2024 sind Perovskit -Solarzellen im Handel erhältlich?
Inhaltsverzeichnis
- 2024 sind Perovskit -Solarzellen im Handel erhältlich?
- Perovskit -Solarzellen: Definition und Klassifizierung
- Branchenrichtlinien
- Vorgeschichte von Perovskit -Solarzellen
- Branchenbarrieren
- Industriekette
- Aktueller Branchenstatus
- Zukünftige Chancen und Herausforderungen
- Vorteile von Perovskit -Solarzellen
- Anwendungen von Perovskit -Solarzellen
- Herausforderungen für die Kommerzialisierung von Perovskit -Solarzellen
- Struktur von Perowskit -Solarzellen
- Sind Perovskit -Solarzellen im Handel erhältlich?
- Zukunftsausblick
- Wie funktionieren Perovskit -Solarzellen?
- Umgekehrte Perowskit-Solarzellen unter Verwendung von Dotierstoffen auf Dimethylacridin-basierter
- Flexible Perovskit -Solarzellen
- Perovskit -Solarzellenhersteller
- Schlussfolgerung: Zukünftiges Potenzial für Perovskit -Solarzellen
- Erfahren Sie mehr über Batterie

Perovskit -Solarzellen: Definition und Klassifizierung
Perovskit-Solarzellen sind eine Art Solarzellen der dritten Generation, die perovskitstrukturierte organische Halozid-Halbleiter als lichtabsorbierende Materialien verwendet. Diese Zellen werden aufgrund ihrer einzigartigen Struktur und hohen Effizienz oft als Solarzellen der neuen Generation bezeichnet. Derzeit haben Perovskit -Solarzellen eine entscheidende Stufe für die Kommerzialisierung erreicht. Nach 2023 Daten betrug die Marktdurchdringung von Perovskit -Solarzellen in China etwa 0,2%. Während sich die Technologie weiterentwickelt, wird erwartet, dass die Adoptionsrate von Perovskit-Solarzellen in China in Zukunft wächst. Es gibt zwei Haupttypen von Perovskit-Solarzellen: Einzel- und Tandem-Perowskit-Solarzellen. Eine Ein-Junction-Zelle enthält eine einfache „Sandwich“ -Struktur von Perovskitschichten. Im Gegensatz dazu können Perovskit-Solarzellen mit mehreren Perovskitschichten stapeln oder sie mit traditionellen Zellen auf Siliziumbasis kombinieren, um eine Struktur zu erzeugen, die einen breiteren Bereich des Solarzspektrums erfasst. Abhängig von den verwendeten Materialien können Tandemzellen unterschiedliche Konfigurationen folgen, einschließlich Silizium/Perovskit-Tandemzellen, alle Perovskit-Tandem-Solarzellen und Tandemzellen mit Dünnfilm/Perovskit wie CIGS/Perovskit-Tandemzellen.Branchenrichtlinien
In den letzten Jahren hat China mehrere Richtlinien umgesetzt, um die Entwicklung und Innovation der Perovskit -Solarzellenindustrie zu fördern. Im Januar 2023 veröffentlichte das Ministerium für Industrie und Informationstechnologie zusammen mit fünf anderen Abteilungen die "leitende Meinungen zur Förderung der Entwicklung der Energieelektronikindustrie", die eine koordinierte Entwicklung von Perovskit-Solarzellen (einschließlich Perovskit/Silicium-Tandemzellen), amorphous/mikrocrystallin-Silicon-Thin-Filmon-Dünnzellen mit hoher Effizienzdünnzellen und anderen dünnen Zellen mit hoher Effilm-Dünnzellen vorschlug. Ziel ist es, die Anwendungsfelder auf BIPV-Komponenten, Automobilkomponenten und Anträge im Freien zu erweitern. Im März 2024 veröffentlichte das staatliche Büro des Henan Provincial den "Hinweis über die Beschleunigung des Durchbruchs der sechs neuen" Branchen "Industries in Fertigung", die sich auf die Entwicklung der Entwicklung kristalliner Silicolicon-Photovolta-Materialien konzentrieren und die Materialien für die Entwicklung kristalliner Silicon-Photovoltaikmaterialien erhöhen. Dies umfasst großgrößen Einzelkristall-Silizium-, Polykristallin-Silizium- und Dünnschichttechnologien sowie neue hocheffiziente Perovskit-Solarzellenmaterialien und CIGS-Dünnfilmzellen. Ziel ist es, eine umfassende Branchenkette zu bauen, die Silan, körniges Silizium, Einzelkristall-Silizium-Wafer, Batterietellen und Kraftstationen abdeckt.
