قۇياش ھۈجەيرىلىرىنىڭ تۈرلىرى ھەققىدە قىسقىچە مۇلاھىزە

قۇياش ئېنېرگىيىسى ئىلگىرى ئىلغار ئالەم كېمىسى ۋە بىر قىسىم ئېسىل ئۈسكۈنىلەرنىڭ قوغدىلىشى ئىدى ، ئەمما ئۇ ئەمدى ئۇنداق ئەمەس. ئۆتكەن ئون يىلدا ، قۇياش ئېنېرگىيىسى ياخشى ئېنېرگىيە مەنبەسىدىن يەر شارى ئېنېرگىيە مەنزىرىسىنىڭ ئاساسلىق تۈۋرۈكىگە ئايلاندى.

يەرشارى ئۇدا تەخمىنەن 173،000 TW قۇياش رادىئاتسىيىسىنىڭ تەسىرىگە ئۇچرايدۇ ، بۇ يەر شارىنىڭ ئوتتۇرىچە توك ئېھتىياجىنىڭ ئون ھەسسىسىدىن كۆپرەك.

[1] دېمەك ، قۇياش ئېنېرگىيىسى بىزنىڭ بارلىق ئېنېرگىيە ئېھتىياجىمىزنى قاندۇرالايدۇ.

2023-يىلىنىڭ ئالدىنقى يېرىمىدا ، قۇياش ئېنېرگىيىسى بىلەن تەمىنلەش ئامېرىكىنىڭ ئومۇمىي توك چىقىرىش مىقدارىنىڭ% 5.77 نى ئىگىلىدى ، 2022-يىلدىكى% 4.95 ئىدى.

[2] گەرچە تاشقا ئايلانغان يېقىلغۇلار (ئاساسلىقى تەبىئىي گاز ۋە كۆمۈر) 2022-يىلى ئامېرىكىنىڭ توك چىقىرىش مىقدارىنىڭ% 60.4 نى ئىگىلەيدۇ ،

[3] ئەمما قۇياش ئېنېرگىيىسىنىڭ كۈنسېرى كۈچىيىۋاتقان تەسىرى ۋە قۇياش ئېنېرگىيىسى تېخنىكىسىنىڭ تېز تەرەققىي قىلىشى دىققەت قىلىشقا ئەرزىيدۇ.

 

قۇياش ھۈجەيرىلىرىنىڭ تۈرلىرى

 

ھازىر بازاردا كىرىستال ، نېپىز پەردە ۋە يېڭىدىن گۈللىنىۋاتقان تېخنىكىلاردىن ئىبارەت ئۈچ چوڭ كاتېگورىيە (فوتوۋولت (PV) ھۈجەيرىسى دەپمۇ ئاتىلىدۇ) بار. بۇ ئۈچ خىل باتارېيەنىڭ ئۈنۈم ، تەننەرخ ۋە ئۆمرى جەھەتتە ئۆزىگە خاس ئەۋزەللىكى بار.

 

01 خرۇستال

كۆپىنچە ئۆي ئۆگزىسىدىكى قۇياش ئېنېرگىيىسى باتارېيەسى يۇقىرى ساپلىقتىكى يەككە كىرىستال كرېمنىيدىن ياسالغان. بۇ خىل باتارېيەنىڭ ئۈنۈمى% 26 تىن ئېشىپ كەتتى ، يېقىنقى يىللاردىكى مۇلازىمەت ۋاقتى 30 يىلدىن ئاشتى.

[4] ئائىلە قۇياش ئېنېرگىيىسى باتارېيەسىنىڭ ھازىرقى ئۈنۈمى تەخمىنەن% 22.

 

پولى كرىستاللىق كرېمنىينىڭ تەننەرخى يەككە كىرىستال كرېمنىيدىن تۆۋەن ، ئەمما ئۈنۈمى تۆۋەن ، ئۆمرى قىسقا. تۆۋەن ئۈنۈم دېگىنىمىز تېخىمۇ كۆپ تاختاي ۋە تېخىمۇ كۆپ رايونغا ئېھتىياجلىق.

