O se talanoaga puupuu i ituaiga sela sola

O le malosi o le la sa avea muamua ma fa'asao o va'a va'alele fa'alelei ma nisi o mea fa'alelei, ae ua le o toe iai. I le sefulu tausaga talu ai, o le malosi o le la ua suia mai se puna o le malosi faʻapitoa i se pou autu o le faʻafanua o le malosi o le lalolagi.

O loʻo faʻaauau pea ona faʻaalia le lalolagi i le tusa ma le 173,000TW o faʻamalama o le la, lea e sili atu ma le sefulu taimi le manaʻoga o le eletise i le lalolagi atoa.

[1] O lona uiga o le malosi ole la e mafai ona fa'amalieina uma tatou mana'oga.

I le afa muamua o le 2023, o le gaosiga o le la e tusa ma le 5.77% o le aofaʻi o le eletise a Amerika, mai le 4.95% i le 2022.

[2] E ui lava o suauʻu faʻasolosolo (e masani lava o le kesi faʻalenatura ma koale) e tusa ma le 60.4% o le gaosiga o le eletise a Amerika i le 2022,

[3] Ae o le tuputupu aʻe o le malosi o le la ma le televave o le atinaʻeina o tekonolosi o le la e tatau ona gauai atu i ai.

 

Ituaiga o sela sola

 

I le taimi nei, e tolu vaega tetele o sela sola (faʻapitoa foi o le photovoltaic (PV) cell) i luga o le maketi: tioata, ata manifinifi, ma tekonolosi faʻaalia. O nei ituaiga maa e tolu e iai a latou lava tulaga lelei i le tulaga o le lelei, tau, ma le ola.

 

01 tioata

O le tele o fale o le fale o lo'o faia i luga o le fale e faia mai le silikoni monocrystalline maualuga mama. O lenei ituaiga maa ua ausia le lelei o le sili atu i le 26% ma le ola tautua o le sili atu i le 30 tausaga i tausaga talu ai nei.

[4] E tusa ma le 22% le lelei o lo'o i ai nei o le la fale.

 

Polycrystalline silicon tau e itiiti ifo nai lo monocrystalline silicon, ae itiiti le lelei ma e puupuu lona olaga. O le maualalo o le lelei o lona uiga e sili atu paneta ma sili atu vaega e manaʻomia.

 

sela sola faʻavae i luga o le tele-junction gallium arsenide (GaAs) tekinolosi e sili atu le lelei nai lo le masani a le la. O nei sela e iai lona fausaga e tele, ma e faaaogā e vaega taʻitasi se mea eseese, e pei o le indium gallium phosphide (GaInP), indium gallium arsenide (InGaAs) ma le germanium (Ge), e mitiia ai galu eseese o le la. E ui lava o nei sela multijunction e faʻamoemoe e ausia le maualuga o le faʻaogaina, ae o loʻo mafatia pea i le maualuga o tau o gaosiga ma suʻesuʻega ma atinaʻe le matutua, lea e faʻatapulaʻaina ai a latou pisinisi faʻapisinisi ma faʻaoga aoga.

 

02 ata tifaga

O le tulaga masani o oloa manifinifi ata-ata photovoltaic i le maketi o le lalolagi o le cadmium telluride (CdTe) photovoltaic modules. E faitau miliona ia modules ua faʻapipiʻiina i le salafa o le lalolagi, faʻatasi ai ma le maualuga o le gaosiga o malosiaga e sili atu i le 30GW. E masani ona faʻaaogaina mo le gaosiga o le eletise i le Iunaite Setete. falegaosimea.

 

I lenei tekinolosi manifinifi, o le 1-sikuea-mita sola module e itiiti ifo le cadmium nai lo le AAA-size nickel-cadmium (Ni-Cd) maa. E le gata i lea, o le cadmium o loʻo i totonu o le la o loʻo fusifusia i le tellurium, lea e le mafai ona faʻafefe i le vai ma tumau pea i le vevela e oʻo atu i le 1,200°C. O mea nei e fa'aitiitia ai lamatiaga oona o le fa'aogaina o le cadmium telluride i maa manifinifi.

