¿Pueden las baterías de perovskita convertirse en las nuevas favoritas de la industria fotovoltaica?
El 16 de junio del año pasado, la revista Science informó que la Universidad de Princeton en Estados Unidos había desarrollado la primera célula solar de perovskita 2D comercialmente factible. El equipo espera que su equipo funcione durante unos 30 años más allá de los estándares de la industria. Si se puede lograr la producción en masa, se espera que el problema de estabilidad de las baterías de perovskita se resuelva fundamentalmente. Si esta tecnología realmente se puede implementar, combinada con las ventajas de alta eficiencia y bajo costo de las baterías de perovskita, el mercado de componentes de perovskita será ilimitado. Sin embargo, en el campo de las células fotovoltaicas de perovskita, conocida como "tecnología de células fotovoltaicas de tercera generación", quién podrá ingresar al mercado en el futuro depende de qué línea de producción se pueda poner en funcionamiento a gran escala.
¿Por qué es carburo de calcio?
En los últimos años, la industria fotovoltaica de China ha experimentado un período de gran luminosidad, entre las que las más llamativas son las baterías de silicio cristalino. Hoy en día, se espera que la situación en la que las baterías de silicio cristalino dominan el mundo se rompa con la perovskita de "tecnología de células fotovoltaicas de tercera generación". ¿Por qué fue la tecnología de las baterías de carburo de calcio la primera en abrirse paso? En comparación con las baterías de silicio cristalino, las células fotovoltaicas de perovskita han mostrado avances significativos en la reducción de costos y la mejora de la eficiencia. En otras palabras, la perovskita cumple con los requisitos fundamentales de desarrollo de reducir costes y aumentar la eficiencia en la industria fotovoltaica.
En términos de mejora de la eficiencia, las células fotovoltaicas de perovskita han logrado avances notables en los últimos años. La eficiencia máxima de las células solares de tipo perovskita de unión simple es actualmente del 25,7%, y el apilamiento con varios tipos de células puede mejorar aún más la eficiencia de conversión. El límite teórico de eficiencia de las celdas apiladas de doble unión es del 46%, lo que indica que los materiales de perovskita tienen un gran potencial para el rendimiento de conversión de energía. Por el contrario, las células solares tradicionales de silicio cristalino lograron mejoras de eficiencia similares durante un período de tiempo más largo, aproximadamente 40 años.
La eficiencia teórica de las baterías de perovskita alcanza el 33% (fuente: anuncio de la empresa, Guotai Junan Securities Research)
En términos de reducción de costos, debido al hecho de que la cadena de la industria de perovskita y la longitud del proceso se acortan a la mitad en comparación con el silicio cristalino, se espera que el costo de producción de los componentes de perovskita después de la producción de grandes módulos se reduzca a menos del 50% del costo final. Costo de los componentes de silicio cristalino. En la actualidad, el apilamiento de silicio cristalino de perovskita en ambos extremos combina las ventajas de la perovskita y el silicio cristalino. Entre ellas, las baterías de perovskita HJT son las preferidas de la industria debido a su adaptabilidad de proceso y potencial de eficiencia. Debido al desarrollo más maduro de las baterías de silicio cristalino y a procesos de preparación más simples, con la mejora adicional de la eficiencia de apilamiento, actualmente son las más rentables comercialmente.
Se espera que el coste de las baterías de perovskita disminuya por debajo de 0,6 yuanes/W (fuente: GCL Optoelectronics, anuncio de la empresa, Guotai Junan Securities Research)
La perovskita fotovoltaica, como tecnología fotovoltaica emergente, no solo tiene una eficiencia de laboratorio comparable a la de la energía fotovoltaica de silicio cristalino de hombro, sino que también tiene importantes ventajas en costo y proceso. Además, la energía fotovoltaica de perovskita tiene un excelente rendimiento en luz débil y características fotoeléctricas ajustables, que son características que las energías fotovoltaicas de silicio cristalino no poseen. Esto hace que la energía fotovoltaica de perovskita sea más imaginativa en escenarios de aplicación.
La industria de las baterías de perovskita en rápido desarrollo:
El 3 de noviembre, Longji Green Energy fue certificada por el Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) de Estados Unidos. La batería apilada de perovskita de silicio cristalino desarrollada independientemente por la compañía logró una eficiencia del 33,9%, que es actualmente el récord más alto de eficiencia de baterías apiladas de perovskita de silicio cristalino en todo el mundo. Anteriormente, el récord era del 33,7%.
Los líderes fotovoltaicos colocan capas de silicio cristalino y promueven el desarrollo industrial a través de múltiples rutas. En la actualidad, el diseño de las empresas que cotizan en bolsa se centra principalmente en el apilamiento de silicio cristalino de perovskita, coexistiendo múltiples rutas de apilamiento de perovskita Perc/Topcon/HJT. Por ejemplo, líderes fotovoltaicos como Longji Green Energy y Tongwei Co., Ltd. han ingresado sucesivamente al mercado, lo que se espera promueva el desarrollo industrial de las baterías apiladas. Las baterías apiladas de la nueva empresa cubren múltiples campos, como el apilamiento completo de perovskita, el apilamiento de perovskita de silicio cristalino, el apilamiento de perovskita de cobre, indio, galio y selenio, etc. La victoria final de la ruta específica también depende de los efectos futuros de mejora de la eficiencia y reducción de costos.
