เซลล์แสงอาทิตย์เพอรอฟสไกต์คือเซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้สารกึ่งตัวนำชนิดเพอรอฟสไกต์ที่เป็นโลหะฮาไลด์อินทรีย์เป็นวัสดุดูดซับแสง พวกมันอยู่ในรุ่นที่สามของเซลล์แสงอาทิตย์และยังเป็นที่รู้จักกันในชื่อเซลล์แสงอาทิตย์แนวคิดใหม่
การพัฒนาเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ได้ผ่านไปประมาณสามขั้นตอน: เซลล์แสงอาทิตย์รุ่นแรกส่วนใหญ่หมายถึงเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์และโพลีคริสตัลไลน์ ซึ่งประสิทธิภาพการแปลงโฟโตอิเล็กทริกในห้องปฏิบัติการได้ถึง 25% และ 20.4% ตามลำดับ เซลล์แสงอาทิตย์รุ่นที่สองส่วนใหญ่ประกอบด้วยเซลล์ฟิล์มบางซิลิคอนอสัณฐานและเซลล์ฟิล์มบางโพลีคริสตัลไลน์ เซลล์แสงอาทิตย์รุ่นที่สามส่วนใหญ่หมายถึงเซลล์แนวคิดใหม่บางชนิดที่มีประสิทธิภาพการแปลงสูง เช่น เซลล์ที่ไวต่อสีย้อม เซลล์ควอนตัมดอท และเซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์ กระบวนการผลิตแบบดั้งเดิมของพลังงานแสงอาทิตย์ซิลิคอนคริสตัลไลน์นั้นซับซ้อนมาก และบางกระบวนการมีอุณหภูมิการประมวลผลและการใช้พลังงานที่สูงมาก แต่แบตเตอรี่เพอรอฟสไกต์แตกต่างกัน ตราบใดที่มีกระบวนการง่ายๆ ห้าหรือหกกระบวนการและอุณหภูมิการประมวลผลไม่เกิน 150 องศาเซลเซียส เซลล์แสงอาทิตย์เพอรอฟสไกต์ได้รับการคัดเลือกสำเร็จและเป็นที่รู้จักกันในฐานะเทคโนโลยีโฟโตโวลตาอิกแห่งอนาคตที่มีแนวโน้มมากที่สุด
อุปกรณ์หลักของเซลล์เพอรอฟสไกต์ประกอบด้วยอุปกรณ์เคลือบ อุปกรณ์เลเซอร์ อุปกรณ์เคลือบผิว เสริมด้วยการทำความสะอาด การอบแห้ง และอุปกรณ์อัตโนมัติต่างๆ เมื่อเทียบกับโครงสร้างการผลิตแบบผสมผสานหลายโรงงานของวัสดุซิลิคอน แผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน โรงงานแบตเตอรี่ และส่วนประกอบในเซลล์ซิลิคอนคริสตัลไลน์ เซลล์เพอรอฟสไกต์สามารถประกอบเป็นสายการผลิตจากสายการผลิตเดียว ทำให้ลดต้นทุนการผลิตได้
อุปกรณ์เคลือบ (อุปกรณ์ PVD), อุปกรณ์เคลือบอัลตราโซนิก, อุปกรณ์เลเซอร์ และอุปกรณ์บรรจุภัณฑ์เป็นอุปกรณ์หลักสี่อย่างสำหรับการเตรียมเซลล์เพอรอฟสไกต์
ข้อดีของแบตเตอรี่ไทเทเนียม
ตามเส้นทางเทคโนโลยีที่แตกต่างกัน เซลล์แสงอาทิตย์สามารถแบ่งออกเป็นเซลล์ซิลิคอนคริสตัลไลน์ เซลล์ฟิล์มบาง เซลล์เพอรอฟสไกต์ ฯลฯ
สำหรับเส้นทางเทคโนโลยีต่างๆ ของเซลล์โฟโตโวลตาอิก ระดับประสิทธิภาพการแปลงจะกำหนดศักยภาพในการพัฒนาในอนาคต เมื่อเทียบกับซิลิคอนคริสตัลไลน์เพอรอฟสไกต์มีข้อได้เปรียบหลักสามประการ: คุณสมบัติทางแสงและอิเล็กทรอนิกส์ที่ยอดเยี่ยม วัตถุดิบมากมายที่สังเคราะห์ได้ง่าย และกระบวนการผลิตที่สั้น
