د لمریز حجرو د ډولونو په اړه لنډ بحث

لمریز انرژی یو وخت د پرمختللو فضایي بیړیو او ځینو فینسي وسایلو ساتنه وه، مګر دا نور قضیه نه ده. په تیره لسیزه کې، لمریزه انرژي د انرژۍ له یوې ځانګړې سرچینې څخه د نړۍ د انرژی د منظرې په یوه ستر ستنه بدله شوې ده.

ځمکه په دوامداره توګه د شاوخوا 173,000TW لمریز وړانګو سره مخ کیږي ، کوم چې د نړۍ د اوسط بریښنا غوښتنې لس چنده ډیر دی.

[1] دا پدې مانا ده چې د لمر انرژي زموږ د انرژۍ ټولې اړتیاوې پوره کولو وړتیا لري.

د 2023 په لومړۍ نیمایي کې، د لمریز بریښنا تولید د متحده ایاالتو د ټول بریښنا تولید 5.77٪ برخه درلوده، چې په 2022 کې د 4.95٪ څخه ډیر دی.

که څه هم فوسیل سونګ (په عمده توګه طبیعي ګاز او ډبرو سکرو) به په 2022 کې د متحده ایالاتو د بریښنا تولید 60.4٪ برخه وي،

[3] مګر د لمریزې انرژۍ مخ په زیاتیدونکي نفوذ او د لمریزې انرژي ټیکنالوژۍ ګړندی پرمختګ د پاملرنې وړ دی.

 

د لمریز حجرو ډولونه

 

اوس مهال، په بازار کې د لمریز حجرو درې لوی کټګورۍ شتون لري (د فوتوولټیک (PV) حجرو په نوم هم پیژندل کیږي): کرسټال، پتلی فلم، او راپورته کیدونکي ټیکنالوژي. دا درې ډوله بیټرۍ د موثریت، لګښت او عمر له مخې خپلې ګټې لري.

 

01 کرسټال

د کور د چت ډیری سولر تختې د لوړ پاکوالي مونوکریسټالین سیلیکون څخه جوړ شوي. دا ډول بیټرۍ په وروستیو کلونو کې د 26٪ څخه ډیر موثریت او د 30 کلونو څخه ډیر خدمت ژوند ترلاسه کړی.

[4] د کورنۍ سولر تختو اوسنی موثریت شاوخوا 22٪ دی.

 

پولی کریسټالین سیلیکون د مونوکریسټالین سیلیکون په پرتله لږ لګښت لري ، مګر لږ موثر دی او لنډ عمر لري. د ټیټ موثریت معنی دا ده چې ډیر پینلونه او ډیرې ساحې ته اړتیا ده.

 

لمریز حجرې د ملټي جنکشن ګیلیم ارسنایډ (GaAs) ټیکنالوژۍ پراساس د دودیزو شمسي حجرو په پرتله خورا مؤثره دي. دا حجرې څو پرتې جوړښت لري، او هر پرت مختلف مواد کاروي، لکه د انډیم ګالیم فاسفایډ (GaInP)، انډیم ګالیم ارسنایډ (InGaAs) او جرمینیم (Ge)، د لمر د مختلفو طول موجونو جذبولو لپاره. که څه هم دا څو اړخیزه حجرې تمه کیږي چې لوړ موثریت ترلاسه کړي، دوی لاهم د لوړ تولید لګښتونو او ناپاک تحقیق او پراختیا سره مخ دي، کوم چې د دوی سوداګریز امکانات او عملي غوښتنلیکونه محدودوي.

 

02 فلم

په نړیوال بازار کې د پتلي فلم فوتوولټیک محصولاتو اصلي جریان د کیډیم ټیلورایډ (CdTe) فوتوولټیک ماډلونه دي. ملیونونه دا ډول ماډلونه په ټوله نړۍ کې نصب شوي، د 30GW څخه ډیر د بریښنا تولید ظرفیت سره. دوی په عمده توګه په متحده ایالاتو کې د کارونې کچې بریښنا تولید لپاره کارول کیږي. فابریکه

 

د دې پتلي فلم ټیکنالوژۍ کې، د 1-مربع متره سولر ماډل د AAA په اندازې د نکل کیډیمیم (Ni-Cd) بیټرۍ په پرتله لږ کیډیم لري. برسېره پردې، په سولر ماډلونو کې کیډیمیم د ټیلوریوم سره تړلی دی، کوم چې په اوبو کې نه حل کیدونکی دی او د 1,200 ° C په لوړه تودوخه کې ثابت پاتې کیږي. دا فکتورونه د پتلی فلم بیټرۍ کې د کیډیمیم ټیلورایډ کارولو زهرجن خطرونه کموي.