El 27 de octubre, después de ser certificada por el Centro Nacional de Pruebas y Medición de la Industria Fotovoltaica, la tecnología fotovoltaica logró una eficiencia del 21,63% en módulos de baterías de perovskita de área grande de 30 cm * 40 cm, continuando liderando la industria de baterías de perovskita. (Los resultados de las pruebas son del Centro Nacional de Pruebas y Mediciones de la Industria Fotovoltaica)
Cabe señalar que aún es necesario validar la eficiencia a nivel de laboratorio en la producción a gran escala y que aún existen desafíos de estabilidad. Sin embargo, el rápido desarrollo de las células fotovoltaicas de perovskita proporciona una solución precisa y poderosa para reducir costos y aumentar la eficiencia en la industria fotovoltaica, y sus amplias perspectivas de mercado están fuera de toda duda.
Desde la perspectiva de la escala de la línea de producción y el progreso del proyecto en la industria de la perovskita, 2022 es el primer año de industrialización de la perovskita. Este año, la industria de la perovskita no solo pudo producir de manera estable productos calificados, completar los envíos y la construcción de ingeniería a tiempo, sino también conectar sin problemas terminales a la red para la generación de energía. Con el avance de la industrialización, se han activado eventos de inversión y financiación empresarial relacionados y se han establecido docenas de nuevas empresas en el campo de la perovskita.
Diagrama esquemático de la cadena industrial de la industria de baterías de perovskita de China Fuente: Guanzhi Hainei Consulting
Ha habido avances considerables en la comercialización de minerales de calcio y titanio en la industria. En abril de este año, comenzó la construcción de la línea de producción fotovoltaica de perovskita de 1 GW con una inversión total de 3 mil millones de yuanes en energía fotovoltaica polar, y se espera que entre en funcionamiento en el tercer trimestre del próximo año; La línea de producción de Renshuo Solar de 150 MW se pondrá en funcionamiento a finales de este año y el área de componentes se ampliará a 1,2 m * 0,6 m. Guangyin Technology completó una ronda de financiación ángel de 50 millones a principios de abril de 2023, estableciendo un récord para la financiación de ronda ángel más grande de la industria. Su pequeña línea de prueba de 10 MW comenzó a construirse a mediados de abril de 2023 y se completó a finales de junio, lo que la convierte en la más rápida del mundo en ponerse en funcionamiento. Se espera que se complete una línea piloto de 100 MW para fines de 2024 y que el área del componente se amplíe a metros cuadrados.
Se puede prever que la expansión de la producción industrial se acelerará en 2024, con más líneas de producción de 100 MW y algunas líneas de producción de GW iniciando y operando. 2025 puede entrar en la etapa de comercialización madura antes de lo previsto
Figura: Ceremonia de inauguración de la línea de producción fotovoltaica de perovskita de 1 GW con energía solar polar
La pista del futuro ha surgido, ¿dónde están los puntos débiles?
En el campo de las células fotovoltaicas de perovskita, existe un estado de discordia entre un centenar de escuelas de pensamiento. Ya sea que se trate de apilamiento de silicio cristalino de perovskita, tecnología Perc/Topcon/HJT en capas de perovskita, o apilamiento completo de perovskita, apilamiento de perovskita cobre, indio, galio y selenio y otras tecnologías, es probable que el futuro entorno tecnológico de baterías de perovskita tenga el fenómeno de la coexistencia de múltiples tecnologías con La actual batería de silicio cristalino, la cuota de mercado final y la supervivencia del más apto todavía dependen de la demanda de futuros escenarios de aplicación.
Aunque hace tiempo que se ha demostrado que la reducción de costos y la mejora de la eficiencia de las células fotovoltaicas de perovskita son factibles a nivel técnico, el problema final no puede separarse de la demanda de reducción de costos y mejora de la eficiencia en la industria fotovoltaica. Esto significa que las baterías de perovskita deben resolver no solo la estabilidad del producto en sí, la rápida tasa de deterioro de la eficiencia y el contenido de plomo tóxico durante la etapa de producción. La cuestión más fundamental es que si queremos reemplazar gradualmente la situación actual del mercado dominada por las baterías de silicio cristalino, debemos promover rápidamente la cadena industrial de baterías fotovoltaicas de perovskita eficiente y de bajo costo y la capacidad de producción en masa.
Con el progreso continuo de la tecnología de baterías de perovskita, el crecimiento de la demanda del mercado, la inversión de capital y el apoyo político continuo, tenemos todas las razones para creer que se espera que las baterías de perovskita alcancen gradualmente aplicaciones comerciales a gran escala y se conviertan en un pilar importante del sector fotovoltaico. industria.
En RONGSTAR Energy estamos orgullosos de desempeñar un papel en el desarrollo global de la energía solar. Contamos con años de experiencia en la distribución y suministro mayorista de paneles solares fotovoltaicos, inversores, construcción, sistemas de almacenamiento y otros componentes para la energía fotovoltaica. Ver más productos y soluciones fotovoltaicas- Inversores Deye,Panel SOLAR DOS,Distribuidor Inversor Solar APsystems (rongstar.com).
Soporta red IPv6
