Quels sont les défis auxquels la technologie de la pérovskite est confrontée？ ?
Avec la recherche et le développement de nouveaux matériaux et de nouvelles technologies, remplacement des piles au lithium par des piles au plomb est également devenue la tendance actuelle.
Par ailleurs, la technologie des pérovskites est également un domaine de recherche prometteur dans le domaine de l'énergie photovoltaïque en raison de son rendement théorique élevé.
Cependant, certains défis actuels doivent être relevés avant que la technologie de la pérovskite ne devienne commercialement viable. Cet article examine les principaux défis et les solutions potentielles pour la technologie de la pérovskite.
Préparation à grande échelle
L'un des principaux défis est la préparation à grande échelle des pérovskites, qui est cruciale pour la viabilité commerciale de la technologie des pérovskites.
Le processus de fabrication de la pérovskite comprend trois étapes : la préparation de la couche mince, la gravure au laser et l'emballage. La préparation uniforme de la couche de pérovskite est actuellement la principale difficulté du processus.
Différentes approches, telles que le revêtement des fentes et l'équipement d'évaporation, ont été essayées, mais aucun processus standard n'a été établi. La précision de l'équipement laser doit également être améliorée pour réduire la zone morte.
Voici un organigramme pour la préparation des batteries à base de pérovskite :
En outre, le processus de préparation des pérovskites à grande échelle n'est pas seulement un défi technique, mais soulève également des préoccupations environnementales.
À l'heure actuelle, le processus d'industrialisation des batteries pérovskites pose des problèmes de pollution par le plomb soluble dans l'eau, et l'absence de système de recyclage efficace peut constituer une menace pour l'environnement.
Il est donc urgent de mettre au point une technologie de préparation à grande échelle de la pérovskite qui soit durable et respectueuse de l'environnement.
Préparation de films minces
Le principe structurel des cellules en pérovskite, différent de celui des cellules à base de silicium, est un autre défi à relever. Il faut donc concevoir de nouveaux processus et équipements de production pour s'adapter aux propriétés uniques des cellules à pérovskite.
La principale difficulté de la technologie des pérovskites est de préparer des films minces de grande surface, de haute performance, de haute stabilité, uniformes et de haute qualité.
Il existe plusieurs procédés de dépôt de couches minces, mais aucune voie dominante n'a été identifiée. Les fabricants disposent d'un espace expérimental différent en termes de sélection des matériaux et de la structure de la batterie.
En termes d'équipement de revêtement, la couche centrale "couche de pérovskite" des batteries pérovskites comprend principalement deux types de méthodes de revêtement : la méthode de la solution (préparation par voie humide) et la méthode de la phase gazeuse (préparation par voie sèche), qui peuvent être utilisées seules ou en combinaison.
Récemment, les différentes méthodes de préparation des couches minces sont encore à l'état de coexistence et de développement de deux technologies.
L'équipement de revêtement est principalement utilisé pour fabriquer la couche absorbant la lumière de la pérovskite, et d'autres couches minces peuvent également être appliquées en fonction de la sélection des matériaux.
Parmi elles, l'enduction par fente est une technologie d'enduction précise, dont le principe de fonctionnement est que le liquide d'enduction est extrudé et pulvérisé le long de la fente du moule d'enduction sous une certaine pression et à un certain débit, puis transféré sur le substrat.
Gravure au laser
Le processus de gravure au laser est un autre défi pour la technologie de la pérovskite. Le rôle de la machine de gravure au laser dans la cellule solaire à pérovskite est de marquer au laser P1, P2 et P3 pour bloquer la conduction, formant ainsi un module séparé.
Il est généralement admis que P1 est du verre conducteur FTO, et P2 de l'ITO ou de la couche de pérovskite, P3 un matériau plaqué or ou argent, et certaines équipes de projet utilisent des matériaux à base de poudre de carbone.
Grâce à une gravure laser à plusieurs passages, la structure du circuit de la batterie en pérovskite est construite, et plusieurs batteries en pérovskite sont connectées en série pour former un module.
Gravure au laser pour construire un circuit de composants en série en pérovskite :
Afin d'améliorer l'efficacité et la précision de la gravure au laser, certains fabricants développent de nouveaux systèmes laser qui permettent de mieux contrôler le processus de gravure.
Par exemple, certains des Les 10 premiers fabricants de cellules solaires en pérovskite en Chine ont mis au point un petit équipement d'automatisation laser pour améliorer l'efficacité de la gravure laser et réduire le temps et le coût de production des cellules solaires en pérovskite.
Paquet
L'emballage isole la batterie de l'environnement extérieur, ce qui est crucial pour la stabilité des dispositifs photovoltaïques en pérovskite, la sécurité de la batterie, la protection de l'environnement et la durée de vie.
À l'heure actuelle, il existe deux technologies courantes de conditionnement des cellules solaires en pérovskite :
La première technique d'emballage utilise des injecteurs de métal évaporé et des rubans de métal soudés pour conduire le courant de la cellule vers l'extérieur, et les bords des rubans de métal sont scellés, le dispositif se trouvant au centre de la cavité fermée.
La deuxième technologie de conditionnement consiste à utiliser des électrodes ITO transparentes pour séparer la pérovskite des électrodes métalliques afin de garantir un certain espace latéral entre les électrodes et les PSC.
L'un des côtés de l'emballage est directement constitué par les électrodes ITO, ce qui permet de mieux sceller l'ensemble de l'appareil. Il s'agit dans les deux cas de technologies d'emballage par "edge-banding".
À l'avenir, le développement de nouvelles technologies d'emballage est inévitable. En effet, de meilleures techniques d'emballage peuvent offrir une protection contre l'humidité et d'autres facteurs environnementaux, améliorant ainsi l'efficacité et la fiabilité globales des cellules solaires en pérovskite.
Résumé
La technologie des pérovskites présente un potentiel énorme. Toutefois, pour en faire une option viable en vue d'une adoption à grande échelle, il convient de relever les défis techniques liés à la fabrication à grande échelle, à la fabrication de couches minces uniformes, à la lithographie au laser et à l'emballage.
Il convient de noter que ces défis ne sont pas indépendants les uns des autres et que certains sont liés entre eux.
Par exemple, la préparation uniforme des couches de pérovskite est liée au développement d'équipements de revêtement, tandis que la conception de nouveaux flux de processus et d'équipements de ligne de production est liée à la préparation uniforme des couches de pérovskite.
Les chercheurs et les fabricants doivent collaborer pour relever ces défis par l'innovation et l'expérimentation afin de mettre au point de nouvelles technologies de l'information et de la communication. solutions de stockage de l'énergie.
