كفاءة التحويل الكهروضوئية 30.1%! سجلت خلايا البيروفسكايت الترادفية رقمًا قياسيًا جديدًا

خلايا البيروفسكايت الشمسية هي خلايا شمسية تستخدم أشباه الموصلات الهاليدية المعدنية العضوية من نوع البيروفسكايت كمواد ممتصة للضوء. وهي تنتمي إلى الجيل الثالث من الخلايا الشمسية، والمعروفة أيضًا باسم الخلايا الشمسية ذات المفهوم الجديد.

تمت تجربة البيروفسكايت، باعتباره مادة اصطناعية، لأول مرة في مجال توليد الطاقة الكهروضوئية في عام 2009. ومنذ ذلك الحين، أصبح شائعًا بسبب أدائه الممتاز وتكلفته المنخفضة وقيمته التجارية الضخمة. في السنوات الأخيرة، استثمرت جامعة أكسفورد والمعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في لوزان وباناسونيك وشارب وتوشيبا اليابانية وغيرها من مؤسسات البحث العلمي الكبرى والشركات الكبيرة متعددة الجنسيات الكثير من القوى العاملة والموارد المادية للسعي لتحقيق الإنتاج الضخم في أسرع وقت ممكن. .

في فبراير 2017، حطمت شركة Hangzhou Xianna Optoelectronics Technology Co., Ltd. الرقم القياسي العالمي للكفاءة لوحدات البيروفسكايت الصغيرة التي احتفظت بها اليابان لفترة طويلة لأول مرة بكفاءة تحويل بلغت 15.2%. ومنذ ذلك الحين، في شهري مايو وديسمبر من ذلك العام، حققت النتيجة الممتازة المتمثلة في تحطيم الرقم القياسي العالمي ثلاث مرات في عام واحد بكفاءة تحويل بلغت 16% و17.4%.

في عام 2022، استخدمت المجموعة البحثية للبروفيسور تان هيرن في كلية الهندسة الحديثة والعلوم التطبيقية بجامعة نانجينغ وعلماء من جامعة أكسفورد في المملكة المتحدة طباعة الطلاء والترسيب الفراغي وغيرها من التقنيات لتحقيق إعداد منطقة واسعة من الخلايا الكهروضوئية الترادفية المصنوعة من البيروفسكايت. وحدات لأول مرة في العالم. تصل كفاءة التحويل الكهروضوئي المستقرة لهذه الوحدة إلى 21.7%، مما يفتح طريقًا جديدًا للإنتاج الضخم وتسويق خلايا البيروفسكايت الترادفية ذات المساحة الكبيرة.

في 11 مايو 2024، قدم شي ويكسوان، نائب مدير مكتب مختبر Hubei Optics Valley، إعداد جميع الخلايا الشمسية الترادفية المصنوعة من البيروفسكايت استنادًا إلى التكنولوجيا الصناعية المتوافقة، مما حقق كفاءة معتمدة من طرف ثالث رائدة عالميًا بنسبة 28.8%. في 23 مايو، حققت البطارية الترادفية المصنوعة من البيروفسكايت والتي طورتها شركة Renshuo Solar وفريق البحث من جامعة نانجينغ كفاءة تحويل كهروضوئية ثابتة بنسبة 30.1%، مما خلق تاريخًا جديدًا في تطوير الخلايا الكهروضوئية البشرية. وفي الوقت نفسه، تعمل شركة Renshuo Solar بنشاط على تعزيز تصنيع خلايا البيروفسكايت أحادية الوصلة والخلايا الترادفية من البيروفسكايت بالكامل، وقد وصلت كفاءة الحالة المستقرة المعتمدة دوليًا للوحدات الكهروضوئية الترادفية ذات المساحة الكبيرة من البيروفسكايت بالكامل إلى 24.8%.

إن هدف "الكربون المزدوج" وأمن الطاقة هما قراران استراتيجيان وطنيان رئيسيان، كما أن التطوير النشط للتكنولوجيا الكهروضوئية له أهمية استراتيجية كبيرة. لقد وصل تطوير التكنولوجيا الكهروضوئية التقليدية أحادية الوصلة إلى عنق الزجاجة النظري، لذلك هناك حاجة ملحة لتطوير تكنولوجيا كهروضوئية مكدسة جديدة فائقة الكفاءة. على الرغم من أن الإنتاج على نطاق واسع واستقرار خلايا البيروفسكايت الشمسية على المدى الطويل في المنتجات التجارية لا يزال قيد البحث والتحسين، إلا أن تكلفة تصنيع خلايا البيروفسكايت الشمسية منخفضة نسبيًا، وقد زادت كفاءة التحويل على مر السنين. ولا يزال من غير المعروف ما إذا كانت ستحل محل الخلايا الكهروضوئية التقليدية في المستقبل