Manba: nsenergybusiness.com
Oksford PV keyingi yil perovskit-kremniy asosidagi quyosh batareyalarini turar-joy bozoriga sotadigan birinchi kompaniya bo'ladi.
Oksford PV "tandem" konsepsiyasini qo'llaydi, unda an'anaviy silikon birlamchi hujayraga perovskitning ingichka plyonkasi qo'llaniladi (Kredit: Oksford PV)
O'zini "perovskit kompaniyasi" deb ta'riflaydigan Oksford PV quyosh energiyasida ishlaydigan elektr energiyasining kelajagi sifatida muhim rol o'ynaydigan bo'lishni rejalashtirmoqda. kompaniya ushbu maqsadga erishishni maqsad qilgan.
Kelgusi yilda, agar hamma narsa rejalashtirilgan bo'lsa, Oksford PV perovskit-kremniy asosidagi quyosh batareyalarini turar-joy bozoriga sotadigan birinchi kompaniya bo'ladi. Ular potentsial o'yinni o'zgartiradigan samaradorlikka ega bo'lib, amaldagi texnologiyadan taxminan 20% yuqori, faqat silikon hujayralari mavjud.
Oksford PV an'anaviy silikon birlamchi (yoki pastki) hujayraga perovskitning ingichka plyonkasi qo'llaniladigan "tandem" tushunchasini qo'llaydi (perovskit qalinligi kremniyning 1/200 qismiga teng).
Ushbu tandem yondashuvi quyosh spektrining ma'lum qismlarini, xususan yuqori energiyali, ko'k uchida olish qobiliyatini yaxshilaydi, ya'ni kremniy perovskitli tandem xujayrasi nazariy samaradorlik chegarasiga ega, faqat silikon uchun 29%. hujayralar.
Amalda, bugungi kungacha o'rnatilgan PVX kremniyning o'rtacha samaradorligi 15-20% oralig'ida, silikon uchun "haqiqiy dunyo" maksimal darajasi taxminan 26% ga baholanmoqda.
Tijorat maqsadida ishlab chiqarilgan Oksford PV tandem xujayralari dastlab samaradorlikni taxminan 27% ga etkazishi kutilmoqda, ammo kelgusi yillarda texnologiya rivojlanib borishi bilan kompaniya barqaror yaxshilanishlarni kutmoqda. "Biz ushbu texnologiyani 30 foizdan yuqori darajaga ko'tarish uchun aniq yo'l xaritamizga egamiz", deydi bosh direktor Frank Averdung.
Doktor Kris Keys, Oksford PV-ning CTO-si, 2014 yildan beri kompaniya faqat perovskit-Si tandemiga e'tibor qaratishga qaror qilganidan beri, u quyosh xujayrasi samaradorligini yiliga o'rtacha bir foiz punktga oshirdi va yo'lga ega ekanligini ta'kidladi. va ushbu texnologiyani yuqori 30 yillarga qadar yanada rivojlantirishning nazariy asoslari.
Oksford PV texnologiyasidan foydalangan tadqiqot hujayrasi 29,52% ga erishdi (AQShning qayta tiklanadigan energetika milliy laboratoriyasi tomonidan tasdiqlangan), bu perovskit-Si tandem xujayralari bo'yicha dunyo rekordidir va shuningdek, har qanday bitta-kavşaklı tadqiqot hujayralaridan ham yaxshiroq (hozirgi rekord, 29,2%, GaA ishlaydigan kamerada).
Perovskit birinchi marta tabiiy ravishda paydo bo'lgan mineral shaklida (CaTiO3) 1839 yilda topilgan (tasodifan o'sha yili fotovoltaik ta'sir birinchi marta kuzatilgan edi, deb ta'kidlaydi Kris Case). Ammo faqat so'nggi o'n yil ichida sintetik perovskitlarning quyosh xujayralari uchun material sifatida ulkan salohiyati to'liq tan olingan.
Bu erda Oksford Universitetidagi laboratoriyasidan (va kompaniyaning bosh ilmiy xodimi) o'tkazilgan quyosh texnologiyasini tijoratlashtirish uchun Oksford PV kompaniyasiga asos solgan prof Genri Snayt muhim rol o'ynagan, xususan Science-da chop etilgan maqolasi orqali. 2012 yilda metall halogen perovskit ishlatadigan qattiq quyoshli quyosh xujayralari texnologiyasini tasvirlab berdi.
So'nggi 10 yil ichida taraqqiyot juda tez edi va perovskitlar Quyosh sohasiga tobora ko'proq qiziqish uyg'otmoqda.
Quyosh batareyalari qo'llanilishida ishlatiladigan barcha materiallar singari, umumiy kimyoviy formulasi ABX3 bo'lgan perovskitlar, bu erda A va B kationlar, X esa anion - yarim o'tkazgichlardir.
