт-кремнієвого тандему в 32 роки.5% ефективності, встановленої HZB у грудні 2022 року. У січні інститут оголосив про розробку добавки з багатообіцяючими показниками стабільності. “Все більше дослідників займаються проблемами стабільності. каже він. “Фактори нестабільності також стають все більш зрозумілими. З’являється все більше і більше даних. Я очікую, що це буде продовжуватися в тому ж дусі.”

Швейцарський центр електроніки та мікротехніки (CSEM) та Федеральна політехнічна школа Лозанни в липні 2022 року оголосили про 31.25%-ефективний перовскіт-кремнієвий тандемний пристрій і підкреслив необхідність масштабування і досягнення стабільного терміну служби комірки.

“Завдання полягає в тому, щоб наблизити експлуатаційну стабільність перовскітних сонячних елементів до стандартів, досягнутих кремнієвими технологіями”. говорить Квентін Жангрос (Quentin Jeangros), керівник групи CSEM по перовскітним матеріалам і пристроям. “Це буде ключем до того, щоб зробити перовскітні фотоелектричні перетворювачі конкурентоспроможними для основних застосувань”.”

Джанлука Колетті погоджується. Він є керівником програми з тандемних фотоелектричних технологій у голландській дослідницькій організації Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek (TNO) і координує внесок організації в консорціум з дослідження тонкоплівкових сонячних батарей Solliance. Нещодавно компанія Solliance досягла 30.1% ефективності з чотириконтактним перовскітно-кремнієвим тандемним елементом.

“Ми постійно повідомляємо про нові результати стабільності”. каже Колетті. “На початку повідомлялося, що термін придатності був коротшим за кілька хвилин. На сьогоднішній день багато з них витримують 3 000 годин, а також стабільність на відкритому повітрі протягом більше двох років. Багато чого було вивчено. Не менш важливими є прориви, зроблені в останні місяці з пристроями більшої площі. Ефективність понад 26% на великих пристроях. наприклад, більше 20 см 2. була досягнута щонайменше чотирма командами.

“Однак, як дослідницьке співтовариство, ми знаходимося на тому етапі, коли нам потрібно переключитися і зосередитися на технології для розширення масштабів і підвищення рівня технологічної готовності”. Тому довгострокова стабільність є одним з вирішальних моментів. Тепер, коли 30% бар’єр подолано, настав час зосередити зусилля НДДКР на надійних пристроях, і цього краще досягти, формуючи партнерські відносини між промисловістю, науково-дослідними інститутами та академічними колами.”

Oxford PV

Першопроходець. Oxford PV. З новим генеральним директором дочірня компанія Оксфордського університету нарощує виробництво двотермінальних (2T) монолітних перовскіт-кремнієвих тандемних елементів на своїй виробничій лінії. За словами директора з технологій Кріса Кейса (Chris Case), прогрес на німецькому заводі гальмувався затримками з поставками обладнання, але він знаходиться на шляху до виробництва тандемних сонячних елементів формату M6 зі стабільною ефективністю 27%. з подальшим зростанням до 30%.

“Повнорозмірні 60-елементні модулі, засновані на елементах з нашої пілотної лінії, збираються клієнтами та партнерами”. розповідає Кейс в інтерв’ю журналу pv. “Поважний і відомий сертифікаційний орган допомагає з сертифікацією повнорозмірних модулів.”

Популярний контент

В Італії підрозділ відновлюваної енергетики Enel Green Power працює над технологією тандему перовскіт-кремній 2T спільно з Національним інститутом сонячної енергії Франції. Виробництво заплановано на 2025 рік. У 2022 році партнери оголосили про 24.9% ефективних, 9 см 2 пристроїв, а в грудні вони досягли 25.8%.

“На сьогоднішній день тандемні сонячні елементи з гетеропереходом перовскіт-кремнієвий (HJT) показали ефективність вище 30% на невеликих площах”. говорить Еліано Руссо, керівник сонячної гігафабрики 3Sun компанії Enel на Сицилії. “Використання HJT в якості нижнього елемента виявилося дуже підходящим підходом для отримання високоефективного монолітного перовскіт-кремнієвого тандему сонячних елементів.”

