Sors: nsenergybusiness.com
Oxford PV se ssir l-ewwel kumpanija li s-sena d-dieħla tbiegħ ċelloli solari bbażati fuq il-perovskite-silikon lis-suq tal-bjut residenzjali.
Oxford PV juża kunċett ta '"tandem" li fih film irqiq ta' perovskite jiġi applikat għal ċellula primarja tas-silikon konvenzjonali (Kreditu: Oxford PV)
Oxford PV, li jiddeskrivi lilu nnifsu bħala "l-kumpanija tal-perovskite", qed jippjana li jkun attur ewlieni f'dak li jara bħala l-futur li jaħdem bl-elettriku li jaħdem bl-enerġija solari. James Varley, kittieb għar-rivista Modern Power Systems, jagħti ħarsa lejn kif kumpanija timmira li tilħaq dik il-mira.
Is-sena d-dieħla, jekk kollox imur għall-pjan, Oxford PV issir l-ewwel kumpanija li tbigħ ċelloli solari bbażati fuq perovskite-silikon lis-suq residenzjali tal-bjut. Huma se jkollhom effiċjenza potenzjalment li tinbidel il-logħba, madwar 20% ogħla mit-teknoloġija attwali attwali, ċelloli biss tas-silikon.
Oxford PV juża kunċett ta '"tandem" li fih film irqiq ta' perovskite jiġi applikat għal ċellula konvenzjonali tas-silikon primarju (jew tal-qiegħ) (il-ħxuna tal-perovskite tkun madwar 1/200 ta 'dik tas-silikon).
Dan l-approċċ tandem itejjeb il-ħila li jaqbad partijiet speċifiċi tal-ispettru solari, partikolarment fit-tarf blu ta 'enerġija għolja, li jfisser li ċ-ċellula tandem perovskite-on-silikon għandha limitu ta' effiċjenza teoretika ta '43% vs 29% għal silikon biss ċelloli.
Fil-prattika, l-effiċjenza medja tal-PV tas-silikon residenzjali installat sal-lum hija fil-medda ta '15-20%, filwaqt li l-massimu tad-"dinja reali" għas-silikon huwa stmat li huwa madwar 26%.
Iċ-ċelloli tandem ta ’Oxford PV prodotti kummerċjalment kmieni huma mistennija li jiksbu effiċjenza ta’ madwar 27% inizjalment, iżda l-kumpanija tantiċipa titjib kostanti hekk kif it-teknoloġija tiżviluppa fis-snin li ġejjin. "Għandna pjan direzzjonali ċar biex nieħdu din it-teknoloġija lil hinn minn 30%," jgħid il-Kap Eżekuttiv Frank Averdung.
Dr Chris Case, CTO f'Oxford PV, jinnota li mill-2014, meta l-kumpanija ddeċidiet li tiffoka esklussivament fuq it-tandem perovskite-Si, hija żiedet l-effiċjenza taċ-ċellula solari tagħha bejn wieħed u ieħor b'punt perċentwali fis-sena bħala medja u għandha triq u l-pedamenti teoretiċi biex tkompli tiżviluppa din it-teknoloġija sa l-ogħla 30s.
Ċellula ta 'riċerka li tuża t-teknoloġija ta' Oxford PV diġà kisbet 29.52% (kif iċċertifikat mill-Laboratorju Nazzjonali ta 'l-Enerġija Rinnovabbli ta' l-Istati Uniti), rekord dinji taċ-ċelloli tandem tal-perovskite-Si u wkoll aħjar minn kwalunkwe ċellula ta 'riċerka ta' junction waħda (li għaliha r-rekord attwali, 29.2%, hija miżmuma minn ċellula li tuża GaAs).
Perovskite ġie skopert għall-ewwel darba fil-forma minerali tiegħu li tinstab b’mod naturali (CaTiO3) fl-1839 (b’kumbinazzjoni fl-istess sena li l-effett fotovoltajku ġie osservat għall-ewwel darba, jindika Chris Case). Iżda huwa biss fl-aħħar għaxar snin jew hekk li l-potenzjal enormi tal-perovskiti sintetiċi bħala materjal għaċ-ċelloli solari ġie rikonoxxut għal kollox.
Il-Prof Henry Snaith, li ko-waqqaf Oxford PV fl-2010 biex jikkummerċjalizza t-teknoloġija solari trasferita mil-laboratorju tiegħu fl-Università ta ’Oxford (u huwa l-uffiċjal xjentifiku ewlieni tal-kumpanija), kellu rwol ewlieni f’dan, b’mod partikolari permezz ta’ dokument ippubblikat fix-Xjenza. fl-2012, li tiddeskrivi teknoloġija vijabbli taċ-ċelloli solari fi stat solidu li tuża perovskite ta 'alidi tal-metall.
Il-progress matul l-aħħar 10 snin kien notevolment mgħaġġel u l-perovskiti qed jattiraw interess dejjem akbar fil-qasam solari.
