Umwandlungseffizienz 27,63 %! Die neue Perowskit-Technologie hat immer noch Schwierigkeiten, den Markt für kristalline Silizium-Solarmodule aufzurütteln

Kürzlich veröffentlichte die Khajeh Nasir Toosi University of Technology im Iran einen Bericht, in dem es heißt, dass sie durch die Verwendung der Perowskit-Materialien Methylammonium-Bleiiodid (MAPbI3) und Molybdänditellurid (MoTe2) und die Änderung der Nanostruktur in eine V-Form einen Stromumwandlungswirkungsgrad von 27,63 % erreicht haben „Verbesserte Lichtabsorption.“

Sie stellen fest, dass insbesondere MoTe2 das Potenzial für eine „kostengünstige Herstellung“ hat und „von anderen vielversprechenden Eigenschaften wie einstellbarer Bandlücke, hoher Ladungsträgermobilität, Ungiftigkeit, Vorkommen auf der Erde sowie Stabilität und Haltbarkeit profitiert“. .'

(Quelle: Niels van Loon)

Es hört sich so an, als ob die Perowskit-Technologie dem kristallinen Silizium in Bezug auf Effizienz und Kosten der Stromerzeugung überlegen ist.

Da sich die Perowskit-Technologie als ernstzunehmender Konkurrent gegenüber kristallinem Silizium herauskristallisiert, warum glauben wir immer noch, dass sie noch lange keine Bedrohung für die Marktbeherrschung von kristallinen Silizium-Solarmodulen darstellen wird?

Erstens ist die Stabilität eine große Herausforderung für Perowskit-Zellen. Die Leistung von Perowskit-Zellen lässt deutlich nach, wenn sie Umweltfaktoren wie Sauerstoffoxidation, Lichteinstrahlung und ultravioletter Strahlung ausgesetzt werden. Im Gegensatz dazu weisen kristalline Siliziumzellen aufgrund ihrer stabilen Kristallstruktur und ausgereiften Herstellungsverfahren eine hervorragende Stabilität auf, sodass sie unter verschiedenen Umgebungsbedingungen über einen langen Zeitraum stabil funktionieren können.

Laut Außenleistungsdaten von JA Solar handelt es sich um ein Verifizierungskraftwerk, das sowohl mit bifazialen N-Typ-Modulen der Serie DeepBlue 4.0 als auch mit bifazialen PERC-P-Typ-Modulen der Serie DeepBlue 4.0 ausgestattet ist und sich in Qionghai, Provinz Hainan, China, mit tropischem Monsunklima und einer durchschnittlichen Jahresrate befindet Sonnenscheindauer von ca. 2155 Stunden und eine durchschnittliche Jahrestemperatur von ca. 24°C.

Von Februar 2023 bis Juli 2023 sind in der Abbildung die Vergleichsdaten der Stromerzeugung pro Watt von n-Typ-Modulen und p-Typ-Modulen dargestellt. Beide Arten von kristallinen Silizium-Solarmodulen können in heißen und feuchten Umgebungen über einen langen Zeitraum stabil Strom erzeugen. Die durchschnittliche Stromerzeugung pro Watt beträgt etwa 4,32 kWh/kW bzw. 4,20 kWh/kW, wobei die Stromerzeugung pro Watt von n-Typ-Modulen etwa 2,9 % höher ist als die von p-Typ-Modulen.

(Quelle: JA Solar)

Darüber hinaus ist die Lebensdauer von Perowskit-Zellen relativ kurz und weit kürzer als die von kristallinen Siliziumzellen. Die normale Lebensdauer kristalliner Siliziumzellen kann über 25 Jahre betragen, während die Lebensdauer von Perowskit-Zellen meist nur wenige tausend Stunden beträgt. Dies macht es für Perowskit-Zellen schwierig, den Bedarf an langfristig stabiler Stromversorgung in praktischen Anwendungen zu decken.

Laut den von Longi auf seiner offiziellen Website veröffentlichten Produktdaten können die Module der Hi-Mo Die Lebensdauer kann sogar 25 Jahre überschreiten.

(Quelle: Longi)

Obwohl Perowskit-Zellen im Labormaßstab eine hohe Umwandlungseffizienz aufweisen, stehen sie bei der Produktion und Anwendung im Großmaßstab immer noch vor vielen technischen Herausforderungen. Im Gegensatz dazu ist der Produktionsprozess von kristallinen Siliziumzellen recht ausgereift und hocheffiziente, großflächige Solarmodule können zuverlässig hergestellt werden.

Laut der von TaiyangNews veröffentlichten Effizienzrankings liegt der höchste tatsächliche Wirkungsgrad aktueller kristalliner Silizium-Solarmodule bei 24 %, was zur ABC-Zellentechnologie von AIKO gehört. Im Vergleich zur Perowskit-Technologie, die sich noch im Labor befindet, besteht für den Markt keine Notwendigkeit, weit zu gehen und auf eine ausgewogene Entwicklung kristalliner Siliziumprodukte zu verzichten.

Aus Kostensicht schließlich bieten Perowskit-Zellen zwar gewisse Vorteile bei der Rohstoffbeschaffung und den Herstellungskosten, sie können jedoch aufgrund der Unausgereiftheit ihrer Produktionsprozesse und Stabilitätsprobleme immer noch keine wirksame Kostensenkung in der Großserienproduktion erreichen. Kristalline Siliziumzellen hingegen haben aufgrund ihrer ausgereiften Herstellungsprozesse und umfangreichen Anwendungsgrundlagen ein relativ vollständiges Industrieketten- und Kostenkontrollsystem gebildet.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Perowskit-Zellen zwar in einigen Aspekten potenzielle Vorteile bieten, aufgrund ihrer Mängel in Bezug auf Stabilität, Lebensdauer, Produktionsprozesse und Kosten jedoch immer noch nicht die kristallinen Siliziumzellen ersetzen können, die eine dominierende Stellung auf dem Solarmarkt einnehmen. In Zukunft könnten Perowskit-Zellen aufgrund der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie und der Kostensenkung in bestimmten spezifischen Bereichen oder Anwendungen eine Rolle spielen. Um kristalline Siliziumzellen vollständig zu ersetzen, müssen jedoch viele Herausforderungen bewältigt werden.

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