 

قۇياش ھۈجەيرىسى كۆپ ئىقتىدارلىق گاللىي ئارسېند (GaAs) تېخنىكىسىنى ئاساس قىلغان ئەنئەنىۋى قۇياش ھۈجەيرىسىگە قارىغاندا تېخىمۇ ئۈنۈملۈك. بۇ ھۈجەيرىلەرنىڭ كۆپ قاتلاملىق قۇرۇلمىسى بار بولۇپ ، ھەر بىر قەۋەتتە ئوخشىمىغان ماتېرىيال ئىشلىتىلىدۇ ، مەسىلەن ئىندىي گال فوسفىد (GaInP) ، ئىندىي گاللىي ئارسېنسىد (InGaAs) ۋە گېرمان (Ge) قاتارلىقلار قۇياش نۇرىنىڭ ئوخشىمىغان دولقۇن ئۇزۇنلۇقىنى سۈمۈرۈۋالىدۇ. گەرچە بۇ كۆپ ئىقتىدارلىق ھۈجەيرىلەرنىڭ يۇقىرى ئۈنۈمگە ئېرىشىشىدىن ئۈمىد بار بولسىمۇ ، ئەمما ئۇلار يەنىلا يۇقىرى ئىشلەپچىقىرىش تەننەرخى ۋە پىشىپ يېتىلمىگەن تەتقىقات ۋە تەرەققىياتنىڭ ئازابىنى تارتىدۇ ، بۇ ئۇلارنىڭ سودا مۇمكىنچىلىكى ۋە ئەمەلىي قوللىنىلىشىنى چەكلەيدۇ.

 

02 film

يەر شارى بازىرىدىكى نېپىز پەردە فوتوۋولت مەھسۇلاتلىرىنىڭ ئاساسلىق ئېقىمى كادمىي تۇلۇرىد (CdTe) يورۇقلۇق ۋولت مودۇلى. دۇنيانىڭ ھەر قايسى جايلىرىغا مىليونلىغان مودۇل ئورنىتىلغان بولۇپ ، ئەڭ يۇقىرى توك چىقىرىش سىغىمى 30GW دىن ئاشىدۇ. ئۇلار ئاساسلىقى ئامېرىكىدا ئىشلىتىلىدىغان كۆلەمدىكى توك تارقىتىشقا ئىشلىتىلىدۇ. زاۋۇت.

 

بۇ نېپىز پەردە تېخنىكىسىدا ، 1 كۋادرات مېتىرلىق قۇياش مودۇلىدا كادمىينىڭ مىقدارى AAA چوڭلۇقىدىكى نىكېل كادمىي (Ni-Cd) باتارېيەسىگە قارىغاندا ئاز. بۇنىڭدىن باشقا ، قۇياش مودۇلىدىكى كادمىي چوقۇم سۇدا ئېرىمەيدۇ ، 1200 سېلسىيە گرادۇس يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا تۇراقلىق بولىدۇ. بۇ ئامىللار نېپىز پەردە باتارېيەسىدە كادمىي قېتىشمىسى ئىشلىتىشنىڭ زەھەرلىك خەۋپىنى ئازايتىدۇ.

 

يەر پوستىدىكى تېلرىينىڭ مىقدارى ھەر مىليون ئادەمدە ئاران 0.001 قىسىم. پىلاتىنا ناھايىتى ئاز ئۇچرايدىغان ئېلېمېنتقا ئوخشاش ، تېلليۇمنىڭ ئاز بولۇشى كادمىي تۇلۇرىد مودۇلىنىڭ تەننەرخىگە كۆرۈنەرلىك تەسىر كۆرسىتىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن ، يىغىۋېلىش ئادىتى ئارقىلىق بۇ مەسىلىنى پەسەيتكىلى بولىدۇ.

كادمىي تۇلۇرىد مودۇلىنىڭ ئۈنۈمى% 18.6 كە ، تەجرىبىخانا مۇھىتىدىكى باتارېيەنىڭ ئۈنۈمى% 22 تىن ئېشىپ كېتىدۇ. [5] ئارسېنلىق دوپپا ئىشلىتىش ئارقىلىق ئۇزۇندىن بۇيان ئىشلىتىلگەن مىس دوپپىنىڭ ئورنىنى ئېلىش مودۇلنىڭ ئۆمرىنى زور دەرىجىدە ياخشىلاپ ، خرۇستال باتارېيە بىلەن سېلىشتۇرغىلى بولىدىغان سەۋىيىگە يېتىدۇ.