Bħall-materjali kollha użati fl-applikazzjonijiet taċ-ċelloli solari, il-perovskiti - li għalihom il-formula kimika ġenerika hija ABX3, fejn A u B huma katjoni u X huwa l-anjoni - huma semi-kondutturi.
"Il-Perovskites se jkunu kullimkien fil-fotonika u l-elettronika għall-50-100 sena li ġejjin," jemmen Chris Case. "Huwa dak l-isturdament ta 'materjal."
Mil-lat tax-xjenza tal-materjali, "hemm uniċità, hu għalhekk li hija daqshekk tajba," huwa jżid. “Kull wieħed mill-atomi huwa orjentat bħala sett ta 'ottaħdri li huma stivati fuq xulxin, u mibrumin. Dak it-tidwir jippermetti diffużjoni fotokurrenti għolja 'anomala', u dan huwa pjuttost uniku għal din l-istruttura, u n-nies qed jisfruttaw din il-proprjetà ... Dan l-għalf huwa kbir, huwa inkredibbilment trasformattiv. "
Ukoll, il-materjali użati għal perovskiti sintetiċi huma abbundanti, u l-ammont użat għal kull unità ta 'produzzjoni taċ-ċellula huwa żgħir ħafna. "Allura, mil-lat tar-riżorsi, it-teknoloġija tista 'tiġi skalata għall-ħafna livell TW", tgħid Case.
U minbarra li wrew effiċjenza rekord, ċelloli u moduli li jużaw it-teknoloġija ta 'Oxford PV ukoll "għaddew minn testijiet ta' affidabilità mkejla esternament mill-Kummissjoni Internazzjonali Elettroteknika", huwa jżid.
Ir-rotta għas-suq
"Ix-xjenzati għamlu xogħolhom," jgħid Frank Averdung. “Huma identifikaw il-materjal. Huma għamlu l-istruttura. Huma ħadmu biex jagħmluha stabbli u indirizzaw tħassib dwar id-durabilità u l-ħajja. Il-mistoqsija li għandna nsibu tweġiba għaliha issa hija: kif nikkummerċjalizzawha? "
Huwa jgħid li l-isfida hija waħda li jiffaċċjaw kważi kull start-up b'xi ħaġa ġdida. “Għandek suq stabbilit. Int stabbilixxejt atturi fis-suq. Għandek xi ħaġa ferm aħjar. Imma kif iġġiegħel lin-nies iħaddnuha? Kif tagħmel dan iseħħ? "
Kif jindika, l-atturi stabbiliti huma kumpaniji ta 'bosta biljuni ta' dollari u investew biljuni f'infrastruttura tal-manifattura. "Huma tassew interessati li jarmu dak kollu u jagħmlu xi ħaġa ġdida?" jistaqsi Averdung.
L-aħbar it-tajba hija li t-teknoloġija tandem ta 'Oxford PV, bis-silikon bħala ċ-ċellula primarja, ma teħtieġx it-tneħħija tat-teknoloġija tal-manifattura eżistenti u "ma tfixkilx l-industrija", u dan huwa benefiċċju ewlieni.
"Meta npoġġu ċellula rqiqa tal-perovskite fuq in-naħa ta 'fuq taċ-ċellula' primarja 'tas-silikon, xorta jkollha l-istess fattur tal-forma u xorta tidher qisha ċellula Si konvenzjonali, iżda l-vultaġġ tal-ħruġ huwa ogħla," tgħid Averdung. “Tista 'tuża l-istess għodda u ddaħħalhom fl-istess moduli. Id-daqs tal-pannell huwa l-istess. Kollox huwa l-istess. Imma int tieħu ħafna aktar enerġija. "
F'termini ta 'dehra l-utent aħħari ma jinduna b'ebda differenza kbira, ħlief li "jidher ftit isbaħ", huwa jżid.
Fl-2015, Oxford PV wera li ċ-ċellula tandem kienet fattibbli, iżda kellha bżonn "iġġibha għall-fattur tal-forma meħtieġ", huwa jispjega, u għalhekk kien jeħtieġ linja ta 'produzzjoni pilota jew "fabbrika użata".
Fabbrika bħal din instabet fi Brandenburg an der Havel, il-Ġermanja, u ġiet akkwistata fl-2016. "Kien kbir wisq għalina dak iż-żmien imma kienet adattata perfettament għal-linja pilota tagħna ta 'film irqiq", li kienet qed taħdem fl-2017 , ”Jgħid Averdung.
"Ir-rwol tal-linja pilota kien, u għadu, essenzjalment l-ottimizzazzjoni tal-prodott, jieħu r-riżultati kollha mil-laboratorju ta 'Oxford u jkabbarhom skont il-fattur tal-forma u jwettaq ittestjar standard tal-industrija biex jivverifika li ċ-ċelloli qed jiksbu l-ħtiġijiet meħtieġa affidabilità u stabbiltà fit-tul, u li jissodisfaw il-ħtiġijiet ta 'l-industrija. "
Għal xi snin, Oxford PV ħadem ma 'sieħeb konġunt għall-iżvilupp, kumpanija kbira ħafna fin-negozju tal-fotovoltajċi, "bażikament jgħidilna dak li trid l-industrija", tgħid Averdung.
