Pin perovskite có thể trở thành sản phẩm được yêu thích mới trong ngành quang điện không?
Vào ngày 16 tháng 6 năm ngoái, tạp chí Science đưa tin Đại học Princeton ở Hoa Kỳ đã phát triển pin mặt trời perovskite 2D khả thi về mặt thương mại đầu tiên. Nhóm nghiên cứu hy vọng thiết bị của mình có thể hoạt động trong khoảng 30 năm, vượt xa tiêu chuẩn ngành. Nếu có thể đạt được sản xuất hàng loạt, vấn đề ổn định của pin perovskite dự kiến sẽ được giải quyết cơ bản. Nếu công nghệ này thực sự có thể được triển khai, kết hợp với lợi thế hiệu quả cao và chi phí thấp của pin perovskite, thị trường linh kiện perovskite sẽ không giới hạn. Tuy nhiên, trong lĩnh vực tế bào quang điện perovskite, được gọi là "công nghệ tế bào quang điện thế hệ thứ ba", ai có thể tham gia thị trường trong tương lai còn phụ thuộc vào dây chuyền sản xuất nào có thể được đưa vào vận hành trên quy mô lớn.
Tại sao lại là canxi cacbua?
Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp quang điện của Trung Quốc đã trải qua thời kỳ ánh sáng rực rỡ, trong đó bắt mắt nhất là pin silicon tinh thể. Ngày nay, tình trạng pin silicon tinh thể thống trị thế giới dự kiến sẽ bị phá vỡ bởi "công nghệ tế bào quang điện thế hệ thứ ba" perovskite. Tại sao công nghệ pin cacbua canxi lại là công nghệ đột phá đầu tiên? So với pin silicon tinh thể, pin quang điện perovskite đã cho thấy sự tiến bộ đáng kể trong việc giảm chi phí và nâng cao hiệu quả. Nói cách khác, perovskite đáp ứng các yêu cầu phát triển cơ bản là giảm chi phí và tăng hiệu quả trong ngành quang điện.
Về mặt nâng cao hiệu quả, pin quang điện perovskite đã đạt được tiến bộ đáng kể trong vài năm qua. Hiệu suất tối đa của pin mặt trời loại perovskite mối nối đơn hiện là 25,7% và việc xếp chồng với nhiều loại pin khác nhau có thể cải thiện hơn nữa hiệu suất chuyển đổi. Hiệu suất giới hạn về mặt lý thuyết của các tế bào xếp chồng mối nối đôi là 46%, cho thấy vật liệu perovskite có tiềm năng lớn về hiệu suất chuyển đổi năng lượng. Ngược lại, pin mặt trời silicon tinh thể truyền thống đạt được những cải thiện hiệu suất tương tự trong khoảng thời gian dài hơn, khoảng 40 năm.
Hiệu suất lý thuyết của pin perovskite đạt 33% (nguồn: thông báo của công ty, Nghiên cứu Chứng khoán Guotai Junan)
Về mặt giảm chi phí, do chuỗi công nghiệp perovskite và chiều dài quy trình được rút ngắn một nửa so với silicon tinh thể, nên chi phí sản xuất các thành phần perovskite sau khi sản xuất mô đun lớn dự kiến sẽ giảm xuống dưới 50% so với mức cuối cùng. chi phí của các thành phần silicon tinh thể. Hiện nay, việc xếp chồng silicon tinh thể perovskite ở cả hai đầu kết hợp các ưu điểm của perovskite và silicon tinh thể. Trong số đó, pin perovskite HJT được ngành ưa chuộng do khả năng thích ứng quy trình và tiềm năng hiệu quả. Do sự phát triển hoàn thiện hơn của pin silicon tinh thể và quy trình chuẩn bị đơn giản hơn, cùng với sự cải thiện hơn nữa về hiệu quả xếp chồng, chúng hiện là loại pin có hiệu quả kinh tế nhất về mặt thương mại.