"Perovskliklar kelgusi 50-100 yil davomida fotonika va elektronikada hamma joyda bo'ladi", deb hisoblaydi Kris Keys. "Bu juda ajoyib material".
Materialshunoslik nuqtai nazaridan "o'ziga xoslik bor, shuning uchun bu juda yaxshi", deya qo'shimcha qiladi u. "Atomlarning har biri bir-birining ustiga o'ralgan va o'ralgan oktaedra to'plami sifatida yo'naltirilgan. Ushbu burilish "anomal" yuqori fotosurat tarqalishiga imkon beradi va bu faqat ushbu tuzilishga xosdir va odamlar bu xususiyatdan foydalanmoqdalar ... Bu narsa juda zo'r, aqlga sig'maydigan darajada o'zgaruvchan. "
Shuningdek, sintetik perovskitlar uchun ishlatiladigan materiallar juda ko'p va hujayra chiqishi birligiga sarflanadigan miqdor juda oz. "Shunday qilib, resurslar nuqtai nazaridan, texnologiya ko'plab TW darajalariga qadar kengaytirilishi mumkin", deydi Case.
Va Oksford PV texnologiyasidan foydalangan holda hujayralar va modullar rekord samaradorligini namoyish etish bilan birga "Xalqaro elektrotexnika komissiyasining tashqi o'lchov sanoat ishonchliligi sinovlaridan o'tdi", deya qo'shimcha qiladi u.
Bozorga olib boradigan yo'l
"Olimlar o'z ishlarini bajarishdi", deydi Frank Averdung. «Ular materialni aniqladilar. Ular strukturani yaratdilar. Ular uni barqaror qilishda ishladilar va chidamlilik va umrga oid muammolarni hal qildilar. Hozir javobni topishimiz kerak bo'lgan savol: uni qanday qilib tijoratlashtiramiz? "
Qiyinchilik har bir yangi ish boshlash bilan duch keladi, deydi u. “Sizda belgilangan bozor mavjud. Siz bozor o'yinchilarini o'rnatdingiz. Sizda sezilarli darajada yaxshiroq narsa bor. Ammo odamlarni qanday qabul qilishiga yo'l qo'yasiz? Buni qanday amalga oshirasiz? ”Deb so'radi.
U ta'kidlaganidek, tashkil etilgan o'yinchilar bir necha milliard dollarlik kompaniyalardir va ular ishlab chiqarish infratuzilmasiga milliardlab sarmoya kiritdilar. "Ular haqiqatan ham bularning barchasini yo'q qilish va yangi bir narsa qilishdan manfaatdormi?" - deb so'raydi Averdung.
Yaxshi yangilik shundaki, asosiy hujayra kremniy bo'lgan Oksford PV tandem texnologiyasi mavjud ishlab chiqarish texnologiyasini buzishni talab qilmaydi va "sanoatni buzmaydi" va bu katta foyda keltiradi.
"Biz ingichka plyonkali perovskit xujayrasini kremniyning" birlamchi "xujayrasi ustiga qo'yganimizda, u hali ham bir xil formadagi omilga ega va odatdagidek Si xujayrasiga o'xshaydi, ammo chiqish quvvati yuqori", deydi Averdung. “Siz bir xil vositalardan foydalanishingiz va ularni bir xil modullarga kiritishingiz mumkin. Panelning kattaligi bir xil. Hammasi bir xil. Ammo siz sezilarli darajada ko'proq quvvat olasiz. ”
Tashqi ko'rinish jihatidan oxirgi foydalanuvchi hech qanday katta farqni sezmaydi, faqat "biroz chiroyli" ko'rinadi, deya qo'shimcha qiladi u.
2015 yilda Oksford PV tandem xujayrasi amalga oshirilishini namoyish qildi, ammo uni "kerakli form-faktorga etkazish" kerakligini tushuntirdi, shuning uchun tajribaviy ishlab chiqarish liniyasini yoki "ishlatilgan zavodni" talab qildi.
Aynan mana shunday zavod Germaniyaning Brandenburg an der Havel shahrida topilgan va 2016 yilda sotib olingan. "Bu biz uchun juda katta edi, ammo bizning ingichka plyonkali uchuvchilar liniyamizga juda mos edi". , - deydi Averdung.
"Uchuvchi liniyaning roli asosan mahsulotni optimallashtirish bo'lib, Oksford laboratoriyasidan olingan barcha natijalarni olib, ularni form-faktor bo'yicha miqyosini oshirish va hujayralar talab qilinayotganligini tekshirish uchun sanoat standarti sinovlarini o'tkazish edi. ishonchlilik va uzoq muddatli barqarorlik va sanoat ehtiyojlarini qondirish. "
Bir necha yillar davomida Oksford PV qo'shma rivojlanish bo'yicha sherik bilan, fotoelektrlar biznesidagi juda katta kompaniya bilan "asosan bu soha nimani xohlashini bizga aytib berib turdi" bilan ishlagan, deydi Averdung.