Що стосується розробки більших, стабільніших і надійніших пристроїв, Руссо додає: “Ми інтенсивно працюємо над цими аспектами, щоб через кілька років бути готовими до випуску промислового продукту з підвищеною продуктивністю і надійністю”.”

Компанія Qcells оголосила про європейську ініціативу по створенню тандему перовскіт-кремній в рамках нещодавно запущеного консорціуму проекту “Пеппероні”, який підтримується урядами ЄС і Швейцарії. Фабіан Фертіг, директор Qcells з глобальних досліджень і розробок пластин і елементів, каже, що пілотна лінія на заводі компанії в Тальхеймі, Німеччина, дозволить виявити і усунути бар’єри на шляху впровадження тандемних сонячних елементів на ринок.

“Надійність залишається ключовою проблемою для потенційної комерціалізації сонячних елементів і модулів на основі тандему перовскіт-кремній”. говорить Фертиг. “Незважаючи на значний прогрес в області підвищення стабільності і довговічності, необхідна подальша робота для досягнення достатнього рівня, щоб бути конкурентоспроможними з існуючими продуктами на основі кремнію. У багаторічному проекті Pepperoni беруть участь 17 європейських співробітників Вигоди від цього проекту, сподіваємося, відчує вся європейська сонячна промисловість.”

У Франції виробник модулів Voltec Solar працює над дослідженням тандему перовскіт-кремній з Інститутом фотоелектрики Іль-де-Франс (IPVF). Їхнє спільне підприємство France PV Industrie працює над технологією з чотирма клемами.

“Наш проект має на меті досягти принаймні 15% зниження приведеної вартості енергії (LCOE) за допомогою цього типу тандемних панелей у порівнянні з сучасними кремнієвими панелями”. говорить генеральний директор IPVF Рох Дроздовскі-Штрель.

Швейцарський виробник гетероперехідних сонячних батарей Meyer Burger нещодавно заявив, що працює з місцевими та німецькими дослідницькими групами над інтеграцією технології перовскітного тандему у своє виробництво.

Розвиток ланцюжка поставок

Шведська компанія Evolar AB, що займається виробництвом виробничого обладнання і технологій, в минулому році повідомила про прогрес в стабільності пристроїв площею 100 см 2, виготовлених за допомогою процесу осадження, заснованого на випаровуванні.

Генеральний директор і співзасновник Матс Люнггрен підтверджує комерційний інтерес до виробничої лінії Evolar “під ключ” для перовскітних елементів, яка буде поєднуватися з існуючими кремнієвими лініями. “Запити надходять з усього світу”. каже він. “Наш відділ продажів в даний час видає котирування для пілотних ліній, де ми надамо як обладнання, так і послуги, щоб допомогти нашим клієнтам нарощувати виробництво”. говорить Даніеле Брага.”

Заснована в 2019 році, компанія Evolar займається маркетингом для інтегрованих виробників клітин та панелей і налічує близько 40 співробітників, більшість з яких є розробниками процесів та інженерами обладнання.

Fluxim, швейцарський розробник інструментів для визначення характеристик та моделювання нових фотоелектричних технологій, також має уявлення про прогрес перовскіту. “На рівні досліджень і розробок, як в академічних колах, так і в промисловості, я думаю, що Європа має перевагу, оскільки тут багато сильних дослідницьких груп та інститутів”. говорить Даніеле Брага, керівник відділу продажів компанії.

“Наступним кроком буде зосередження на створенні виробничих ліній, щоб утримати нинішню позицію лідера”. говорить Франк А. Нюеш, керівник відділу функціональних полімерів у Швейцарській федеральній лабораторії матеріалознавства та технологій. “Такий крок надішле сигнали розширеному ланцюжку створення вартості, включаючи хімічну промисловість, щоб заохотити її працювати над синтезом високоякісних хімічних речовин, необхідних для перовскітового переходу”.”

Цей контент захищений авторським правом і не може бути використаний повторно. Якщо ви хочете співпрацювати з нами і хочете повторно використовувати частину нашого контенту, будь ласка, зв’яжіться з нами: editors@pv-magazine.com.

pv magazine

Редакційна команда журналу pv включає фахівців з постачання обладнання, виробництва, політики, ринків, балансу систем та EPC.

Залишити відповідь