Vorgeschichte von Perovskit -Solarzellen
Die Geschichte von Perowskit -Solarzellen begann 1839, als der deutsche Wissenschaftler Gustav aufstieg, das Perovskit -Mineral. Im Jahr 2006 wurden Perovskit -Solarzellen erstmals in Photovoltaikanwendungen verwendet. Im Jahr 2009 verwendete der japanische Wissenschaftler Miyasaka Perovskitmaterialien als Lichtabsorber in farbstoffsensibilisierten Solarzellen, wodurch eine Leistungsumwandlungseffizienz von 3,8%erreicht wurde. Bis Oktober 2021 erzielten Forscher des Korea Institute of Science and Technology eine Effizienz von 25,8% für ein Kreuzungs-Perovskit-Solarzellen. Im August 2022 meldete die chinesische Akademie der Wissenschaften eine Effizienz von 25,6%. Im Oktober 2020 erreichte das National National Neenable Energy Laboratory des US -Energieministeriums für alle Perovskit -Tandem -Solarzellen eine Effizienz von 23,1%. Im Dezember 2020 stellte der britische Oxford PV einen Rekord mit 29,5% Effizienz für Perovskit/Silizium -Tandemzellen auf. Das deutsche Helmholtz-Zentrum erhöhte dies im November 2021 auf 29,8%, und im Juli 2022 erreichte die EPFL der Schweiz 31,3%. Am 3. November 2023 zertifizierte das US-China National Renewable Energy Laboratory (NREL), dass eine Perovskit-Silicon-Tandem-Zelle, die von der chinesischen Photovoltaic-Photovoltaic-Kompanie für Longi-Green-Energy-Effizienz mit einer Effizienzzelle entwickelt wurde, eine Effizienzzelle entwickelt wurde. Perovskit-Silicon-Tandemzellen weltweit.
Branchenbarrieren
1. Technische BarrierenDie Entwicklung von Perovskit-Solarzellen erfordert ein erhebliches technisches Fachwissen und langfristige Forschung. Neue Teilnehmer in die Perovskit -Solarzellindustrie stehen vor der Herausforderung, kritische Technologien zu durchbrechen und reife Anwendungen zu erreichen, was erhebliche Zeit und Mühe in Anspruch nehmen kann. Die Forschung und Produktion von Materialien, Zellen, Modulen, Batteriepackungen und Batteriemanagementsystemen fordern hohe technische Funktionen. Ohne diese Kerntechnologien zu beherrschen, werden Unternehmen Schwierigkeiten haben, Wettbewerbsprodukte zu produzieren.2. MarkenbarrierenDie Perovskite Solar Cell Industry hat hohe Markeneintrittsbarrieren. Zu den wichtigsten Faktoren, die die Auswahl der Kunden beeinflussen, gehören Produktsicherheit, Stabilität, Konsistenz und schnelle Reaktionsfunktionen. In der Regel dauert es lange, bis Produkte vom Markt validiert werden und das Kundenvertrauen gewinnen. Unternehmen mit starken Gesamtkapazitäten und etablierten Marken gewinnen eher das Vertrauen der Kunden und sind in der Branche hervorgegangen.3. Barrieren erklimmenDie Perovskit -Solarzellindustrie weist ebenfalls erhebliche Maßstäbe auf. Die groß angelegte Produktion profitiert von Skaleneffekten und bietet finanziell starke Unternehmen einen erheblichen Vorteil bei der Beschaffung von Rohmaterialien und im Produktion. Darüber hinaus ist kontinuierliche Investitionen erforderlich, um in der Technologieentwicklung weiter zu bleiben. Nur groß angelegte Unternehmen können ihren Wettbewerbsvorteil durch kontinuierliche Innovation und Forschung aufrechterhalten.Industriekette
1. Kettenanalyse von Perovskite Solar Cell Industry Industry
