Dood kooban oo ku saabsan noocyada unugyada cadceedda

Tamarta cadceedda ayaa mar ahayd kaydinta dayax gacmeedyada horumarsan iyo qaar ka mid ah qalabyada quruxda badan, laakiin taasi hadda maaha. Tobankii sano ee la soo dhaafay, tamarta qorraxdu waxay ka beddeshay il tamar wanaagsan oo ay noqotay tiir weyn oo muuqaalka tamarta adduunka ah.

Dhulku wuxuu si joogto ah u soo gaadhay qiyaastii 173,000TW oo shucaaca qoraxda ah, kaas oo toban jeer ka badan celceliska baahida koronto ee caalamiga ah.

[1] Tani waxay ka dhigan tahay in tamarta qorraxdu ay awood u leedahay inay buuxiso dhammaan baahiyaha tamarta.

Qaybtii hore ee 2023, tamarta cadceedda ayaa ka dhigan 5.77% wadarta koronto ee Maraykanka, marka loo eego 4.95% 2022.

[2] In kasta oo shidaalka fosil (inta badan gaaska dabiiciga ah iyo dhuxusha) ay ku xisaabtami doonaan ilaa 60.4% ee korontada Mareykanka sanadka 2022,

[3] Laakiin saamaynta sii kordheysa ee tamarta qoraxda iyo horumarka degdega ah ee tignoolajiyada tamarta qoraxda ayaa mudan fiiro gaar ah.

 

Noocyada unugyada cadceedda

 

Waqtigan xaadirka ah, waxaa jira saddex qaybood oo waaweyn oo ah unugyada qorraxda (sidoo kale loo yaqaan unugyada photovoltaic (PV)) ee suuqa: crystalline, filim khafiif ah, iyo tiknoolajiyada soo baxaya. Saddexdan nooc ee baytariyadu waxay leeyihiin faa'iidooyin iyaga u gaar ah marka la eego waxtarka, qiimaha, iyo cimriga.

 

01 crystal

Badi saqafka sare ee guryaha qoraxda waxaa laga sameeyaa silikoon monocrystalline nadiif ah oo nadiif ah. Noocan baytarigu waxa uu gaadhay wax ku ool ah in ka badan 26% iyo nolol adeeg oo ka badan 30 sano sanadihii u dambeeyay.

[4] Waxtarka hadda ee baalayaasha qoraxda qoysku waa ilaa 22%.

 

Silicon polycrystalline qiimo ka yar silikoon monocrystalline, laakiin waa ka tayo yar yahay oo wuxuu leeyahay cimri gaaban. Hufnaanta hoose waxay ka dhigan tahay baalal badan iyo aag badan ayaa loo baahan yahay.

 

Unugyada qorraxda iyadoo lagu salaynayo tignoolajiyada gallium arsenide (GaAs) ee isgoysyada badan leh ayaa aad uga waxtar badan unugyada qoraxda ee soo jireenka ah. Unugyadani waxay leeyihiin qaab dhismeed dhowr lakab ah, lakab kastana wuxuu isticmaalaa walxo kala duwan, sida indium gallium phosphide (GaInP), indium gallium arsenide (InGaAs) iyo germanium (Ge), si ay u nuugaan mawjadaha kala duwan ee iftiinka qorraxda. In kasta oo unugyadan isku-dhafan la filayo inay gaadhaan waxtar sare, haddana waxay weli la il daran yihiin kharashyada wax-soo-saarka oo sarreeya iyo cilmi-baadhis iyo horumarin aan qaan-gaadhin, taas oo xaddidaysa suurtagalnimadooda ganacsi iyo codsiyadooda la taaban karo.

 

02 filim

Badeecadaha caadiga ah ee filimada khafiifka ah ee suuqa caalamiga ah waa cadmium telluride (CdTe) modules photovoltaic. Malaayiin ka mid ah qalabkan ayaa lagu rakibay adduunka oo dhan, oo leh awoodda ugu sarreysa ee koronto ee in ka badan 30GW. Inta badan waxaa loo isticmaalaa koronto-soo-saarka cabbirka utility gudaha Mareykanka. warshad.

 

Tignoolajiyadan filimka khafiifka ah, moduleka qoraxda 1-square-mitir ah ayaa ka kooban cadmium ka yar kan AAA-xajmiga nikkel-cadmium (Ni-Cd). Intaa waxa dheer, cadmium-ka ku jira qaybaha qoraxda waxa ay ku xidhan tahay tellurium, kaas oo aan biyuhu ku milmi karin oo weli ku xasiloon heerkul gaadhaya 1,200°C. Arrimahani waxay yareeyaan khataraha sunta ah ee isticmaalka cadmium telluride ee baytariyada filimada khafiifka ah.