 

O mea o loʻo i totonu o le tellurium i le paʻu o le lalolagi e naʻo le 0.001 vaega i le miliona. E pei lava o le platinum o se elemene e le masani ai, o le tau o le tellurium e mafai ona matua afaina ai le tau o le cadmium telluride module. Ae ui i lea, e mafai ona faʻaitiitia lenei faʻafitauli e ala i faiga toe faʻaaogaina.

O le lelei o le cadmium telluride modules e mafai ona oʻo atu i le 18.6%, ma le malosi o le maa i totonu o le fale suʻesuʻe e mafai ona sili atu i le 22%. [5] Faʻaaogaina o le arsenic doping e sui ai le copper doping, lea na faʻaaogaina mo se taimi umi, e mafai ona faʻaleleia atili le ola module ma oʻo atu i se tulaga e faʻatusatusa i maa tioata.

 

03Tekinolosi ua alia'e mai

 

Fa'atekonolosi photovoltaic fa'atupuina e fa'aogaina ai ata manifinifi (i lalo ifo o le 1 micron) ma faiga fa'apipi'i tuusa'o o le a fa'aitiitia ai tau o le gaosiga ma tu'uina atu semiconductors maualuga mo sela sola. O nei tekonolosi e fa'amoemoe e avea ma fa'atauva i mea fa'amautu e pei o le silicon, cadmium telluride ma le gallium arsenide.

 

[6] E tolu tekinolosi ata manifinifi lauiloa i lenei fanua: kopa zinc tin sulfide (Cu2ZnSnS4 poʻo CZTS), zinc phosphide (Zn3P2) ma tasi-pa puipui carbon nanotubes (SWCNT). I totonu o se fale su'esu'e, o le copper indium gallium selenide (CIGS) sola sela ua o'o i le maualuga maualuga o le 22.4%. Ae ui i lea, o le toe faia o ia tulaga lelei i luga o se tulaga faapisinisi e tumau pea le luitau.

[7] Lead halide perovskite manifinifi sela o se lalelei fou faatekonolosi la. O le Perovskite o se ituaiga o vailaʻau faʻatasi ai ma se fausaga tioata masani o le fua faʻatatau ABX3. O se minerale samasama, enaena po'o le uliuli o lona vaega autu o le calcium titanate (CaTiO3). Perovskite tandem solar cell fa'atauga fa'apisinisi-fa'avae fa'a-silikoni na gaosia e le kamupani Peretania o Oxford PV ua ausia se fa'amaumauga lelei o le 28.6% ma o le a fa'aulu i le gaosiga i lenei tausaga.

[8] I totonu o ni nai tausaga, ua ausia e le perovskite solar cell le lelei e pei o le cadmium telluride thin-film cell o iai. I le amataga o suʻesuʻega ma le atinaʻeina o maʻa perovskite, o le umi o le ola o se faʻafitauli tele, e matua puupuu lava e mafai ona faʻatatau i masina.

I aso nei, o sela perovskite o loʻo i ai le ola tautua o le 25 tausaga pe sili atu. I le taimi nei, o le lelei o le perovskite solar cell e maualuga le liua o le liua (sili atu i le 25%), maualalo tau gaosiga ma maualalo le vevela e manaʻomia mo le gaosiga o gaosiga.

 

Fausiaina tu'ufa'atasiga o le la

 

O nisi o sela o le la ua mamanuina e pu'eina na o se vaega o le fusi o le la ae faatagaina le malamalama vaaia e ui atu. O nei sela manino ua taʻua o le dye-sensitized solar cell (DSC) ma na fanau mai i Suiselani i le 1991. O taunuʻuga fou a le R&D i tausaga talu ai ua faʻaleleia atili ai le lelei o DSCs, ma atonu e le o toe mamao ae o nei paneta sola i luga o le maketi.

 

O nisi kamupani latou te fa'auluina nanoparticles inorganic ile polycarbonate fa'ata tioata. O nanoparticles i lenei tekinolosi e faʻafeiloaʻi vaega patino o le fusi o alaleo i le pito o le tioata, faʻatagaina le tele o alaleo e ui atu. O le malamalama o loʻo faʻatumauina i le pito o le tioata e faʻaogaina e sela sola. E le gata i lea, o loʻo suʻesuʻeina nei tekinolosi mo le faʻaogaina o mea ata tifaga manifinifi perovskite i faʻamalama o le la ma le fausiaina o puipui i fafo.

