شمسی سیل ایپلی کیشنز کے لئے پیرووسکائٹ کے پیشہ اور موافق

فوٹو وولٹک انڈسٹری میں ، حالیہ برسوں میں پیرووسکائٹ کی گرم طلب ہے۔ شمسی خلیوں کے میدان میں "پسندیدہ" کے طور پر ابھرنے کی وجہ اس کی انوکھی حالتوں کی وجہ سے ہے۔ کیلشیم ٹائٹینیم ایسک میں بہت ساری عمدہ فوٹو وولٹک خصوصیات ، آسان تیاری کا عمل ، اور خام مال کی ایک وسیع رینج اور وافر مقدار میں موجود ہے۔ اس کے علاوہ ، پیرووسکائٹ کو گراؤنڈ پاور پلانٹس ، ہوا بازی ، تعمیر ، پہننے کے قابل بجلی پیدا کرنے والے آلات اور بہت سے دوسرے شعبوں میں بھی استعمال کیا جاسکتا ہے۔
21 مارچ کو ، ننگڈ ٹائمز نے "کیلشیم ٹائٹونائٹ شمسی سیل اور اس کی تیاری کے طریقہ کار اور پاور ڈیوائس" کے پیٹنٹ کے لئے درخواست دی۔ حالیہ برسوں میں ، گھریلو پالیسیوں اور اقدامات کی حمایت کے ساتھ ، کیلشیم ٹائٹینیم ایسک انڈسٹری ، جس کی نمائندگی کیلشیم ٹائٹینیم ایسک شمسی خلیوں نے کی ہے ، نے بڑی پیشرفت کی ہے۔ تو پیرووسکائٹ کیا ہے؟ پیرووسکائٹ کی صنعتی کس طرح ہے؟ ابھی بھی کن چیلنجوں کا سامنا ہے؟ سائنس اور ٹکنالوجی ڈیلی رپورٹر نے متعلقہ ماہرین کا انٹرویو لیا۔

پیرووسکائٹ نہ تو کیلشیم ہے اور نہ ہی ٹائٹینیم۔

نام نہاد پیرووسکائٹس نہ تو کیلشیم ہیں اور نہ ہی ٹائٹینیم ، بلکہ ایک ہی کرسٹل ڈھانچے کے ساتھ "سیرامک ​​آکسائڈز" کے ایک طبقے کے لئے ایک عام اصطلاح ہے ، جس میں سالماتی فارمولا ABX3 ہے۔ اے کا مطلب ہے "بڑے رداس کیٹیشن" ، بی "میٹل کیٹیشن" کے لئے اور X "ہالوجن ایون" کے لئے۔ اے کا مطلب ہے "بڑے رداس کیٹیشن" ، بی کا مطلب ہے "دھات کیٹیشن" اور ایکس کا مطلب "ہالوجن ایون" ہے۔ یہ تینوں آئن مختلف عناصر کے انتظام کے ذریعے یا ان کے مابین فاصلے کو ایڈجسٹ کرکے بہت سے حیرت انگیز جسمانی خصوصیات کی نمائش کرسکتے ہیں ، بشمول موصلیت ، فیرو الیکٹرکیٹی ، اینٹی فیرو میگنیٹزم ، وشال مقناطیسی اثر وغیرہ تک محدود نہیں۔
"مواد کی بنیادی تشکیل کے مطابق ، پیرووسکائٹس کو تقریبا three تین قسموں میں تقسیم کیا جاسکتا ہے: پیچیدہ میٹل آکسائڈ پیرووسکائٹس ، نامیاتی ہائبرڈ پیرووسکائٹس ، اور غیر نامیاتی ہالوجنٹ پیرووسکائٹس۔" نانکی یونیورسٹی کے اسکول آف الیکٹرانک انفارمیشن اینڈ آپٹیکل انجینئرنگ کے پروفیسر ، لو جینگشن نے متعارف کرایا کہ اب فوٹو وولٹائکس میں استعمال ہونے والے کیلشیم ٹائٹائنائٹس عام طور پر بعد کے دو ہوتے ہیں۔
پیرووسکائٹ کو بہت سے شعبوں میں استعمال کیا جاسکتا ہے جیسے پرتویش پاور پلانٹس ، ایرو اسپیس ، تعمیرات ، اور پہننے کے قابل بجلی پیدا کرنے والے آلات۔ ان میں ، فوٹو وولٹک فیلڈ پیرووسکائٹ کا بنیادی اطلاق کا علاقہ ہے۔ کیلشیم ٹائٹونائٹ ڈھانچے انتہائی ڈیزائن کرنے کے قابل ہیں اور ان میں فوٹو وولٹک کی بہت اچھی کارکردگی ہے ، جو حالیہ برسوں میں فوٹو وولٹک فیلڈ میں تحقیق کی ایک مقبول سمت ہے۔