จากข้อมูล ประสิทธิภาพขีดจำกัดทางทฤษฎีของเซลล์ซิลิคอนคริสตัลเดี่ยวอยู่ที่ประมาณ 29% จากสถานการณ์จริง ประสิทธิภาพการแปลงในปัจจุบันของเซลล์ JinkoSolar 182TOPCon อยู่ที่ประมาณ 26.4%; ประสิทธิภาพการแปลงสูงสุดของแบตเตอรี่ P-type HJT และแบตเตอรี่ HJT ที่ปราศจากอินเดียมของ Longji Green Energy ในปัจจุบันอยู่ที่ 26.56% และ 26.09% ตามลำดับ
ประสิทธิภาพรอยต่อเดี่ยวทางทฤษฎีของเซลล์โฟโตโวลตาอิกแคลเซียมไทเทเนียมสามารถเข้าถึง 31%; เซลล์ซ้อนเพอรอฟสไกต์ รวมถึงซิลิคอน/เพอรอฟสไกต์แบบรอยต่อคู่ มีประสิทธิภาพการแปลงสูงถึง 35% และเซลล์รอยต่อสามเพอรอฟสไกต์มีประสิทธิภาพทางทฤษฎีมากกว่า 45% ดังนั้น อุตสาหกรรมจึงพิจารณาว่ามีศักยภาพที่จะกลายเป็นเทคโนโลยีโฟโตโวลตาอิกกระแสหลักรุ่นต่อไป
ข้อดีของการใช้อุปกรณ์เคลือบอัลตราโซนิก:
การเคลือบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงเป็นเทคนิคการสะสมสารละลายที่ใช้กันทั่วไปในการเตรียมเซลล์เพอรอฟสไกต์เพื่อสร้างชั้นออกไซด์หนาแน่นและชั้นดูดซับเพอรอฟสไกต์ เมื่อเทียบกับเทคนิคการเตรียมอื่นๆ เทคโนโลยีการเคลือบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงมีความเป็นสากลสูง อัตราการสูญเสียวัสดุต่ำ และความเข้ากันได้ดีเยี่ยมกับพื้นผิวต่างๆ แม้แต่พื้นผิวที่ไม่สม่ำเสมอ ดังนั้นจึงมีศักยภาพสูงในการเตรียมอุปกรณ์โฟโตโวลตาอิกเพอรอฟสไกต์ขนาดใหญ่
1. ประสิทธิภาพสูง
อุปกรณ์เคลือบอัลตราโซนิกใช้วิธีการสั่นสะเทือนความถี่สูงเพื่อทำให้อนุภาคสารละลายเพอรอฟสไกต์เป็นละอองเล็กๆ ซึ่งสามารถทำให้เกิดการสะสมอย่างรวดเร็วและสม่ำเสมอในระหว่างกระบวนการพ่น เมื่อเทียบกับวิธีการแบบดั้งเดิม อุปกรณ์เคลือบอัลตราโซนิกช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการเตรียมฟิล์มเพอรอฟสไกต์ได้อย่างมาก
2. คุณภาพสูง
ฟิล์มบางเพอรอฟสไกต์ที่เตรียมโดยการเคลือบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงมีข้อดีคือความสม่ำเสมอที่ดี ความเป็นผลึกสูง และข้อบกพร่องน้อย นอกจากนี้ อุปกรณ์เคลือบอัลตราโซนิกยังสามารถควบคุมพารามิเตอร์การพ่นได้อย่างแม่นยำ เช่น ความเร็วในการพ่น ระยะการพ่น เวลาในการพ่น ฯลฯ ซึ่งช่วยเพิ่มคุณภาพของฟิล์มเพอรอฟสไกต์
3. การเตรียมขนาดใหญ่
