KAWASAKI, Japonia i OSAKA, Japonia – (BUSINESS WIRE) – Firma Panasonic Corporation osiągnęła najwyższy na świecie perowskitowy moduł słoneczny, opracowując lekką technologię wykorzystującą podłoża szklane i metody powlekania wielkopowierzchniowego w oparciu o druk atramentowy (Powierzchnia apertury 802 cm2: długość 30 cm x szerokość 30 cm x grubość 2 mm) Sprawność konwersji energii (16,09%).Osiągnięto to w ramach projektu japońskiej Organizacji Rozwoju Technologii Przemysłowych Nowej Energii (NEDO), która pracuje nad „opracowaniem technologii w celu zmniejszenia kosztów wytwarzania energii w ramach wysokowydajnego i niezawodnego wytwarzania energii fotowoltaicznej” w celu promowania powszechnego stosowania uniwersalne wytwarzanie energii słonecznej.
Niniejsza informacja prasowa zawiera treści multimedialne.Pełny komunikat prasowy jest dostępny pod adresem: https://www.businesswire.com/news/home/20200206006046/en/
Ta metoda powlekania oparta na drukarkach atramentowych, która może pokryć duże obszary, zmniejsza koszty produkcji komponentów.Ponadto ten wielkopowierzchniowy, lekki i wysokowydajny moduł może zapewnić wydajne wytwarzanie energii słonecznej w miejscach takich jak fasady, gdzie trudno jest zainstalować tradycyjne panele słoneczne.
W przyszłości NEDO i Panasonic będą w dalszym ciągu udoskonalać materiały warstwy perowskitu, aby osiągnąć wysoką wydajność porównywalną z ogniwami słonecznymi z krzemu krystalicznego, a także opracowywać technologię do praktycznych zastosowań na nowych rynkach.
1. Kontekst Ogniwa słoneczne z krzemu krystalicznego, najczęściej stosowane na świecie, znalazły rynki w japońskich megawatowych wielkoskalowych sektorach energii słonecznej, budynkach mieszkalnych, fabrykach i obiektach użyteczności publicznej.Aby dalej penetrować te rynki i uzyskać dostęp do nowych, niezwykle ważne jest tworzenie lżejszych i większych modułów słonecznych.
Perowskitowe ogniwa słoneczne*1 mają przewagę konstrukcyjną, ponieważ ich grubość, łącznie z warstwą wytwarzającą energię, stanowi tylko jeden procent grubości ogniw słonecznych z krzemu krystalicznego, zatem moduły perowskitowe mogą być lżejsze niż moduły z krzemu krystalicznego.Lekkość umożliwia różnorodne metody instalacji, np. na fasadach i oknach przy użyciu przezroczystych elektrod przewodzących, co może przyczynić się do powszechnego przyjęcia budynków o zerowym zużyciu energii netto (ZEB*2).Ponadto, ponieważ każdą warstwę można nakładać bezpośrednio na podłoże, umożliwiają one tańszą produkcję w porównaniu z tradycyjnymi technologiami procesowymi.Właśnie dlatego perowskitowe ogniwa słoneczne przyciągają uwagę jako ogniwa słoneczne nowej generacji.
Z drugiej strony, chociaż w technologii perowskitów osiąga się efektywność konwersji energii na poziomie 25,2%*3 porównywalną z ogniwami słonecznymi z krzemu krystalicznego, w przypadku małych ogniw trudno jest równomiernie rozprowadzić materiał na całym dużym obszarze przy użyciu tradycyjnej technologii.Dlatego efektywność konwersji energii ma tendencję do zmniejszania się.
W tym kontekście NEDO realizuje projekt „Rozwój technologii w celu zmniejszenia kosztów wytwarzania energii przez wysokowydajne i niezawodne wytwarzanie energii fotowoltaicznej”*4, aby promować dalsze rozpowszechnianie wytwarzania energii słonecznej.W ramach projektu Panasonic opracował lekką technologię wykorzystującą podłoża szklane oraz metodę powlekania wielkopowierzchniowego opartą na metodzie atramentowej, która polega na wytwarzaniu i kondycjonowaniu atramentów nakładanych na podłoża pod perowskitowe moduły słoneczne.Dzięki tym technologiom firma Panasonic osiągnęła najwyższą na świecie efektywność konwersji energii wynoszącą 16,09%*5 w przypadku perowskitowych modułów ogniw słonecznych (powierzchnia apertury 802 cm2: długość 30 cm x szerokość 30 cm x szerokość 2 mm).
Ponadto metoda powlekania wielkopowierzchniowego przy użyciu metody atramentowej podczas procesu produkcyjnego również pomaga obniżyć koszty, a duża powierzchnia, lekkość i wysoka wydajność konwersji modułu umożliwiają instalację na fasadach i innych obszarach, które są trudne do zainstalowania przy użyciu tradycyjnych panele słoneczne.Wysokowydajna generacja energii słonecznej w obiekcie.
Udoskonalając materiał warstwy perowskitu, Panasonic dąży do osiągnięcia wysokiej sprawności porównywalnej z ogniwami słonecznymi z krzemu krystalicznego i stworzenia technologii mającej praktyczne zastosowanie na nowych rynkach.
2. Wyniki Koncentrując się na metodzie powlekania atramentowego, która umożliwia dokładne i równomierne powlekanie surowców, Panasonic zastosował tę technologię do każdej warstwy ogniwa słonecznego, w tym warstwy perowskitu na szklanym podłożu, i uzyskał moduły wielkopowierzchniowe o wysokiej wydajności.Efektywność konwersji energii.
