に切り替える 再生可能エネルギー 太陽光発電と同様に、気候変動との戦いにおいては不可欠です。 しかし、太陽光発電技術はその誕生以来目覚ましい進歩を遂げてきましたが、化石燃料の有力な代替品となるためには依然として新しい技術が必要です。 このシナリオでは、再生可能エネルギー分野における最新の発明であるペロブスカイトが、効率的な太陽光発電の開発において大きな変革をもたらす可能性があります。
従来のソーラーパネルは結晶シリコン（c-Si）または薄膜ソーラー技術を使用して作られており、効率が限られています。 ただし、ペロブスカイトは軽量で柔軟な結晶構造であり、柔軟な表面やテクスチャーのある表面に簡単に堆積できます。 このおかげで、より薄く、より軽いものを生み出すことができます。 太陽電池パネル、室温で動作し、シリコン太陽電池よりも低コストで太陽からより多くの電力を生成できます。
ペロブスカイトの応用はまだ商業化されていませんが、進行中の研究と投資の対象となっています。 多くの企業がその可能性を活用しようとしている今、ペロブスカイト太陽電池とその技術、そして従来の太陽電池との違いについて学ぶ絶好の機会です。
目次
ペロブスカイトとは何ですか?
ペロブスカイト太陽電池はどのように作られるのでしょうか?
さまざまな種類のペロブスカイト太陽電池
ペロブスカイト太陽電池と結晶シリコン太陽電池の比較
まとめ
ペロブスカイトとは何ですか?
結晶とは異なります シリコン、ペロブスカイトは、1839 年にロシアで最初に発見された同名の鉱物に似た独特の結晶構造を持つ物質のファミリーです。しかし、ペロブスカイトが最初に吸収物質として研究されたのは 2006 年になってからであり、次のような結果が得られました。この研究は2009年後のXNUMX年に発表されました。
ペロブスカイトにはいくつかの種類が存在します。 最初に発見されたペロブスカイトは、酸化カルシウムチタンで構成されていました。 その後、メチルアンモニウム三ヨウ化鉛を含むペロブスカイト型を含む多くのタイプのペロブスカイトが発見されました。 それにもかかわらず、太陽電池産業にとって最も有利なペロブスカイトは、 結晶 錫または鉛の原子に結合した有機および無機の分子でできています。
ペロブスカイトは3つの中で最も有望ですrd 世代 光起電性 (PV) システムは、太陽光発電業界の変革をもたらします。 過去 4 年間で、ペロブスカイト太陽電池の効率は XNUMX% 未満から XNUMX% 以上に増加したことが判明しました。 視聴者の３８%が。 今後 15 年間で、その効率はさらに向上し、 視聴者の３８%が。 このため、ペロブスカイト太陽電池は、従来の c-Si 太陽電池パネルやほとんどの薄膜太陽電池に取って代わる可能性があると考えられています。
ペロブスカイト太陽電池はどのように作られるのでしょうか?
簡単に言えば、ペロブスカイト太陽電池は、ハロゲン化メチルアンモニウム、ヨウ化メチルアンモニウム鉛、その他の添加剤などの材料を溶液中で混合する「湿式化学」と呼ばれるプロセスを通じて作成されます。 この混合物は、ガラス、金属酸化物、シリコン太陽電池、柔軟なポリマー、さらには透明な木材にも塗布できます。
ペロブスカイト溶液の基材への成膜は、子供たちが使用するスピンアートマシンと同じ概念に基づいたスピンコーティングによって実行されます。 基板を高速で回転させながら、溶液を基板上にスプレーまたは滴下し、溶液の薄層をその表面全体に均一に広げます。 混合物中の溶媒が蒸発すると、太陽電池に簡単に配線できるペロブスカイト結晶の薄層としてペロブスカイト膜が残ります。
ただし、ペロブスカイトの製造方法は XNUMX つだけではありません。 太陽電池蒸着、二段階蒸着、熱蒸着など。
さまざまな種類のペロブスカイト太陽電池
全体として、すべての太陽電池には共通点があります。 これらには、少なくとも XNUMX つのネガ層、光起電力材料のポジ層、および導電性の前面電極と背面電極が含まれます。 電極は、太陽によって帯電した電子をワイヤに沿ってマイナス層から運び、電気を生成してからプラス層に戻します。 さらに、太陽電池モジュールに取り付けられた後、すべての太陽電池セルは封止層で封止され、天候による損傷から保護されます。
さて、さまざまな種類について言えば、 ペロブスカイト太陽電池、薄膜セルとタンデム セルという XNUMX つのタイプが非常に重要です。 薄膜セルには光起電力材料としてペロブスカイトのみが含まれていますが、タンデムセルには複数のペロブスカイト層、または結晶シリコン層の上にペロブスカイトの薄層がある場合があります。
薄膜タンデムセルもあります。 ここで、セルには以下が含まれます 銅 ペロブスカイト層でコーティングされたセレン化インジウム ガリウム (CIGS) 層。 薄膜タンデム電池はすでに完璧な太陽光発電技術です。
ペロブスカイト太陽電池と結晶シリコン太陽電池の比較
結晶シリコン太陽電池は、十分に確立された量産プロセスを備えた成熟した技術と考えられており、太陽電池業界では数十年にわたり標準となってきました。 これらは、吸収層に単結晶または多結晶 c-Si が使用されている AI-BSF 構造を持っています。
ペロブスカイトと c-Si の興味深い違いは、光吸収の可能性です。 ペロブスカイト 細胞 c-Si は太陽スペクトルの幅広い色に反応できますが、c-Si は 1,100 nm 以上の波長の光しか吸収できません。 これはペロブスカイトセルの構造によるもので、電子が厚い層を効率的に通過できるようになっています。 その結果、より多くの太陽光を電気に変換することができ、ペロブスカイトの効率向上に貢献します。
ペロブスカイト太陽電池の記録された最高効率は、 29.15％、 c-Si 太陽電池が示す低い 25.4% と比較して。 結晶シリコン Al-BSF が高度に成熟した技術であることを考慮すると、これはペロブスカイト太陽電池パネルの有望な可能性を証明しています。
最後にペロブスカイト 太陽電池 可能性の低い材料を提供し、処理コストを削減します。 さまざまな色で製造することもできるため、消費者は自分のニーズに合わせて製品をカスタマイズできます。 柔軟性、軽量、半透明などのペロブスカイト太陽電池の追加特性により、ペロブスカイト太陽電池のさまざまな用途が c-Si に置き換わる可能性があると研究者や電子設計者が確信しています。 テクノロジー 長い目で見れば。
ペロブスカイト太陽電池はいつから買えるようになるのでしょうか? 結論
研究者や専門家は、 再生可能エネルギー 業界は、ペロブスカイトが、安価で効率的で環境に優しい太陽電池を開発するための有望な材料であると考えています。 その結果、現在、国立再生可能エネルギー研究所 (NREL)、オックスフォード PV、Qcells などを含む多くの企業や組織がペロブスカイト太陽電池の可能性を研究しています。 彼らが製造する電池は切手サイズのテスト電池であり、まだ一般販売の準備は整っていないが、大規模な商品化はそう遠くないかもしれない。