 

Waxa ku jira tellurium ee qolofta dhulka waa 0.001 qaybood oo keliya halkii milyan. Sida platinum-ku u yahay curiye naadir ah, naadirka tellurium wuxuu si weyn u saameyn karaa kharashka moduleka cadmium telluride. Si kastaba ha ahaatee, waxaa suurtogal ah in lagu yareeyo dhibaatadan iyada oo loo marayo hababka dib u warshadaynta.

Waxtarka cadmium telluride modules wuxuu gaari karaa 18.6%, iyo waxtarka batteriga ee deegaanka shaybaarku wuxuu dhaafi karaa 22%. [5] Isticmaalka dawooyinka arsenic si loogu beddelo doping copper, oo la isticmaalayey muddo dheer, waxay si weyn u wanaajin kartaa nolosha moduleka waxayna gaari kartaa heer u dhigma baytariyada crystal.

 

03 Farsamooyinka soo baxaya

 

Tiknoolajiyada sawir-qaadista ee soo ifbaxaya iyadoo la adeegsanayo filimada aadka u khafiifka ah (in ka yar 1 micron) iyo farsamooyinka meel dhigista tooska ah waxay yareyn doontaa kharashka wax soo saarka waxayna siin doontaa semiconductors tayo sare leh unugyada qorraxda. Tignoolajiyadan ayaa la filayaa inay noqdaan kuwa ku tartamaya agabka la aasaasay sida silikon, cadmium telluride iyo gallium arsenide.

 

[6] Waxa jira saddex tignoolajiyada filimada khafiifka ah ee caanka ah ee goobtan: copper zinc tin sulfide (Cu2ZnSnS4 ama CZTS), zinc phosphide (Zn3P2) iyo kaarboon nanotubes hal gidaar ah (SWCNT). Goobta shaybaadhka, copper indium gallium selenide (CIGS) unugyada qoraxda waxay gaadheen waxtarka ugu sarreeya ee 22.4%. Si kastaba ha ahaatee, ku-dabaynta heerarka waxtarka noocaas ah ee miisaan ganacsi ayaa weli ah caqabad.

[7] Unugyada filimka khafiifka ah ee perovskite halide lead waa tignoolajiyada qorraxda soo ifaysa ee soo jiidashada leh. Perovskite waa nooc ka mid ah walaxda leh qaab-dhismeedka crystal caadiga ah ee qaaciidada kiimikada ABX3. Waa macdan huruud ah, bunni ama madow ah oo qaybteeda ugu weyni ay tahay calcium titanate (CaTiO3). Unugyada cadceedda ee perovskite tandem-ka-ganacsi-ganacsiyeedka ee ay soo saartay shirkadda UK ee Oxford PV ayaa gaadhay wax-ku-oolnimo rikoor ah 28.6% waxayna gali doontaa wax soo saarka sanadkan.

[8] Dhawr sano gudahood, unugyada cadceedda ee perovskite waxay gaadheen waxtar la mid ah kuwa jira cadmium telluride unugyo-filim khafiif ah. Cilmi-baaristii hore iyo horumarinta baytariyada perovskite, noloshu waxay ahayd arrin weyn, sidaas darteed gaaban oo kaliya ayaa la xisaabin karaa bilaha.

Maanta, unugyada perovskite waxay leeyihiin nolol adeeg oo ah 25 sano ama ka badan. Waqtigan xaadirka ah, faa'iidooyinka unugyada qorraxda ee perovskite ayaa ah waxtarka beddelka sare (in ka badan 25%), kharashyada wax soo saarka hooseeya iyo heerkulka hooseeya ee looga baahan yahay habka wax soo saarka.

 

Dhisidda baalal qoraxda oo isku dhafan

 

Unugyada cadceedda qaarkood waxaa loogu talagalay inay qabtaan qayb ka mid ah spectrum cadceedda iyagoo u oggolaanaya iftiinka muuqda inuu dhex maro. Unugyadan daah-furnaanta ah waxaa loo yaqaannaa unugyada cadceedda ee dheeha-sensitized (DSC) waxayna ku dhasheen Switzerland 1991. Natiijooyinka cusub ee R&D ee sanadihii ugu dambeeyay waxay wanaajiyeen waxtarka DSC-yada, waxaana laga yaabaa inayna dheerayn ka hor intaysan suuqa soo gelin qoraxdan.