پیرووسکائٹ کی صنعتی کاری تیز ہورہی ہے ، اور گھریلو کاروباری ادارے اس ترتیب کے لئے مقابلہ کر رہے ہیں۔ بتایا جاتا ہے کہ کیلشیم ٹائٹینیم ایسک ماڈیولز کے پہلے 5،000 ٹکڑوں کو ہانگجو فینا فوٹو الیکٹرک ٹکنالوجی کمپنی ، لمیٹڈ سے بھیج دیا گیا۔ رینشو فوٹو وولٹک (سوزہو) کمپنی ، لمیٹڈ بھی دنیا کے سب سے بڑے 150 میگاواٹ مکمل کیلشیم ٹائٹینیم ایسک پرتدار پائلٹ لائن کی تعمیر کو تیز کررہی ہے۔ کنشن جی سی ایل فوٹو الیکٹرک میٹریلز کمپنی لمیٹڈ 150 میگاواٹ کیلشیم ٹائٹینیم ایسک فوٹو وولٹک ماڈیول پروڈکشن لائن مکمل ہوچکی ہے اور دسمبر 2022 میں اسے کام میں لایا گیا ہے ، اور پیداوار تک پہنچنے کے بعد سالانہ آؤٹ پٹ ویلیو 300 ملین یوآن تک پہنچ سکتی ہے۔

کیلشیم ٹائٹینیم ایسک کے فوٹو وولٹک صنعت میں واضح فوائد ہیں

فوٹو وولٹک انڈسٹری میں ، حالیہ برسوں میں پیرووسکائٹ کی گرم طلب ہے۔ شمسی خلیوں کے میدان میں "پسندیدہ" کے طور پر ابھرنے کی وجہ اس کی اپنی منفرد حالات کی وجہ سے ہے۔
"سب سے پہلے ، پیرووسکائٹ میں متعدد عمدہ اوپٹو الیکٹرانک خصوصیات ہیں ، جیسے ایڈجسٹ بینڈ گیپ ، اعلی جذب گتانک ، کم ایکسیٹن بائنڈنگ انرجی ، اعلی کیریئر کی نقل و حرکت ، اعلی عیب رواداری ، وغیرہ۔ دوم ، پیرووسکائٹ کی تیاری کا عمل آسان ہے اور یہ پارباسی ، الٹرا لائٹینس ، الٹرا پتلی ، لچک وغیرہ کو حاصل کرسکتا ہے۔ آخر کار ، پیرووسکائٹ خام مال وسیع پیمانے پر دستیاب اور وافر مقدار میں ہے۔ لیو جنگسن نے تعارف کرایا۔ اور پیرووسکائٹ کی تیاری میں بھی خام مال کی نسبتا low کم طہارت کی ضرورت ہوتی ہے۔
فی الحال ، پی وی فیلڈ میں سلیکن پر مبنی شمسی خلیوں کی ایک بڑی تعداد کا استعمال کیا گیا ہے ، جسے مونوکسٹل لائن سلیکن ، پولی کرسٹل لائن سلیکن ، اور امورفوس سلیکن شمسی خلیوں میں تقسیم کیا جاسکتا ہے۔ کرسٹل سلیکن خلیوں کا نظریاتی فوٹو الیکٹرک تبادلوں کا قطب 29.4 ٪ ہے ، اور موجودہ لیبارٹری ماحول زیادہ سے زیادہ 26.7 فیصد تک پہنچ سکتا ہے ، جو تبادلوں کی چھت کے بہت قریب ہے۔ یہ پیش گو ہے کہ تکنیکی بہتری کا معمولی فائدہ بھی چھوٹا اور چھوٹا ہوجائے گا۔ اس کے برعکس ، پیرووسکائٹ خلیوں کی فوٹو وولٹک تبادلوں کی کارکردگی میں 33 of کی زیادہ نظریاتی قطب قیمت ہوتی ہے ، اور اگر دو پیرووسکائٹ خلیوں کو ایک ساتھ اوپر اور نیچے اسٹیک کیا جاتا ہے تو ، نظریاتی تبادلوں کی کارکردگی 45 ٪ تک پہنچ سکتی ہے۔