Die Perovskit -Solarzellenindustriekette besteht aus stromaufwärts gelegenen, mittleren und stromabwärts gelegenen Segmenten. Das vorgelagerte Segment umfasst Rohstoffe und Geräte wie Perovskitverbindungen, Zielmaterialien, TCO-Glas und lichtabsorbierende Materialien. Die wichtigsten Geräte umfassen Beschichtungsmaschinen, Lasermaschinen, Ablagerungsausrüstung und Einkapselungsmaschinen. Der Midstream konzentriert sich auf die Herstellung von Perovskit-Solarzellen, während das nachgeschaltete Segment Anwendungen in Photovoltaikindustrien, LED-Produktion, Katalysatoren, Metall-Luft-Batterien, Gassengmaterial und magnetischen Kühlmaterialien umfasst.2. Analyse führender Unternehmen
2.1 Catl (Contemporary Amperex Technology Co., Ltd.)CATL wurde 2011 gegründet und ist einer der führenden Hersteller von Strombatterien in China und konzentriert sich auf neue Energiefahrzeuge, Energiespeichersysteme und andere Anwendungen. Ihre Kerntechnologien decken die gesamte Wertschöpfungskette von Materialien und Batteriezellen bis hin zu Systemintegration und Batterierecycling ab. Catl hat sich mit mehreren führenden inländischen Autoherstellern zusammengetan und in den globalen Märkten eine starke Präsenz festgelegt. In dem Perovskit -Solarzellfeld sieht Catl Perovskit -Tandem -Solarzellen als wichtige zukünftige Technologie an und beschleunigt aktiv die Forschungs- und Industrialisierungsbemühungen. Sie fördern auch die Produktion im Pilot-Maßstab, um ihre Ambitionen im Photovoltaiksektor zu fördern.2.2 Longi Green Energy Technology Co., Ltd.Longi Green Energy wurde im Jahr 2000 gegründet und engagiert sich für das wertvollste Solartechnologieunternehmen der Welt. Das Unternehmen konzentriert sich auf technologische Innovationen und bietet Lösungen in monokristallinen Siliziumwafern, Zellen, Modulen, verteilten Photovoltaiksystemen und Wasserstoffenergie an. Longi hat sich im November 2022 zu einem Weltrekord für die Solarzellen-Effizienz von 26,81%stellte Longi zu einem Weltrekord für die in Silizium basierende Solarzell-Effizienz auf die Sun-Strahlen, um eine brandnotische Mission zu erstellen, um die Sonnenstrahlen zu erstellen. Im November 2022. Bis November 2023 war Longis selbst entwickeltePerowskit-Tandemsolarzelleerreichte eine Effizienz von 33,9%und stellte einen neuen globalen Rekord auf. Im Jahr 2023 stiegen die Umsatz von Longi aus Modulen und Zellen gegenüber dem Vorjahr um 16,91% und erreichten 99,199 Milliarden RMB, hauptsächlich aufgrund höherer Umsatz mit Solarmodulen.Aktueller Branchenstatus
Derzeit treten aufstrebende Perovskit -Solarzellenhersteller in China schnell in den Markt ein und treiben die Industrialisierung von Perovskit -Solarzellen voran. Die Technologie befindet sich noch in den frühen Stadien der Kommerzialisierung, wobei die Iterationen in Zellstruktur, Materialsystemen, Herstellungsprozessen und Produktionsanlagen fortlaufend sind. Perovskit -Solarzellenhersteller validieren aktiv verschiedene technische Wege und beschleunigen den Prozess der Massenproduktion. Ab 2023 lag die Penetrationsrate von Perovskit -Solarzellen in China bei 0,2%. Wenn die Technologie weiter reifen lässt, wird erwartet, dass die Adoptionsrate von Perovskit -Solarzellen in Zukunft zunimmt.Zukünftige Chancen und Herausforderungen
Trotz der vielversprechenden Zukunft für Perovskit -Solarzellen sind einige Herausforderungen für ihre weit verbreitete Einführung bestehen. Eines der Haupthindernisse ist die Schwierigkeit, langfristige Stabilität und Zuverlässigkeit zu erreichen, da die Perovskit-Solarzellen schneller als herkömmliche Zellen auf Siliziumbasis abbauen. Darüber hinaus müssen die Kosten für Perovskit -Solarzellen reduziert werden, um mit anderen Technologien konkurrenzfähig zu werden. Unternehmen müssen sich auch mit den Herausforderungen der Skalierung der Produktion und der Überwindung regulatorischer Hürden bewältigen, um sicherzustellen, dass Perovskit -Solarzellen sowohl effizient als auch erschwinglich sind.Vorteile von Perovskit -Solarzellen