Iżda fl-2018, huwa jżid li "dak kollu nbidel", u l-kumpanija ddeċidiet li "l-aħjar u l-iktar rotta rapida għall-kummerċjalizzazzjoni tat-teknoloġija tkun li nagħmluha aħna stess, li tippermettilna nżommu l-parametri kollha tat-teknoloġija taħt il-kontroll tagħna sabiex aħna jista 'jkun ċert li l-prodott, meta ġie fis-suq kien perfettament għall-ħtiġijiet tal-klijenti ".
Dan kien jirrikjedi li d-ditta ssib investituri li jpoġġu l-flus fiha, li jippermettulha li twaqqaf operazzjoni ta 'manifattura. "Konna xxurtjati", tgħid Averdung, hekk kif instabu numru ta 'investituri ta' appoġġ. L-azzjonisti ewlenin tal-kumpanija issa jinkludu Equinor, Legal& Kapitali Ġenerali, Goldwind u Meyer-Burger.
Il-flus imdaħħla fil-kumpanija mill-investituri għamluha possibbli li tiġi aġġornata l-fabbrika ta ’Brandenburg miksuba qabel u, minbarra l-linja pilota li diġà hemm, tistabbilixxi linja sħiħa tal-manifattura taċ-ċelloli tandem f’parti differenti tal-faċilità.
Din se tkun l-ewwel linja tal-manifattura tal-volum taċ-ċelloli solari tandem tal-perovskite-on-silikon u hija mistennija li tikseb kapaċità inizjali ta ’100 megawatt (MW) madwar Q2 is-sena d-dieħla.
Iċ-ċelloli qed jinbiegħu lil dawk li jfasslu l-moduli (l-arranġamenti diġà huma fis-seħħ), u s-suq inizjali fil-mira huwa s-settur residenzjali tal-bjut "premium". F'dan is-segment tas-suq, l-ispazju huwa restrizzjoni kritika u d-densità miżjuda ta 'enerġija pprovduta miċ-ċellula tandem ta' Oxford PV hija partikolarment attraenti.
B'ħafna aktar elettriku ġġenerat matul il-ħajja tal-installazzjoni, hemm ir-rieda li tħallas premiums sostanzjali għal moduli ta 'effiċjenza għolja, jemmen Oxford PV.
Averdung jindika li l-ispejjeż taċ-ċelloli jammontaw għal proporzjon relattivament żgħir tal-ispejjeż totali ta 'installazzjoni PV residenzjali fuq il-bjut, għalhekk spejjeż miżjuda taċ-ċelloli għandhom biss effett relattivament żgħir fuq l-ekonomija ġenerali meta mqabbla mal-benefiċċji ta' produzzjoni miżjuda.
Lejn il-gigafactory
Il-linja tal-manifattura ta '100 MW, u s-suq residenzjali tal-bjut, huma meqjusa bħala l-bidu biss. Il-viżjoni ta 'Oxford PV hija dinja elettrika kollha b'perovskiti bħala teknoloġija solari mainstream. Huwa ttamat li l-aħħar rawnd ta 'finanzjament tal-kumpanija jagħtiha "l-mezzi biex tippjana l-pass li jmiss, li huwa gigafactory", tgħid Averdung.
Huwa jittama li jkollu 2 gigawatts (GW) ta 'kapaċità ta' produzzjoni operattiva sa tmiem l-2024 jew hemmhekk, u mbagħad iżid madwar 2GW fis-sena, u jilħaq aktar minn 10GW sa tmiem id-deċennju.
Inizjalment, is-suq fil-mira huwa, kif diġà nnutat, is-saqaf residenzjali premium, iżda "dan jinbidel ladarba nidħlu fil-produzzjoni fuq skala GW, allura nkunu nistgħu nindirizzaw, barra minn hekk, is-settur tal-bjut kummerċjali żgħir", tgħid Averdung , u "hekk kif nimxu għal 5GW u lil hinn, skala ta 'utilità tista' tintlaħaq".
Fuq skala ta 'utilità, "huwa kollox dwar LCOE", huwa josserva, "jekk nassumu li l-ispiża ta' l-art tiegħek hija maniġġabbli", u b'kapaċità ta 'produzzjoni ta' 5-GW "LCOE tagħna se jkun aktar kompetittiv minn ta 'ħaddieħor, iżda dak se jieħu ftit snin, ovvjament ”.
Fl-aħħar "għandna l-intenzjoni li nsiru wieħed mill-atturi ewlenin fil-fotovoltajċi", jgħid Averdung. U l-ħakma ta 'dak li Chris Case jsejjaħ il- "maġija" tal-perovskiti jista' jkun iċ-ċavetta biex tinkiseb dik l-ambizzjoni.