[Kluczowe punkty rozwoju technologii] (1) Poprawa składu prekursorów perowskitu, odpowiednich do powlekania atramentowego.Wśród grup atomowych tworzących kryształy perowskitu metyloamina powoduje problemy ze stabilnością termiczną podczas procesu ogrzewania podczas produkcji komponentów.(Metyloamina jest usuwana z kryształu perowskitu pod wpływem ciepła, niszcząc części kryształu).Przekształcając pewne części metyloaminy w wodór formamidyny, cez i rubid o odpowiednich średnicach atomowych, odkryli, że metoda ta skutecznie stabilizuje kryształy i pomaga poprawić efektywność konwersji energii.
(2) Kontrolowanie stężenia, ilości powłoki i szybkości powlekania atramentem perowskitowym W procesie tworzenia folii przy użyciu metody powlekania atramentowego powlekanie wzorcowe jest elastyczne, podczas gdy tworzenie wzoru punktowego materiału i powierzchni każdej warstwy ma kluczowe znaczenie.Aby sprostać tym wymaganiom, dostosowując stężenie atramentu perowskitowego do określonej zawartości oraz precyzyjnie kontrolując ilość i prędkość powłoki podczas procesu drukowania, uzyskano wysoką efektywność konwersji energii dla elementów wielkopowierzchniowych.
Optymalizując te technologie za pomocą procesu powlekania podczas tworzenia każdej warstwy, firmie Panasonic udało się przyspieszyć wzrost kryształów oraz poprawić grubość i jednorodność warstw kryształów.W rezultacie osiągnęli sprawność konwersji energii na poziomie 16,09% i posunęli się o krok bliżej praktycznych zastosowań.
3. Planowanie po wydarzeniu Osiągając niższe koszty procesu i mniejszą wagę wielkopowierzchniowych modułów perowskitowych, NEDO i Panasonic zaplanują otwarcie nowych rynków, na których ogniwa słoneczne nigdy nie były instalowane i wdrażane.W oparciu o rozwój różnych materiałów związanych z perowskitowymi ogniwami słonecznymi, NEDO i Panasonic dążą do osiągnięcia wysokiej wydajności porównywalnej z ogniwami słonecznymi z krzemu krystalicznego i zwiększenia wysiłków na rzecz obniżenia kosztów produkcji do 15 jenów/wat.
Wyniki zaprezentowano podczas Międzynarodowej Konferencji Azji i Pacyfiku na temat perowskitów, fotowoltaiki organicznej i optoelektroniki (IPEROP20) w Międzynarodowym Centrum Konferencyjnym Tsukuba.Adres URL: https://www.nanoge.org/IPEROP20/program/program
[Uwaga]*1 Ogniwo słoneczne perowskitowe Ogniwo słoneczne, którego warstwa pochłaniająca światło składa się z kryształów perowskitu.*2 Budynek o zerowej energii netto (ZEB) ZEB (budynek o zerowej energii netto) to budynek niemieszkalny, który utrzymuje jakość środowiska wewnętrznego oraz osiąga oszczędność energii i energię odnawialną poprzez zainstalowanie kontroli obciążenia energią i wydajnych systemów, ostatecznie celem jest zapewnienie roczny bilans bazy energetycznej do zera.*3 Sprawność konwersji energii wynosząca 25,2% Koreański Instytut Badawczy Technologii Chemicznej (KRICT) i Massachusetts Institute of Technology (MIT) wspólnie ogłosiły światowy rekord efektywności konwersji energii w przypadku akumulatorów o małej powierzchni.Najlepsza wydajność ogniw badawczych (wersja z dnia 11.05.2019 r.) – NREL*4 Opracowanie technologii pozwalających obniżyć koszty wytwarzania energii z wysokowydajnej i niezawodnej energii fotowoltaicznej – Tytuł projektu: Obniżenie kosztów wytwarzania energii z wysokowydajnych ogniw fotowoltaicznych , niezawodne wytwarzanie energii fotowoltaicznej Rozwój technologii/Innowacyjne badania nad nowymi strukturalnymi ogniwami słonecznymi/Innowacyjna, tania produkcja i badania – Czas trwania projektu: 2015-2019 (rocznie) – Odniesienie: Komunikat prasowy wydany przez NEDO w dniu 18 czerwca 2018 r. „The największe na świecie ogniwo słoneczne oparte na module fotowoltaicznym z perowskitu filmowego” https://www.nedo.go.jp/english/news/AA5en_100391.html*5 Efektywność konwersji energii 16,09% Japonia Narodowy Instytut Zaawansowanej Nauki i Technologii Przemysłowej Wartość efektywności energetycznej mierzony metodą MPPT (metoda śledzenia maksymalnego punktu mocy: metoda pomiaru bliższa wydajności konwersji w rzeczywistym użyciu).
Panasonic Corporation jest światowym liderem w opracowywaniu różnych technologii elektronicznych i rozwiązań dla klientów z branży elektroniki użytkowej, gospodarstw domowych, motoryzacji i B2B.W 2018 r. firma Panasonic obchodziła 100-lecie istnienia i rozszerzyła swoją działalność na cały świat, posiadając obecnie łącznie 582 spółki zależne i 87 spółek stowarzyszonych na całym świecie.Na dzień 31 marca 2019 r. skonsolidowana sprzedaż netto osiągnęła 8,003 biliona jenów.Panasonic angażuje się w poszukiwanie nowej wartości poprzez innowacje w każdym dziale i stara się wykorzystywać technologię firmy do tworzenia lepszego życia i lepszego świata dla klientów.
Czas publikacji: 05 grudnia 2023 r