КАВАСАКИ, Япония и ОСАКА, Япония – (BUSINESS WIRE) – Корпорация Panasonic создала самый высокий в мире перовскитный солнечный модуль, разработав легкую технологию с использованием стеклянных подложек и методов нанесения покрытия большой площади на основе струйной печати (Площадь апертуры 802 см2: длина 30 см x ширина 30 см x толщина 2 мм) Эффективность преобразования энергии (16,09%).Это было достигнуто в рамках проекта Японской организации по развитию новых энергетических технологий (NEDO), которая работает над «разработкой технологий для снижения затрат на выработку электроэнергии высокопроизводительными и высоконадежными фотоэлектрическими электростанциями» для содействия широкому использованию универсальная солнечная энергия.
Этот пресс-релиз содержит мультимедийный контент.Полный пресс-релиз доступен по адресу: https://www.businesswire.com/news/home/20200206006046/en/.
Этот метод нанесения покрытия на основе струйной печати, который может покрывать большие площади, снижает затраты на производство компонентов.Кроме того, этот легкий модуль большой площади и с высокой эффективностью преобразования может обеспечить эффективную выработку солнечной энергии в таких местах, как фасады, где трудно установить традиционные солнечные панели.
В дальнейшем NEDO и Panasonic продолжат совершенствовать материалы перовскитного слоя для достижения высокой эффективности, сравнимой с солнечными элементами из кристаллического кремния, и создавать технологии для практического применения на новых рынках.
1. Предыстория Солнечные элементы из кристаллического кремния, наиболее широко используемые в мире, нашли рынки в крупных мегаваттных солнечных батареях Японии, жилых, промышленных и общественных объектах.Для дальнейшего проникновения на эти рынки и получения доступа к новым крайне важно создавать более легкие и крупные солнечные модули.
Солнечные элементы из перовскита*1 имеют структурное преимущество, поскольку их толщина, включая слой генерации энергии, составляет всего один процент от толщины солнечных элементов из кристаллического кремния, поэтому модули из перовскита могут быть легче, чем модули из кристаллического кремния.Его легкость позволяет использовать различные методы установки, например, на фасадах и окнах с использованием прозрачных проводящих электродов, что может способствовать широкому внедрению зданий с нулевым потреблением энергии (ZEB*2).Кроме того, поскольку каждый слой можно наносить непосредственно на подложку, это обеспечивает более дешевое производство по сравнению с традиционными технологическими процессами.Вот почему солнечные элементы на основе перовскита привлекают внимание как следующее поколение солнечных элементов.
С другой стороны, хотя технология перовскита обеспечивает эффективность преобразования энергии 25,2%*3, что эквивалентно эффективности солнечных элементов из кристаллического кремния, в небольших элементах трудно равномерно распределить материал по всей большой площади с помощью традиционной технологии.Поэтому эффективность преобразования энергии имеет тенденцию к снижению.
На этом фоне NEDO реализует проект «Разработка технологий для снижения затрат на производство электроэнергии с помощью высокопроизводительных и высоконадежных фотоэлектрических источников энергии»*4, призванный способствовать дальнейшему распространению производства солнечной энергии.В рамках проекта Panasonic разработала облегченную технологию с использованием стеклянных подложек и метод нанесения покрытия большой площади на основе струйного метода, который предполагает производство и кондиционирование чернил, наносимых на подложки для перовскитных солнечных модулей.Благодаря этим технологиям компания Panasonic добилась самого высокого в мире коэффициента преобразования энергии 16,09%*5 для модулей перовскитных солнечных элементов (площадь апертуры 802 см2: длина 30 см, ширина 30 см, ширина 2 мм).
Кроме того, метод покрытия большой площади с использованием струйного метода в процессе производства также помогает снизить затраты, а характеристики модуля большой площади, легкого веса и высокой эффективности преобразования можно устанавливать на фасадах и других труднодоступных местах. установить с традиционными солнечными панелями.Высокоэффективная солнечная энергетика на объекте.
Совершенствуя материал слоя перовскита, Panasonic стремится достичь высокой эффективности, сравнимой с солнечными элементами из кристаллического кремния, и создать технологию, имеющую практическое применение на новых рынках.
2. Результаты Сосредоточив внимание на методе нанесения покрытия для струйной печати, который может точно и равномерно покрывать сырье, компания Panasonic применила эту технологию к каждому слою солнечного элемента, включая слой перовскита на стеклянной подложке, и добилась высокоэффективных модулей большой площади.Эффективность преобразования энергии.