 

د ځمکې په کرست کې د ټیلوریم مینځپانګه یوازې 0.001 برخې په هر ملیون کې ده. لکه څنګه چې پلاټینم یو نادر عنصر دی، د ټیلوریم نادریت کولی شي د کیډیمیم ټیلورایډ ماډل لګښت په پام کې ونیسي. په هرصورت، دا ممکنه ده چې دا ستونزه د ریسایکل کولو عملونو له لارې کمه شي.

د کیډیمیم ټیلورایډ ماډلونو موثریت کولی شي 18.6٪ ته ورسیږي، او په لابراتوار چاپیریال کې د بیټرۍ موثریت کولی شي 22٪ څخه زیات شي. [5] د مسو ډوپینګ ځای په ځای کولو لپاره د ارسنیک ډوپینګ کارول ، کوم چې د اوږدې مودې لپاره کارول کیږي ، کولی شي د ماډل ژوند خورا ښه کړي او د کریسټال بیټریو سره پرتله کولو کچې ته ورسیږي.

 

03 راپورته کیدونکې ټیکنالوژي

 

د الټرا پتلي فلمونو (له 1 مایکرون څخه کم) او مستقیم زیرمه کولو تخنیکونو په کارولو سره رامینځته شوي فوټوولټیک ټیکنالوژي به د تولید لګښت کم کړي او د لمریز حجرو لپاره د لوړ کیفیت سیمیک کنډکټر چمتو کړي. دا ټیکنالوژي تمه کیږي چې د تاسیس شوي موادو لکه سیلیکون، کیډیمیم ټیلورایډ او ګالیم ارسنایډ سره سیالي وکړي.

 

په دې برخه کې درې مشهور پتلي فلم ټیکنالوژي شتون لري: د مسو زنک ټین سلفایډ (Cu2ZnSnS4 یا CZTS)، زنک فاسفایډ (Zn3P2) او واحد دیوال کاربن نانوټوب (SWCNT). د لابراتوار په ترتیب کې، د مسو انډیم ګالیم سیلینایډ (CIGS) سولر حجرې د 22.4٪ اغیزمن لوړ موثریت ته رسیدلي. په هرصورت، په سوداګریزه کچه د دې ډول موثریت کچې تکرار یوه ننګونه ده.

[7] Lead halide perovskite پتلی فلم حجرې یو په زړه پوری راپورته کیدونکی لمریز ټیکنالوژي ده. Perovskite یو ډول ماده ده چې د کیمیاوي فورمول ABX3 یو عادي کرسټال جوړښت لري. دا یو ژیړ، نسواري یا تور منرال دی چې اصلي برخه یې کلسیم ټایټینټ (CaTiO3) ده. د سوداګریزې کچې سیلیکون پراساس پیروسکیټ ټنډیم سولر سیلونه چې د انګلستان شرکت اکسفورډ PV لخوا تولید شوي د 28.6٪ ریکارډ موثریت ترلاسه کړی او سږکال به تولید ته لاړ شي.

[8] یوازې په څو کلونو کې، د پیرووسکایټ سولر حجرو د موجوده کډیمیم ټیلورایډ پتلی فلم حجرو ته ورته وړتیاوې ترلاسه کړې. د پیرووسکایټ بیټرۍ په لومړیو څیړنو او پراختیا کې، د ژوند موده یوه لویه مسله وه، دومره لنډ چې دا یوازې په میاشتو کې محاسبه کیدی شي.

نن ورځ، د perovskite حجرو 25 کاله یا ډیر خدمت ژوند لري. اوس مهال، د perovskite لمریز حجرو ګټې د لوړ تبادلې موثریت (د 25٪ څخه ډیر)، د تولید کم لګښتونه او د تولید پروسې لپاره اړین ټیټ حرارت دی.

 

د مدغم سولر تختو جوړول

 

ځینې ​​شمسي حجرې د دې لپاره ډیزاین شوي چې یوازې د لمریز سپیکٹرم یوه برخه ونیسي پداسې حال کې چې لیدونکي رڼا ته اجازه ورکوي چې تیریږي. دا شفاف حجرې د رنګ حساس سولر حجرو (DSC) په نوم یادیږي او په 1991 کې په سویس کې زیږیدلي دي. په وروستیو کلونو کې د R&D نویو پایلو د DSCs موثریت ښه کړی، او ممکن ډیر وخت نه وي چې دا سولر تختې به په بازار کې وي.