Ammo 2018 yilda u "hamma narsa o'zgargan" deb qo'shib qo'ydi va kompaniya "texnologiyani tijoratlashtirishning eng yaxshi va eng tezkor yo'li" buni o'zimiz qilishimizga qaror qildi, bu esa texnologiyaning barcha parametrlarini o'z nazorati ostida ushlab turishimizga imkon berdi. bozorga kelganda mahsulot xaridorlarning talablariga to'liq mos kelishiga ishonch hosil qilishi mumkin edi ».
Bu firmadan pul ishlab chiqarishni yo'lga qo'yishga imkon berib, unga pul qo'yadigan investorlarni topishni talab qildi. "Bizga omad kulib boqdi", deydi Averdung, bir qator qo'llab-quvvatlovchi investorlar topildi. Endi kompaniyaning yirik aktsiyadorlari qatoriga Equinor, Legal& General Capital, Goldwind va Meyer-Burger.
Investorlar tomonidan kompaniyaga kiritilgan mablag 'ilgari sotib olingan Brandenburg fabrikasini yangilashga imkon berdi va u erda mavjud bo'lgan tajriba liniyasidan tashqari, korxonaning boshqa qismida to'liq tandem xujayralari ishlab chiqarish liniyasini tashkil etdi.
Bu perovskit silikonli tandemli quyosh batareyalari uchun dunyodagi birinchi ishlab chiqarish liniyasi bo'ladi va kelgusi yil Q2 atrofida taxminan 100 megavatt (MVt) quvvatga ega bo'lishi kutilmoqda.
Hujayralar modul ishlab chiqaruvchilarga sotilmoqda (kelishuvlar allaqachon mavjud), va boshlang'ich maqsad bozor "premium" uy-joy tomi sektoridir. Bozorning ushbu segmentida bo'sh joy juda muhim cheklov hisoblanadi va Oksford PV tandem xujayrasi tomonidan taqdim etilayotgan quvvat zichligi ayniqsa jozibali.
O'rnatish muddati davomida ishlab chiqarilgan ko'proq elektr energiyasi bilan yuqori samarali modullar uchun katta mukofot to'lashga tayyor, deb hisoblaydi Oksford PV.
Averdung hujayralar xarajatlari turar-joy binolari tomini o'rnatish uchun sarflanadigan xarajatlarning nisbatan kichik qismini tashkil qiladi, shuning uchun hujayra xarajatlarining ko'payishi ishlab chiqarishning ko'payishi bilan solishtirganda umumiy iqtisodiyotga nisbatan ozgina ta'sir ko'rsatadi.
Gigafabrika tomon
100 MVt quvvatga ega ishlab chiqarish liniyasi va uyingizda bozor bozori faqat boshlanish sifatida ko'rilmoqda. Oksford PV-ning fikri - bu asosiy quyosh texnologiyasi sifatida perovskitlarga ega bo'lgan butun elektr dunyosi. Umid qilamizki, kompaniyaning so'nggi mablag 'davri unga "gigafabrika bo'lgan keyingi bosqichni rejalashtirish uchun vosita" beradi, deydi Averdung.
U 2024 yil oxirigacha yoki undan keyin 2 gigavatt (GW) ishlab chiqarish quvvatiga ega bo'lishni va keyin yiliga 2 GVt qo'shishni va o'n yillikning oxiriga kelib 10 GVt dan oshishini umid qilmoqda.
Dastlab, maqsad bozor, allaqachon ta'kidlab o'tilganidek, premium uylarning tomi, ammo "biz GW miqyosidagi ishlab chiqarishga kirganimizdan keyin bu o'zgaradi, shunda biz kichik tijorat uyingizda sektoriga murojaat qilishimiz mumkin", deydi Averdung , va "biz 5 GVt va undan yuqori darajaga o'tgandan so'ng, foydali dastur miqyosida".
Kommunal miqyosda, "hamma narsa LCOE bilan bog'liq", deb ta'kidlaydi u, "sizning eringizning narxini boshqarish mumkin" deb hisoblaydi va 5 GVt quvvatga ega bo'lgan "bizning LCOE boshqalarnikiga qaraganda raqobatbardoshroq bo'ladi, ammo bu kerak bo'ladi albatta, bir necha yil ».
Oxir oqibat "biz fotovoltaikaning asosiy o'yinchilaridan biriga aylanmoqchimiz", deydi Averdung. Va Kris Keys perovskitlarning "sehri" deb atagan narsani o'zlashtirish bu maqsadga erishish uchun kalit bo'lishi mumkin.