Perovskit-Solarzellen bieten im Vergleich zu herkömmlichen Solarzellen auf Siliziumbasis mehrere signifikante Vorteile, was sie zu einer vielversprechenden Technologie für zukünftige Energielösungen macht. Im Folgenden finden Sie einige wichtige Vorteile von Perovskit -Solarzellen:- Hohe Effizienz: Die Effizienz von Perowskit-Solarzellen hat in den letzten Jahren rasch zugenommen und erreichte bei Ein-Juni-Zellen über 25% und für Perovskit-Tandem-Solarzellen sogar noch höher. Diese schnelle Verbesserung ist einer der Hauptgründe, warum die Technologie als sehr attraktiv angesehen wird.
- Kostengünstig: Einer der Hauptvorteile von Perovskit -Solarzellen sind ihre niedrigeren Produktionskosten. Der Herstellungsprozess für Perovskit-Solarzellen ist weniger komplex und energieintensiv als der von herkömmlichen Siliziumzellen, was zu potenziell niedrigeren Preisen führt.
- Leicht und flexibel: Flexible Perovskit -Solarzellen können an verschiedenen Substraten hergestellt werden, einschließlich Kunststofffilmen, wodurch sie ideal für Anwendungen sind, bei denen leicht und Flexibilität von entscheidender Bedeutung sind. Diese Funktion eröffnet neue Möglichkeiten für tragbare und tragbare Energielösungen.
- Anpassbare Bandlücke: Die Bandlücke von Perovskit -Solarzellen kann durch Anpassen der chemischen Zusammensetzung eingestellt werden, sodass sie ein breiteres Sonnenlichtspektrum erfassen können. Diese Eigenschaft ist besonders vorteilhaft, um einen hohen Effizienz aller Perovskit-Tandem-Solarzellen zu schaffen.
Anwendungen von Perovskit -Solarzellen
Die Anwendungen von Perovskit -Solarzellenerstrecken sich über herkömmliche Solarinstallationen auf dem Dach. Ihre Vielseitigkeit ermöglicht die Integration in eine Vielzahl von Einstellungen:- Bauintegrierte Photovoltaik (BIPV): Perovskit -Solarzellenanwendungen umfassen die Einbeziehung in Baumaterialien wie Fenster und Fassaden. Die Transparenz und die ästhetische Anziehungskraft der Zellen machen sie für BIPV -Projekte geeignet.
- Tragbare und tragbare Geräte: Die leichte Natur flexibler Perovskit-Solarzellen macht sie ideal für kleine Elektronik wie tragbare Ladegeräte, Wearables und Sensoren.
- Automobilindustrie: Perovskit -Solarzellen können in Fahrzeuge integriert werden, um zusätzliche Leistung für Bordelektronik zu liefern oder sogar teilweise Elektrofahrzeuge zu laden.
- Weltraumanwendungen: Aufgrund ihrer leichten und hohen Effizienzeigenschaften werden Perovskit-Solarzellen für die Verwendung in raumbasierten Sonnenkollektoren untersucht.
Herausforderungen für die Kommerzialisierung von Perovskit -Solarzellen
Trotz ihres Potenzials müssen mehrere Herausforderungen für die Kommerzialisierung von Perovskit -Solarzellen angegangen werden, bevor sie weit verbreitet werden können:- Stabilitätsprobleme: Eine bedeutende Herausforderung für Perovskit-Solarzellenhersteller besteht darin, die langfristige Stabilität unter realen Bedingungen zu gewährleisten. Die Exposition gegenüber Feuchtigkeit, Sauerstoff und UV -Licht kann die Zellmaterialien beeinträchtigen und ihre Lebensdauer beeinträchtigen.