อุปกรณ์เคลือบอัลตราโซนิกเหมาะสำหรับการเตรียมฟิล์มบางเพอรอฟสไกต์พื้นที่ขนาดใหญ่ ด้วยการปรับพารามิเตอร์ของอุปกรณ์เคลือบและกลยุทธ์การพ่น สามารถเตรียมฟิล์มบางเพอรอฟสไกต์พื้นที่ขนาดใหญ่และมีประสิทธิภาพสูงได้ ซึ่งให้การสนับสนุนที่แข็งแกร่งสำหรับการประยุกต์ใช้วัสดุเพอรอฟสไกต์ในด้านต่างๆ เช่น เซลล์แสงอาทิตย์และอุปกรณ์อิเล็กโทรออปติก
4. ลดต้นทุน
เมื่อเทียบกับวิธีการอื่นๆ ในการเตรียมฟิล์มบางเพอรอฟสไกต์ อุปกรณ์เคลือบอัลตราโซนิกมีข้อได้เปรียบด้านต้นทุนต่ำ กระบวนการเตรียมการเคลือบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์และวัสดุราคาแพง ลดต้นทุนการประยุกต์ใช้วัสดุเพอรอฟสไกต์และส่งเสริมการประยุกต์ใช้อย่างแพร่หลายในด้านพลังงานใหม่
5. เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
เทคโนโลยีการเคลือบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงมีลักษณะของการปกป้องสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัย เมื่อเทียบกับวิธีการเคลือบแบบดั้งเดิม เทคโนโลยีการเคลือบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงไม่จำเป็นต้องใช้ตัวทำละลายอินทรีย์จำนวนมาก ลดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากวิธีการเคลือบแบบไม่สัมผัส จึงหลีกเลี่ยงปัญหาความเสียหายของพื้นผิวและมลภาวะที่วิธีการเคลือบแบบดั้งเดิมอาจทำให้เกิด และปรับปรุงความปลอดภัยในการผลิต
เซลล์แสงอาทิตย์เพอรอฟสไกต์คือเซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้สารกึ่งตัวนำชนิดเพอรอฟสไกต์ที่เป็นโลหะฮาไลด์อินทรีย์เป็นวัสดุดูดซับแสง พวกมันอยู่ในรุ่นที่สามของเซลล์แสงอาทิตย์และยังเป็นที่รู้จักกันในชื่อเซลล์แสงอาทิตย์แนวคิดใหม่
การพัฒนาเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ได้ผ่านไปประมาณสามขั้นตอน: เซลล์แสงอาทิตย์รุ่นแรกส่วนใหญ่หมายถึงเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์และโพลีคริสตัลไลน์ ซึ่งประสิทธิภาพการแปลงโฟโตอิเล็กทริกในห้องปฏิบัติการได้ถึง 25% และ 20.4% ตามลำดับ เซลล์แสงอาทิตย์รุ่นที่สองส่วนใหญ่ประกอบด้วยเซลล์ฟิล์มบางซิลิคอนอสัณฐานและเซลล์ฟิล์มบางโพลีคริสตัลไลน์ เซลล์แสงอาทิตย์รุ่นที่สามส่วนใหญ่หมายถึงเซลล์แนวคิดใหม่บางชนิดที่มีประสิทธิภาพการแปลงสูง เช่น เซลล์ที่ไวต่อสีย้อม เซลล์ควอนตัมดอท และเซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์ กระบวนการผลิตแบบดั้งเดิมของพลังงานแสงอาทิตย์ซิลิคอนคริสตัลไลน์นั้นซับซ้อนมาก และบางกระบวนการมีอุณหภูมิการประมวลผลและการใช้พลังงานที่สูงมาก แต่แบตเตอรี่เพอรอฟสไกต์แตกต่างกัน ตราบใดที่มีกระบวนการง่ายๆ ห้าหรือหกกระบวนการและอุณหภูมิการประมวลผลไม่เกิน 150 องศาเซลเซียส เซลล์แสงอาทิตย์เพอรอฟสไกต์ได้รับการคัดเลือกสำเร็จและเป็นที่รู้จักกันในฐานะเทคโนโลยีโฟโตโวลตาอิกแห่งอนาคตที่มีแนวโน้มมากที่สุด