Giá thành pin perovskite dự kiến sẽ giảm xuống dưới 0,6 nhân dân tệ/W (nguồn: GCL Optoelectronics, thông báo của công ty, Guotai Junan Securities Research)
Quang điện Perovskite, là một công nghệ quang điện mới nổi, không chỉ có hiệu suất trong phòng thí nghiệm tương đương với quang điện silicon tinh thể vai mà còn có lợi thế đáng kể về chi phí và quy trình. Ngoài ra, quang điện perovskite có hiệu suất ánh sáng yếu tuyệt vời và các đặc tính quang điện có thể điều chỉnh được, đây là những đặc điểm mà quang điện silicon tinh thể không có. Điều này làm cho quang điện perovskite trở nên giàu trí tưởng tượng hơn trong các tình huống ứng dụng.
Ngành công nghiệp pin perovskite đang phát triển nhanh chóng:
Ngày 3/11, Longji Green Energy đã được Phòng thí nghiệm Năng lượng tái tạo quốc gia (NREL) của Hoa Kỳ chứng nhận. Pin xếp chồng perovskite silicon tinh thể được phát triển độc lập của công ty đã đạt hiệu suất 33,9%, hiện là kỷ lục cao nhất về hiệu suất của pin xếp chồng perovskite silicon tinh thể trên toàn thế giới. Trước đó, kỷ lục là 33,7%.
Các nhà lãnh đạo quang điện bố trí các lớp silicon tinh thể và thúc đẩy phát triển công nghiệp thông qua nhiều tuyến đường. Hiện tại, cách bố trí của các công ty niêm yết chủ yếu tập trung vào việc xếp chồng silicon tinh thể perovskite, với việc xếp chồng perovskite Perc/Topcon/HJT cùng tồn tại nhiều tuyến đường. Ví dụ, các công ty dẫn đầu về quang điện như Longji Green Energy và Tongwei Co., Ltd. đã liên tiếp tham gia thị trường, điều này được kỳ vọng sẽ thúc đẩy sự phát triển công nghiệp của pin xếp chồng lên nhau. Pin xếp chồng của công ty khởi nghiệp này bao gồm nhiều lĩnh vực như xếp chồng perovskite đầy đủ, xếp chồng silicon tinh thể perovskite, xếp chồng perovskite đồng indium gallium selen, v.v. Chiến thắng cuối cùng của lộ trình cụ thể cũng phụ thuộc vào hiệu quả cải thiện hiệu quả và giảm chi phí trong tương lai.
Ngày 27/10, sau khi được Trung tâm Đo lường và Thử nghiệm Công nghiệp Quang điện Quốc gia chứng nhận, Công nghệ Quang điện đã đạt hiệu suất 21,63% trên các mô-đun pin perovskite diện tích lớn 30cm * 40cm, tiếp tục dẫn đầu ngành pin perovskite. (Kết quả thử nghiệm được lấy từ Trung tâm Thử nghiệm và Đo lường Công nghiệp Quang điện Quốc gia)
Cần chỉ ra rằng hiệu quả ở cấp độ phòng thí nghiệm vẫn cần được xác nhận trong sản xuất quy mô lớn và những thách thức về tính ổn định vẫn tồn tại. Tuy nhiên, sự phát triển nhanh chóng của tế bào quang điện perovskite cung cấp một giải pháp chính xác và mạnh mẽ để giảm chi phí và tăng hiệu quả trong ngành quang điện, đồng thời triển vọng thị trường rộng lớn của nó là điều không thể nghi ngờ.
Từ góc độ quy mô dây chuyền sản xuất và tiến độ dự án trong ngành perovskite, năm 2022 là năm đầu tiên công nghiệp hóa perovskite. Trong năm nay, ngành công nghiệp perovskite không chỉ có thể sản xuất ổn định các sản phẩm chất lượng, hoàn thành các lô hàng và xây dựng kỹ thuật đúng thời hạn mà còn kết nối trơn tru các thiết bị đầu cuối với lưới điện để phát điện. Với sự tiến bộ của công nghiệp hóa, các sự kiện tài trợ và đầu tư doanh nghiệp liên quan đã trở nên sôi động và hàng chục công ty khởi nghiệp mới đã được thành lập trong lĩnh vực perovskite.