"کارکردگی" کے علاوہ ، ایک اور اہم عنصر "لاگت" ہے۔ مثال کے طور پر ، اس وجہ سے کہ پتلی فلمی بیٹریوں کی پہلی نسل کی لاگت کم نہیں ہوسکتی ہے کہ کیڈیمیم اور گیلیم کے ذخائر ، جو زمین پر نایاب عناصر ہیں ، بہت کم ہیں ، اور اس کے نتیجے میں ، صنعت کی اتنی ہی ترقی ہوئی ہے۔ ہے ، طلب جتنی زیادہ ہوگی ، پیداوار کی لاگت زیادہ ہے ، اور یہ کبھی بھی مرکزی دھارے کی مصنوعات نہیں بن سکی۔ پیرووسکائٹ کے خام مال کو زمین پر بڑی مقدار میں تقسیم کیا جاتا ہے ، اور قیمت بھی بہت سستی ہے۔
اس کے علاوہ ، کیلشیم ٹائٹینیم ایسک کی کوٹنگ کی موٹائی کیلشیم ٹائٹینیم ایسک بیٹریوں کے لئے صرف چند سو نینو میٹر ہے ، جو سلیکن ویفرز کی 1/500 ویں کے بارے میں ہے ، جس کا مطلب ہے کہ مادے کی طلب بہت کم ہے۔ مثال کے طور پر ، کرسٹل سلیکن خلیوں کے لئے سلیکن مواد کی موجودہ عالمی طلب ہر سال تقریبا 500،000 ٹن ہے ، اور اگر ان سب کو پیرووسکائٹ خلیوں سے تبدیل کیا جاتا ہے تو ، صرف ایک ہزار ٹن پیرووسکائٹ کی ضرورت ہوگی۔
مینوفیکچرنگ لاگت کے لحاظ سے ، کرسٹل سلیکن خلیوں کو سلکان طہارت کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس کے درمیان تین دن تک ، اور زیادہ سے زیادہ توانائی کی کھپت۔ اس کے برعکس ، پیرووسکائٹ خلیوں کی تیاری کے لئے ، صرف پیرووسکائٹ بیس مائع کو سبسٹریٹ پر لاگو کرنا اور پھر کرسٹاللائزیشن کا انتظار کرنا ضروری ہے۔ اس سارے عمل میں صرف شیشے ، چپکنے والی فلم ، پیرووسکائٹ اور کیمیائی مواد شامل ہیں ، اور ایک فیکٹری میں مکمل کیا جاسکتا ہے ، اور اس سارے عمل میں صرف 45 منٹ لگتے ہیں۔
"پیرووسکائٹ سے تیار کردہ شمسی خلیوں میں بہترین فوٹو الیکٹرک تبادلوں کی کارکردگی ہے ، جو اس مرحلے پر 25.7 فیصد تک پہنچ چکی ہے ، اور مستقبل میں سلیکن پر مبنی روایتی شمسی خلیوں کو تجارتی مرکزی دھارے میں شامل کرنے کے لئے تبدیل کر سکتی ہے۔" لیو گنگشن نے کہا۔
صنعتی کاری کو فروغ دینے کے لئے تین بڑے مسائل حل کرنے کی ضرورت ہے

چلوکائٹ کی صنعتی کاری کو آگے بڑھانے میں ، لوگوں کو اب بھی 3 مسائل حل کرنے کی ضرورت ہے ، یعنی چیلکوائٹ کا طویل مدتی استحکام ، بڑے رقبے کی تیاری اور سیسہ کی زہریلا۔
سب سے پہلے ، پیرووسکائٹ ماحول کے لئے بہت حساس ہے ، اور درجہ حرارت ، نمی ، روشنی ، اور سرکٹ بوجھ جیسے عوامل پیرووسکائٹ کے سڑنے اور سیل کی کارکردگی میں کمی کا باعث بن سکتے ہیں۔ فی الحال زیادہ تر لیبارٹری پیرووسکائٹ ماڈیول فوٹو وولٹک مصنوعات کے لئے آئی ای سی 61215 بین الاقوامی معیار پر پورا نہیں اترتے ہیں ، اور نہ ہی وہ سلیکن شمسی خلیوں کی 10-20 سال کی زندگی تک پہنچتے ہیں ، لہذا روایتی فوٹو وولٹک فیلڈ میں پیرووسکائٹ کی قیمت ابھی بھی فائدہ مند نہیں ہے۔ اس کے علاوہ ، پیرووسکائٹ اور اس کے آلات کی انحطاط کا طریقہ کار بہت پیچیدہ ہے ، اور اس شعبے میں اس عمل کی کوئی واضح تفہیم نہیں ہے ، اور نہ ہی کوئی متفقہ مقداری معیار ہے ، جو استحکام کی تحقیق کے لئے نقصان دہ ہے۔