- Skalierbarkeit: Der Übergang von der Produktion von Labormaßnahmen zur groß angelegten Herstellung ist eine komplexe Aufgabe. Die Aufrechterhaltung einer hohen Effizienz von Perovskit -Solarzellen bei gleichzeitiger Skalierung der Produktion ist eine wichtige Hürde.
- Bedenken hinsichtlich der Toxizität: Die Verwendung von Blei in Perovskit -Solarzellen wirft Umwelt- und Gesundheitsbedenken auf. Die Forscher arbeiten daran, leitfreie Alternativen zu entwickeln, diese müssen jedoch noch nicht mit der Leistung traditioneller Perovskitzellen übereinstimmen.
- Kosten für Perowskit-Solarzellen: Obwohl Perovskit -Solarzellen billiger zu produzieren als Siliziumzellen, muss der Gesamtpreis von Perovskit -Solarzellen für die weit verbreitete Markteinführung weiter sinken.
Struktur von Perowskit -Solarzellen
Die Struktur von Perowskit -Solarzellenist im Vergleich zu herkömmlichen Siliziumzellen relativ einfach. Es enthält typischerweise eine Perovskit -Absorberschicht, die zwischen zwei Transportschichten eingeklemmt ist:- Elektronentransportschicht (ETL): Diese Schicht hilft, Elektronen zu übertragen, die in der Perovskitschicht auf den externen Stromkreis erzeugt werden.
- Perowskit-Schicht: Die Perovskitschicht ist das Herz der Zelle, wo Lichtabsorption und Elektronenlochpaarerzeugung auftreten. Diese Schicht kann angepasst werden, um die Leistung der Zelle zu optimieren.
- Lochtransportschicht (HTL): Diese Schicht sammelt Löcher (positive Ladungsträger) und überträgt sie in die Schaltung.
- Substrat: Die gesamte Zelle basiert normalerweise auf einem Substrat, das je nach Anwendung entweder starr (Glas) oder flexibel (Kunststoff) sein kann.
Sind Perovskit -Solarzellen im Handel erhältlich?
Eine häufige Frage ist: Sind Perovskit -Solarzellen im Handel erhältlich? Derzeit hat nur eine begrenzte Anzahl von Perovskit-Solarzellenherstellern eine kleine Vermarktung begonnen. Einige Unternehmen bieten Perovskit -Solarzellen für Nischenanwendungen wie tragbare Elektronik- und Forschungszwecke an. Die weit verbreitete Akzeptanz für die groß angelegte Stromerzeugung liegt jedoch aufgrund der zuvor genannten Herausforderungen noch in den frühen Stadien. Wenn der technologische Fortschritt und der Perovskit -Solarzellenpreis sinken, wird erwartet, dass die kommerzielle Verfügbarkeit erweitert wird.Zukunftsausblick
Die Zukunft von Perovskit -Solarzellen ist vielversprechend, wobei die fortlaufenden Forschungen darauf abzielen, bestehende Hindernisse zu überwinden und die Leistung zu verbessern. Kontinuierliche Anstrengungen zur Bekämpfung von Stabilität, Skalierbarkeit und Umweltproblemen werden für die erfolgreiche Kommerzialisierung von Perovskit -Solarzellen von entscheidender Bedeutung sein. Infolgedessen investieren Perovskit -Solarzellenhersteller stark in Forschung und Entwicklung, sodass diese Technologie auf dem Markt für erneuerbare Energien beobachtet wird.Wie funktionieren Perovskit -Solarzellen?
Zu verstehen, wie Perovskit -Solarzellen funktionieren, erfordert einen Blick in ihre einzigartige Struktur und die Art und Weise, wie sie Sonnenlicht in Elektrizität umwandeln. Der Prozess kann in wenigen wichtigen Schritten zusammengefasst werden:- Lichtabsorption: Wenn Sonnenlicht die Perovskit-Solarzelle trifft, absorbiert die Perovskitschicht Photonen, die dann die Elektronen im Material anregen und Elektronenlochpaare (auch als Exzitonen bezeichnet) erzeugen.