อุปกรณ์หลักของเซลล์เพอรอฟสไกต์ประกอบด้วยอุปกรณ์เคลือบ อุปกรณ์เลเซอร์ อุปกรณ์เคลือบผิว เสริมด้วยการทำความสะอาด การอบแห้ง และอุปกรณ์อัตโนมัติต่างๆ เมื่อเทียบกับโครงสร้างการผลิตแบบผสมผสานหลายโรงงานของวัสดุซิลิคอน แผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน โรงงานแบตเตอรี่ และส่วนประกอบในเซลล์ซิลิคอนคริสตัลไลน์ เซลล์เพอรอฟสไกต์สามารถประกอบเป็นสายการผลิตจากสายการผลิตเดียว ทำให้ลดต้นทุนการผลิตได้
อุปกรณ์เคลือบ (อุปกรณ์ PVD), อุปกรณ์เคลือบอัลตราโซนิก, อุปกรณ์เลเซอร์ และอุปกรณ์บรรจุภัณฑ์เป็นอุปกรณ์หลักสี่อย่างสำหรับการเตรียมเซลล์เพอรอฟสไกต์
ข้อดีของแบตเตอรี่ไทเทเนียม
ตามเส้นทางเทคโนโลยีที่แตกต่างกัน เซลล์แสงอาทิตย์สามารถแบ่งออกเป็นเซลล์ซิลิคอนคริสตัลไลน์ เซลล์ฟิล์มบาง เซลล์เพอรอฟสไกต์ ฯลฯ
สำหรับเส้นทางเทคโนโลยีต่างๆ ของเซลล์โฟโตโวลตาอิก ระดับประสิทธิภาพการแปลงจะกำหนดศักยภาพในการพัฒนาในอนาคต เมื่อเทียบกับซิลิคอนคริสตัลไลน์เพอรอฟสไกต์มีข้อได้เปรียบหลักสามประการ: คุณสมบัติทางแสงและอิเล็กทรอนิกส์ที่ยอดเยี่ยม วัตถุดิบมากมายที่สังเคราะห์ได้ง่าย และกระบวนการผลิตที่สั้น
จากข้อมูล ประสิทธิภาพขีดจำกัดทางทฤษฎีของเซลล์ซิลิคอนคริสตัลเดี่ยวอยู่ที่ประมาณ 29% จากสถานการณ์จริง ประสิทธิภาพการแปลงในปัจจุบันของเซลล์ JinkoSolar 182TOPCon อยู่ที่ประมาณ 26.4%; ประสิทธิภาพการแปลงสูงสุดของแบตเตอรี่ P-type HJT และแบตเตอรี่ HJT ที่ปราศจากอินเดียมของ Longji Green Energy ในปัจจุบันอยู่ที่ 26.56% และ 26.09% ตามลำดับ
ประสิทธิภาพรอยต่อเดี่ยวทางทฤษฎีของเซลล์โฟโตโวลตาอิกแคลเซียมไทเทเนียมสามารถเข้าถึง 31%; เซลล์ซ้อนเพอรอฟสไกต์ รวมถึงซิลิคอน/เพอรอฟสไกต์แบบรอยต่อคู่ มีประสิทธิภาพการแปลงสูงถึง 35% และเซลล์รอยต่อสามเพอรอฟสไกต์มีประสิทธิภาพทางทฤษฎีมากกว่า 45% ดังนั้น อุตสาหกรรมจึงพิจารณาว่ามีศักยภาพที่จะกลายเป็นเทคโนโลยีโฟโตโวลตาอิกกระแสหลักรุ่นต่อไป
ข้อดีของการใช้อุปกรณ์เคลือบอัลตราโซนิก:
การเคลือบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงเป็นเทคนิคการสะสมสารละลายที่ใช้กันทั่วไปในการเตรียมเซลล์เพอรอฟสไกต์เพื่อสร้างชั้นออกไซด์หนาแน่นและชั้นดูดซับเพอรอฟสไกต์ เมื่อเทียบกับเทคนิคการเตรียมอื่นๆ เทคโนโลยีการเคลือบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงมีความเป็นสากลสูง อัตราการสูญเสียวัสดุต่ำ และความเข้ากันได้ดีเยี่ยมกับพื้นผิวต่างๆ แม้แต่พื้นผิวที่ไม่สม่ำเสมอ ดังนั้นจึงมีศักยภาพสูงในการเตรียมอุปกรณ์โฟโตโวลตาอิกเพอรอฟสไกต์ขนาดใหญ่