ایک اور بڑا مسئلہ یہ ہے کہ انہیں بڑے پیمانے پر کیسے تیار کیا جائے۔ فی الحال ، جب لیبارٹری میں ڈیوائس کی اصلاح کے مطالعے کیے جاتے ہیں تو ، استعمال شدہ آلات کا موثر لائٹ ایریا عام طور پر 1 سینٹی میٹر 2 سے کم ہوتا ہے ، اور جب بڑے پیمانے پر اجزاء کے تجارتی اطلاق کے مرحلے کی بات آتی ہے تو ، لیبارٹری کی تیاری کے طریقوں کو بہتر بنانے کی ضرورت ہوتی ہے۔ یا تبدیل اس وقت بڑے ایریا پیرووسکائٹ فلموں کی تیاری کے لئے لاگو ہونے والے اہم طریقے حل کا طریقہ اور ویکیوم بخارات کا طریقہ ہے۔ حل کے طریقہ کار میں ، پیشگی حل کی حراستی اور تناسب ، سالوینٹ کی قسم ، اور اسٹوریج کے وقت کا پیرووسکائٹ فلموں کے معیار پر بہت زیادہ اثر پڑتا ہے۔ ویکیوم وانپیکرن کا طریقہ پیرووسکائٹ فلموں کے اچھے معیار اور قابل کنٹرول جمع کو تیار کرتا ہے ، لیکن ایک بار پھر پیشگی اور ذیلی ذخیروں کے مابین اچھ contact ے رابطے کا حصول مشکل ہے۔ اس کے علاوہ ، کیونکہ پیرووسکائٹ ڈیوائس کی چارج ٹرانسپورٹ پرت کو بھی ایک بڑے علاقے میں تیار کرنے کی ضرورت ہے ، لہذا صنعتی پیداوار میں ہر پرت کی مسلسل جمع ہونے والی ایک پروڈکشن لائن کو قائم کرنے کی ضرورت ہے۔ مجموعی طور پر ، پیرووسکائٹ پتلی فلموں کی بڑے علاقے کی تیاری کے عمل کو اب بھی مزید اصلاح کی ضرورت ہے۔
آخر میں ، سیسہ کا زہریلا بھی تشویش کا مسئلہ ہے۔ موجودہ اعلی کارکردگی والے پیرووسکائٹ آلات کی عمر بڑھنے کے عمل کے دوران ، پیرووسکائٹ مفت لیڈ آئنوں اور لیڈ مونوومرز تیار کرنے کے لئے گل جائے گی ، جو انسانی جسم میں داخل ہونے کے بعد صحت کے لئے مؤثر ثابت ہوگی۔
لیو گنگشن کا خیال ہے کہ استحکام جیسے مسائل کو ڈیوائس پیکیجنگ کے ذریعہ حل کیا جاسکتا ہے۔ "اگر مستقبل میں ، یہ دونوں مسائل حل ہوجاتے ہیں تو ، تیاری کا ایک پختہ عمل بھی ہوتا ہے ، پیرووسکائٹ ڈیوائسز کو پارباسی شیشے میں بھی بنا سکتا ہے یا فوٹو وولٹائک عمارت کے انضمام کو حاصل کرنے کے لئے عمارتوں کی سطح پر کرسکتا ہے ، یا ایرو اسپیس کے لچکدار فولڈ ایبل آلات میں بنایا جاسکتا ہے اور اسے بنا دیا گیا ہے۔ دوسرے فیلڈز ، تاکہ زیادہ سے زیادہ کردار ادا کرنے کے لئے پانی اور آکسیجن ماحول کے بغیر خلا میں پیرووسکائٹ۔ لوو جنگسن کو پیرووسکائٹ کے مستقبل کے بارے میں اعتماد ہے۔