- Ladungstrennung: Die Exzitonen werden in freie Elektronen und Löcher unterteilt, die durch die Elektronen- und Lochtransportschichten gesammelt werden. Die Elektronentransportschicht (ETL) überträgt die Elektronen an die Elektrode, während die Lochtransportschicht (HTL) die Löcher auf die gegenüberliegende Elektrode leitet.
- Gebührenerhebung: Die getrennten Elektronen und Löcher bewegen sich zu ihren jeweiligen Elektroden und erzeugen einen elektrischen Strom. Dieser Strom kann dann verwendet werden, um externe Geräte mit Strom zu versorgen.
- Energieumwandlung: Der erzeugte Strom ist Gleichstrom (DC), der in die meisten Wohn- und Gewerbeanwendungen in den Wechselstrom (AC) umgewandelt werden kann.
Umgekehrte Perowskit-Solarzellen unter Verwendung von Dotierstoffen auf Dimethylacridin-basierter
Jüngste Fortschritte haben zur Entwicklung von invertierten Perovskit-Solarzellen unter Verwendung von Dotierstoffen auf Dimethylacridin-Basis geführt. In herkömmlichen Perovskitzellen reisen die Elektronen und Löcher in eine bestimmte Richtung, aber umgekehrte Strukturen umgeben diese Konfiguration. Umgekehrte Perovskit-Solarzellen sind vorteilhaft, um eine bessere Stabilität zu erzielen und leichter in Tandemkonfigurationen zu integrieren. Die Zugabe von Dimethylacridin-Basis-Dotierstoffen verbessert die Leistung der Lochtransportschicht und erhöht die Gesamteffizienz der Zelle. Diese Innovation ist ein Schritt zur Lösung einiger der langfristigen Stabilitätsprobleme von Perovskit-Solarzellen.Flexible Perovskit -Solarzellen
Flexible Perovskit -Solarzellen sind eine Durchbruchstechnologie, die in Anwendungen verwendet werden kann, in denen herkömmliche starre Solarmodule nicht geeignet sind. Durch die Verwendung flexibler Substrate wie plastische oder dünne Metallfolien können diese Zellen gebogen, gerollt oder sogar gefaltet werden, ohne die Effizienz zu verlieren. Dies macht sie ideal für tragbare Leistungslösungen, tragbare Technologie und gekrümmte Oberflächen wie Autodächer. Die Hauptherausforderung für flexible Perovskit -Solarzellen besteht darin, die Stabilität und Leistung unter mechanischer Belastung aufrechtzuerhalten. Die fortlaufende Forschung konzentriert sich jedoch auf die Verbesserung der Haltbarkeit und der Lebensdauer dieser flexiblen Zellen, was sie zu einer vielversprechenden Option für zukünftige Energielösungen macht.Perovskit -Solarzellenhersteller
Derzeit gibt es einige wichtige Hersteller von Perovskit -Solarzellen -Herstellern, die für die Kommerzialisierung dieser Technologie die Gebühr führen. Zu den Top -Herstellern von Perovskit -Solarzellen gehören:- Oxford PV: Ein in Großbritannien ansässiges Unternehmen, das sich auf Perovskit-Tandem-Solarzellen spezialisiert hat. Oxford PV hat mehrere Effizienzaufzeichnungen festgelegt und konzentriert sich nun auf die Skalierung der Produktion für den kommerziellen Gebrauch.
- Saule Technologies: Eine polnische Firma Pioniere flexible Perovskit -Solarzellen. Saule Technologies zielt darauf ab, Perovskit-Solarzellen in eine Vielzahl von Anwendungen zu bringen, von bauintegrierten Photovoltaiken (BIPV) bis hin zu tragbaren Elektronik.
- GCL-Poly Energy Holdings: Ein chinesisches Unternehmen beteiligt sich aktiv an der Forschung und Entwicklung von Perovskit -Solarzellen. GCL investiert in groß angelegte Produktionsanlagen und plant, in den kommenden Jahren in den kommerziellen Markt einzutreten.
- Hunt Perovskite Technologies: Hunt Perovskite Technologies in den USA arbeitet an der Überwindung der Stabilitätsprobleme von Perovskit -Solarzellen und zielt darauf ab, diese Technologie auf den nordamerikanischen Markt zu bringen.