 

Shirkadaha qaarkood waxay ku shubaan nanoparticles-ka aan organic ahayn lakabyada polycarbonate ee galaaska. Nanoparticles-yada ku jira tignoolajiyadan waxay u beddelaan qaybo gaar ah oo spectrum ah cidhifka galaaska, taas oo u oggolaanaysa inta badan spectrum inay dhex maraan. Iftiinka ku urursan cidhifka muraayadda waxaa ka dibna ka faa'iidaysanaya unugyada cadceedda. Intaa waxaa dheer, tignoolajiyada lagu dabaqayo qalabka filimka khafiifka ah ee perovskite daaqadaha cadceedda ee hufan iyo dhismaha derbiyada dibadda ayaa hadda la daraaseeyaa.

 

Walxaha ceeriin ee looga baahan yahay tamarta qorraxda

Si loo kordhiyo tamarta tamarta qoraxda, baahida loo qabo macdanta alaabta ceeriin ee muhiimka ah sida silicon, silver, copper iyo aluminium ayaa kordhin doonta. Waaxda Tamarta ee Maraykanka ayaa sheegaysa in ku dhawaad ​​12% ee darajada birta ah ee Silicon (MGS) lagu farsameeyo polysilicon ee alwaaxyada qorraxda.

 

Shiinuhu waa ciyaartoyga ugu wayn goobtan, isaga oo soo saara ku dhawaad ​​70% MGS adduunka iyo 77% sahaydeeda polysilicon ee sanadka 2020.

 

Habka loogu beddelo silikon polysilicon waxay u baahan tahay heerkul aad u sarreeya. Shiinaha, tamarta hababkan waxay inta badan ka timaadaa dhuxusha. Xinjiang waxay leedahay kheyraad dhuxul ah oo aad u badan iyo koronto yar, wax soo saarkeeda polysilicon waxay ka dhigan tahay 45% wax soo saarka adduunka.

 

[12]Soosaarida baalayaasha cadceedda waxa ay cunaan ku dhawaad ​​10% lacagta aduunka. Macdanta qalinku waxay ugu horayn ka dhacdaa Mexico, China, Peru, Chile, Australia, Russia iyo Poland waxayna u horseedi kartaa dhibaatooyin ay ka mid yihiin wasakhaynta birta culus iyo raritaan qasab ah oo bulshooyinka deegaanka ah.

 

Macdanta Copper iyo aluminium sidoo kale waxay keenaysaa caqabadaha isticmaalka dhulka. Sahanka Geological Survey ee Maraykanka ayaa xusay in Chile ay ka tahay 27% wax soo saarka naxaasta adduunka, waxaana ku xiga Peru (10%), Shiinaha (8%) iyo Jamhuuriyadda Dimuqraadiga ah ee Congo (8%). Hay'adda Tamarta Caalamiga ah (IEA) waxay aaminsan tahay in haddii isticmaalka tamarta la cusboonaysiin karo ee caalamiga ahi uu gaadho 100% 2050, baahida naxaasta ee mashaariicda qoraxda waxay ku dhowaan doontaa saddex laab.

[13] Gabagabo

 

Tamarta qorraxda maalin maalmaha ka mid ah ma noqon doontaa isha ugu muhiimsan ee tamarta? Qiimaha tamarta qoraxda ayaa hoos u dhacay, waxtarkuna wuu soo hagaagayaa. Dhanka kale, waxaa jira wadooyin badan oo tignoolajiyada qoraxda oo kala duwan oo laga dooran karo. Goorma ayaan aqoonsan doonnaa hal ama laba teknoolojiyad oo ka dhigi doonnaa inay si dhab ah u shaqeeyaan? Sidee tamarta qoraxda loogu dari karaa shabkada?

 

Kobcinta tamarta qoraxda laga bilaabo takhasuska ilaa kuwa caadiga ah waxay muujisaa awoodeeda ay ku daboolayso oo ay dhaafto baahiyaheena tamarta. Halka unugyada qoraxda ee crystalline ay hadda xukumaan suuqa, horumarka tignoolajiyada-filimka khafiifka ah iyo teknoolajiyada soo ifbaxaya sida cadmium telluride iyo perovskites ayaa u gogol xaaraya si hufan oo isku dhafan codsiyada qoraxda. Tamarta tamarta qoraxda ayaa wali wajaheysa caqabado badan, sida saameynta deegaanka ee macdanta ceyriinka ah iyo caqabadaha wax soo saarka, laakiin ka dib, waa warshad si degdeg ah u koraysa, hal-abuur leh oo rajo leh.

 

Iyada oo dheellitirka saxda ah ee horumarka tignoolajiyada iyo dhaqamada waara, kobaca iyo horumarinta tamarta qoraxda ayaa wadada u xaari doonta nadiif nadiif ah, mustaqbal tamar badan. Sababtan awgeed, waxay muujin doontaa koboc weyn oo ku yimaada isku dhafka tamarta ee Maraykanka waxaana la filayaa inay noqoto xal caalami ah oo waara.