 

ځینې ​​​​شرکتونه غیر عضوي نانو ذرات د شیشې پولی کاربونیټ پرتونو ته داخلوي. په دې ټیکنالوژۍ کې نانو ذرات د سپیکٹرم ځانګړي برخې د شیشې څنډې ته لیږدوي، چې ډیری سپیکٹرم ته اجازه ورکوي چې تیر شي. د شیشې په څنډه کې متمرکزه رڼا بیا د لمریز حجرو لخوا کارول کیږي. برسېره پردې، په شفافه سولر کړکۍ کې د پیرووسکایټ پتلی فلم موادو پلي کولو او د بهرنی دیوالونو جوړولو لپاره ټیکنالوژي اوس مهال مطالعه کیږي.

 

د لمریزې انرژۍ لپاره د اړتیا وړ خام مواد

د لمریزې بریښنا تولید زیاتولو لپاره، د مهمو خامو موادو لکه سیلیکون، سپینو زرو، مسو او المونیم کان کیندنې غوښتنه به زیاته شي. د متحده ایالاتو د انرژۍ وزارت وايي چې د نړۍ شاوخوا 12٪ فلزي درجې سیلیکون (MGS) د سولر تختو لپاره په پولیسیلیکون کې پروسس کیږي.

 

چین په دې برخه کې یو لوی لوبغاړی دی، په 2020 کې د نړۍ شاوخوا 70٪ MGS او 77٪ پولیسیلیکون اکمالات تولیدوي.

 

په پولیسیلیکون کې د سیلیکون بدلولو پروسه خورا لوړې تودوخې ته اړتیا لري. په چین کې، د دې پروسو لپاره انرژي په عمده توګه د ډبرو سکرو څخه راځي. شينجيانګ د ډبرو سکرو پراخې سرچينې او د بريښنا ټيټ لګښت لري او د پولي سليکون توليد يې د نړيوال توليد ۴۵٪ برخه جوړوي.

 

د سولر تختو تولید د نړۍ د سپینو زرو شاوخوا 10٪ مصرفوي. د سپینو زرو کان کیندنه په ابتدايي توګه په مکسیکو، چین، پیرو، چیلي، آسټرالیا، روسیه او پولنډ کې واقع کیږي او کولی شي ستونزې رامینځته کړي لکه د درنو فلزاتو ککړتیا او د ځایی ټولنو جبري ځای په ځای کول.

 

د مسو او المونیم کان کیندنې هم د ځمکې کارولو ننګونې رامینځته کوي. د متحده ایالاتو جیولوژیکي سروې یادونه کوي چې چیلي د نړۍ د مسو تولید 27٪ جوړوي، ورپسې پیرو (10٪)، چین (8٪) او د کانګو دیموکراتیک جمهوریت (8٪). د انرژۍ نړیواله اداره (IEA) په دې باور ده چې که د نړۍ د نوي کیدونکي انرژۍ کارول تر 2050 پورې 100٪ ته ورسیږي، د لمریز پروژو څخه د مسو غوښتنه به نږدې درې برابره شي.

[۱۳] پایله

 

ایا لمریزه انرژي به یوه ورځ زموږ د انرژي اصلي سرچینه شي؟ د لمریزې انرژۍ بیه راټیټه شوې او موثریت ښه کیږي. په ورته وخت کې، د غوره کولو لپاره ډیری مختلف سولر ټیکنالوژي لارې شتون لري. کله به موږ یو یا دوه ټیکنالوژي وپیژنو او دوی به واقعیا کار وکړي؟ څنګه کولای شو چی د لمریز انرژی په شبکه کی مدغم کړو؟

 

د لمریز انرژی تکامل له ځانګړتیا څخه اصلي جریان ته زموږ د انرژي اړتیاو پوره کولو او له هغې څخه د زیاتوالي وړتیا روښانه کوي. پداسې حال کې چې کرسټالین سولر حجرې اوس مهال په بازار کې تسلط لري ، د پتلي فلم ټیکنالوژۍ کې پرمختګ او راپورته کیدونکي ټیکنالوژي لکه کیډیم ټیلورایډ او پیروسکایټس د ډیر اغیزمن او مدغم سولر غوښتنلیکونو لپاره لاره هواره کوي. لمریزه انرژي لاهم له ډیری ننګونو سره مخ ده ، لکه د خامو موادو کان کیندنې چاپیریال اغیزې او په تولید کې خنډونه ، مګر له هرڅه وروسته ، دا یو ګړندی وده کونکی ، نوښتګر او ژمن صنعت دی.

 

د ټیکنالوژیکي پرمختګونو او دوامداره عملونو د سم انډول سره، د لمریزې انرژۍ وده او پراختیا به د پاکې او پراخه انرژي راتلونکي لپاره لاره هواره کړي. د دې له امله، دا به د متحده ایاالتو د انرژۍ په مخلوط کې د پام وړ وده وښيي او تمه کیږي چې یو نړیوال پایښت حل شي.