[Ключевые моменты развития технологии] (1) Улучшить состав предшественников перовскита, пригодных для нанесения покрытий для струйной печати.Среди атомных групп, образующих кристаллы перовскита, метиламин имеет проблемы с термической стабильностью в процессе нагрева при производстве компонентов.(Метиламин удаляется из кристалла перовскита при нагревании, разрушая части кристалла).Преобразовав определенные части метиламина в формамидиновый водород, цезий и рубидий с соответствующим атомным диаметром, они обнаружили, что этот метод эффективен для стабилизации кристаллов и помогает повысить эффективность преобразования энергии.
(2) Контроль концентрации, количества покрытия и скорости нанесения перовскитных чернил. В процессе формирования пленки с использованием метода струйного нанесения покрытия узорчатое покрытие обладает гибкостью, в то время как формирование точечного рисунка материала и поверхности каждого слоя имеет важное значение.Чтобы удовлетворить эти требования, регулируя концентрацию перовскитных чернил до определенного содержания и точно контролируя количество покрытия и скорость в процессе печати, они достигли высокой эффективности преобразования энергии для компонентов большой площади.
Оптимизируя эти технологии, используя процесс нанесения покрытия при формировании каждого слоя, Panasonic удалось ускорить рост кристаллов и улучшить толщину и однородность кристаллических слоев.В результате они достигли эффективности преобразования энергии 16,09% и стали на шаг ближе к практическому применению.
3. Планирование после мероприятия Достигнув снижения затрат на процесс и облегчения веса перовскитовых модулей большой площади, NEDO и Panasonic планируют открыть новые рынки, где солнечные элементы никогда не устанавливались и не применялись.Основываясь на разработке различных материалов, связанных с перовскитными солнечными элементами, NEDO и Panasonic стремятся достичь высокой эффективности, сравнимой с солнечными элементами из кристаллического кремния, и активизировать усилия по снижению производственных затрат до 15 иен/ватт.
Результаты были представлены на Азиатско-Тихоокеанской международной конференции по перовскитам, органической фотовольтаике и оптоэлектронике (IPEROP20) в Международном конференц-центре Цукуба.URL: https://www.nanoge.org/IPEROP20/program/program.
[Примечание]*1 Перовскитный солнечный элемент Солнечный элемент, светопоглощающий слой которого состоит из кристаллов перовскита.*2 Здание с нулевой энергией (ZEB) ZEB (здание с нулевой энергией) — это нежилое здание, в котором поддерживается качество окружающей среды внутри помещений и достигается энергосбережение и использование возобновляемых источников энергии за счет установки систем управления энергетической нагрузкой и эффективных систем. годовой баланс энергетической базы к нулю.*3 Эффективность преобразования энергии 25,2% Корейский научно-исследовательский институт химической технологии (KRICT) и Массачусетский технологический институт (MIT) совместно объявили о мировом рекорде эффективности преобразования энергии для батарей небольшой площади.Лучшая исследовательская производительность ячейки (пересмотрено 11 мая 2019 г.) – NREL*4 Разработка технологий для снижения стоимости производства электроэнергии за счет высокопроизводительной и высоконадежной фотоэлектрической генерации – Название проекта: Снижение стоимости выработки электроэнергии за счет высокопроизводительной энергии , высоконадежная фотоэлектрическая энергетика Разработка технологий/Инновационные исследования новых структурных солнечных элементов/Инновационное недорогое производство и исследования – Срок проекта: 2015-2019 (ежегодно) – Ссылка: Пресс-релиз, выпущенный NEDO 18 июня 2018 г. «The самый большой в мире солнечный элемент на основе пленочного фотоэлектрического модуля на основе перовскита» https://www.nedo.go.jp/english/news/AA5en_100391.html*5 Эффективность преобразования энергии 16,09% Японский национальный институт передовых промышленных наук и технологий Значение энергоэффективности измеряется методом MPPT (метод отслеживания точки максимальной мощности: метод измерения, который ближе к эффективности преобразования при фактическом использовании).
Panasonic Corporation — мировой лидер в разработке различных электронных технологий и решений для клиентов в сфере бытовой электроники, бытового, автомобильного и B2B-бизнеса.Panasonic отпраздновала свое 100-летие в 2018 году и расширила свой бизнес по всему миру, в настоящее время управляя в общей сложности 582 дочерними и 87 ассоциированными компаниями по всему миру.По состоянию на 31 марта 2019 года ее консолидированный чистый объем продаж достиг 8,003 трлн иен.Panasonic стремится к достижению новых ценностей посредством инноваций в каждом отделе и стремится использовать технологии компании для создания лучшей жизни и лучшего мира для клиентов.
Время публикации: 10 января 2024 г.