1. ประสิทธิภาพสูง
อุปกรณ์เคลือบอัลตราโซนิกใช้วิธีการสั่นสะเทือนความถี่สูงเพื่อทำให้อนุภาคสารละลายเพอรอฟสไกต์เป็นละอองเล็กๆ ซึ่งสามารถทำให้เกิดการสะสมอย่างรวดเร็วและสม่ำเสมอในระหว่างกระบวนการพ่น เมื่อเทียบกับวิธีการแบบดั้งเดิม อุปกรณ์เคลือบอัลตราโซนิกช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการเตรียมฟิล์มเพอรอฟสไกต์ได้อย่างมาก
2. คุณภาพสูง
ฟิล์มบางเพอรอฟสไกต์ที่เตรียมโดยการเคลือบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงมีข้อดีคือความสม่ำเสมอที่ดี ความเป็นผลึกสูง และข้อบกพร่องน้อย นอกจากนี้ อุปกรณ์เคลือบอัลตราโซนิกยังสามารถควบคุมพารามิเตอร์การพ่นได้อย่างแม่นยำ เช่น ความเร็วในการพ่น ระยะการพ่น เวลาในการพ่น ฯลฯ ซึ่งช่วยเพิ่มคุณภาพของฟิล์มเพอรอฟสไกต์
3. การเตรียมขนาดใหญ่
อุปกรณ์เคลือบอัลตราโซนิกเหมาะสำหรับการเตรียมฟิล์มบางเพอรอฟสไกต์พื้นที่ขนาดใหญ่ ด้วยการปรับพารามิเตอร์ของอุปกรณ์เคลือบและกลยุทธ์การพ่น สามารถเตรียมฟิล์มบางเพอรอฟสไกต์พื้นที่ขนาดใหญ่และมีประสิทธิภาพสูงได้ ซึ่งให้การสนับสนุนที่แข็งแกร่งสำหรับการประยุกต์ใช้วัสดุเพอรอฟสไกต์ในด้านต่างๆ เช่น เซลล์แสงอาทิตย์และอุปกรณ์อิเล็กโทรออปติก
4. ลดต้นทุน
เมื่อเทียบกับวิธีการอื่นๆ ในการเตรียมฟิล์มบางเพอรอฟสไกต์ อุปกรณ์เคลือบอัลตราโซนิกมีข้อได้เปรียบด้านต้นทุนต่ำ กระบวนการเตรียมการเคลือบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์และวัสดุราคาแพง ลดต้นทุนการประยุกต์ใช้วัสดุเพอรอฟสไกต์และส่งเสริมการประยุกต์ใช้อย่างแพร่หลายในด้านพลังงานใหม่
5. เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
เทคโนโลยีการเคลือบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงมีลักษณะของการปกป้องสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัย เมื่อเทียบกับวิธีการเคลือบแบบดั้งเดิม เทคโนโลยีการเคลือบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงไม่จำเป็นต้องใช้ตัวทำละลายอินทรีย์จำนวนมาก ลดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากวิธีการเคลือบแบบไม่สัมผัส จึงหลีกเลี่ยงปัญหาความเสียหายของพื้นผิวและมลภาวะที่วิธีการเคลือบแบบดั้งเดิมอาจทำให้เกิด และปรับปรุงความปลอดภัยในการผลิต