 

Mea mata e mana'omia mo le malosi o le la

Ina ia faʻateleina le gaosiga o le la, o le manaʻoga mo le laʻuina o mea taua e pei o le silikoni, siliva, kopa ma le alumini o le a faʻateleina. Fai mai le Matagaluega o Malosiaga a Amerika, e tusa ma le 12% o le silicon metallurgical grade silicon (MGS) o le lalolagi o loʻo gaosia e avea ma polysilicon mo paneta o le la.

 

O Saina o se tagata taʻalo tele i lenei matata, gaosia pe tusa ma le 70% o le MGS a le lalolagi ma le 77% o le polysilicon supply i le 2020.

 

O le fa'agasologa o le fa'aliliuina o le silikoni i le polysilicon e mana'omia ai le maualuga o le vevela. I Saina, o le malosi mo nei faiga e masani lava ona sau mai le koale. O Xinjiang o loʻo i ai le tele o le koale ma le maualalo o tau eletise, ma o lona gaosiga o le polysilicon e maua ai le 45% o le gaosiga o le lalolagi.

 

[12]O le gaosiga o paneta o le la e fa'aaogaina ai le tusa ma le 10% o le siliva a le lalolagi. O le la'uina o siliva e masani lava ona tupu i Mekisiko, Saina, Peru, Chile, Ausetalia, Rusia ma Polani ma e mafai ona o'o atu ai i fa'afitauli e pei o le mamafa o le uamea ma le fa'amalosia o le si'itia o nu'u.

 

O le la'uina o kopa ma le alumini o lo'o iai fo'i ni lu'itau ile fa'aogaina o fanua. Ua matauina e le US Geological Survey o Chile e 27% o le gaosiga o le kopa i le lalolagi atoa, sosoo ai ma Peru (10%), Saina (8%) ma le Democratic Republic of Congo (8%). E talitonu le International Energy Agency (IEA) afai e oo atu i le 100% le faʻaaogaina o le malosi faʻafouina i le lalolagi i le 2050, o le manaʻoga mo le kopa mai galuega a le la o le a toetoe faatoluina.

[13]Fa'ai'uga

 

Po o le a avea le malosi o le la i se aso e avea ma puna autū o le malosi? O le tau o le malosi o le la o loʻo pa'ū ma faʻaleleia le lelei. I le taimi nei, e tele auala eseese o le la e filifili mai ai. O afea o le a tatou iloa ai se tasi pe lua tekinolosi ma faʻaoga moni? E fa'afefea ona tu'ufa'atasia le malosi o le la i le fa'asologa?

 

Ole suiga ole malosi ole la mai le fa'apitoa i le fa'apitoa e fa'ailoa ai lona gafatia e fa'afetaui ma sili atu i lo tatou mana'oga malosi. E ui o lo'o pulea nei le maketi o sela tioata tioata, o le aga'i i luma i tekonolosi manifinifi ma fa'atekonolosi fa'afou e pei o le cadmium telluride ma perovskites o lo'o saunia ai le ala mo le sili atu ona lelei ma tu'ufa'atasia le fa'aogaina o le la. O le malosi o le la o loʻo feagai pea ma le tele o luʻitau, e pei o le siʻosiʻomaga o le laʻuina o mea mataʻutia ma fagu i le gaosiga, ae mulimuli ane, o se pisinisi televave, fou ma faʻamoemoeina.

 

Faatasi ai ma le paleni sa'o o le alualu i luma faatekinolosi ma faiga gafataulimaina, o le tuputupu aʻe ma le atinaʻeina o le malosi o le la o le a saunia ai le auala mo se lumanaʻi mama, sili atu le malosi. Ona o lenei mea, o le a faʻaalia ai le tuputupu aʻe tele i le US malosi faʻafefiloi ma faʻamoemoe e avea ma fofo gafataulimaina o le lalolagi.