Sơ đồ chuỗi công nghiệp pin perovskite của Trung Quốc Nguồn: Guanzhi Hainei Consulting
Đã có tiến bộ đáng kể trong việc thương mại hóa khoáng chất canxi titan trong ngành. Vào tháng 4 năm nay, dây chuyền sản xuất quang điện perovskite 1GW với tổng vốn đầu tư 3 tỷ nhân dân tệ vào quang điện vùng cực đã bắt đầu được xây dựng và dự kiến sẽ đưa vào hoạt động vào quý 3 năm sau; Dây chuyền sản xuất Renshuo Solar 150MW sẽ được đưa vào hoạt động vào cuối năm nay và diện tích linh kiện sẽ được mở rộng lên 1,2m * 0,6m. Guanyin Technology đã hoàn thành vòng tài trợ thiên thần trị giá 50 triệu vào đầu tháng 4 năm 2023, lập kỷ lục về vòng tài trợ thiên thần đơn lẻ lớn nhất trong ngành. Dây chuyền thử nghiệm nhỏ 10MW của nó bắt đầu được xây dựng vào giữa tháng 4 năm 2023 và hoàn thành vào cuối tháng 6, trở thành dây chuyền được đưa vào vận hành nhanh nhất thế giới. Dự kiến, một dây chuyền thí điểm 100MW sẽ được hoàn thành vào cuối năm 2024 và diện tích thành phần sẽ được mở rộng lên mét vuông.
Có thể thấy trước rằng việc mở rộng sản xuất công nghiệp sẽ tăng tốc vào năm 2024, với nhiều dây chuyền sản xuất cấp 100 MW và một số dây chuyền sản xuất cấp GW bắt đầu hoạt động. Năm 2025 có thể bước vào giai đoạn thương mại hóa trưởng thành trước thời hạn
Hình: Lễ khai trương dây chuyền sản xuất quang điện Perovskite 1GW bằng năng lượng mặt trời cực
Con đường tương lai đã xuất hiện, đâu là điểm đau
Trong lĩnh vực tế bào quang điện perovskite, đang có sự tranh cãi giữa hàng trăm trường phái tư tưởng. Cho dù đó là xếp chồng silicon tinh thể perovskite, công nghệ Perc/Topcon/HJT phân lớp perovskite hay xếp chồng tất cả perovskite, xếp chồng perovskite đồng indium gallium selen và các công nghệ khác, môi trường công nghệ pin perovskite trong tương lai có thể sẽ có hiện tượng nhiều công nghệ cùng tồn tại với pin silicon tinh thể hiện tại, Thị phần cuối cùng và sự tồn tại của loại pin mạnh nhất vẫn phụ thuộc vào nhu cầu cho các kịch bản ứng dụng trong tương lai.
Mặc dù việc giảm chi phí và nâng cao hiệu quả của pin quang điện perovskite từ lâu đã được chứng minh là khả thi ở cấp độ kỹ thuật, nhưng điểm khó khăn cuối cùng không thể tách rời khỏi nhu cầu giảm chi phí và cải thiện hiệu quả trong ngành quang điện. Điều này có nghĩa là pin perovskite không chỉ cần giải quyết vấn đề về độ ổn định của bản thân sản phẩm, tốc độ giảm hiệu suất nhanh và hàm lượng chì độc hại trong giai đoạn sản xuất. Vấn đề cơ bản hơn là nếu muốn thay thế dần tình hình thị trường hiện nay do pin silicon tinh thể thống trị, chúng ta phải nhanh chóng thúc đẩy chuỗi công nghiệp pin quang điện perovskite hiệu quả và chi phí thấp cũng như năng lực sản xuất hàng loạt.
Với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ pin perovskite, sự tăng trưởng của nhu cầu thị trường, đầu tư vốn và hỗ trợ chính sách liên tục, chúng tôi có mọi lý do để tin rằng pin perovskite dự kiến sẽ dần đạt được các ứng dụng thương mại quy mô lớn và trở thành trụ cột quan trọng của quang điện ngành công nghiệp.
Tại RONGSTAR Energy, chúng tôi tự hào đóng góp một phần vào sự phát triển năng lượng mặt trời toàn cầu. Chúng tôi có kinh nghiệm nhiều năm trong việc phân phối và cung cấp bán buôn các tấm pin mặt trời quang điện, bộ biến tần, hệ thống xây dựng, lưu trữ và các thành phần khác cho quang điện. Xem thêm các sản phẩm và giải pháp quang điện- Biến tần Deye,Bảng điều khiển năng lượng mặt trời TW,Nhà phân phối biến tần năng lượng mặt trời APsystems (rongstar.com).
Hỗ trợ mạng IPv6