 

03 بىرلەشتۈرۈش تېخنىكىسى

 

دەرىجىدىن تاشقىرى نېپىز پەردە (1 مىكروندىن تۆۋەن) ۋە بىۋاسىتە چۆكۈش تېخنىكىسى ئارقىلىق بارلىققا كەلگەن يورۇقلۇق ۋولت تېخنىكىسى ئىشلەپچىقىرىش تەننەرخىنى تۆۋەنلىتىدۇ ھەمدە قۇياش ئېنېرگىيىسى ھۈجەيرىسىنى ئەلا سۈپەتلىك يېرىم ئۆتكۈزگۈچ بىلەن تەمىنلەيدۇ. بۇ تېخنىكىلارنىڭ كرېمنىي ، كادمىي تلۇرىد ۋە گاللىي ئارسېند قاتارلىق مۇقىم ماتېرىياللارنىڭ رىقابەتچىسىگە ئايلىنىشىدىن ئۈمىد بار.

 

[6] بۇ ساھەدە ئۈچ خىل داڭلىق نېپىز پەردە تېخنىكىسى بار: مىس سىنىك قەلەي سۇلفىد (Cu2ZnSnS4 ياكى CZTS) ، سىنىك فوسفىد (Zn3P2) ۋە يەككە تاملىق كاربون نانو قۇتىسى (SWCNT). تەجرىبىخانىدا ، مىس ئىندىي گاللىي سېلېند (CIGS) قۇياش ھۈجەيرىسى كىشىنى ھەيران قالدۇرىدىغان چوققا ئۈنۈمگە% 22.4 كە يەتتى. قانداقلا بولمىسۇن ، بۇ خىل ئۈنۈم سەۋىيىسىنى سودا كۆلىمىگە تەقلىد قىلىش يەنىلا بىر قىيىن مەسىلە.

[7] قوغۇشۇن خالود پېروۋىسكىي نېپىز پەردە ھۈجەيرىسى كىشىنى جەلپ قىلىدىغان يېڭىدىن گۈللىنىۋاتقان قۇياش تېخنىكىسى. پېروۋىسكېت خىمىيىلىك فورمۇلا ABX3 نىڭ تىپىك خرۇستال قۇرۇلمىسىغا ئىگە ماددا. ئۇ سېرىق ، قوڭۇر ياكى قارا مىنېرال ماددا بولۇپ ، ئاساسلىق تەركىبى كالتسىي تىتانات (CaTiO3). ئەنگىلىيە ئوكسفورد PV شىركىتى ئىشلەپچىقارغان سودا كۆلىمى كرېمنىينى ئاساس قىلغان پېروۋىسكىتاد قۇياش ئېنېرگىيىسى باتارېيەسى رېكوردنى% 28.6 كە يەتكۈزدى ھەمدە بۇ يىل ئىشلەپچىقىرىشقا كىرىشتۈرۈلىدۇ.

[8] قىسقىغىنا بىر نەچچە يىلدا ، پېروۋىسكىت قۇياش ئېنېرگىيىسى ھۈجەيرىسى ھازىرقى كادمىي تېلورىد نېپىز پەردە ھۈجەيرىسىگە ئوخشاش ئۈنۈمگە ئېرىشتى. پېروسسىك باتارېيەسىنى دەسلەپكى قەدەمدە تەتقىق قىلىش ۋە تەرەققىي قىلدۇرۇشتا ، ئۆمرى بىر چوڭ مەسىلە ئىدى ، شۇڭا ئۇنى پەقەت بىر نەچچە ئايدىلا ھېسابلىغىلى بولاتتى.

بۈگۈنكى كۈندە ، perovskite ھۈجەيرىسىنىڭ خىزمەت ئۆمرى 25 يىل ياكى ئۇنىڭدىن يۇقىرى. نۆۋەتتە ، پېروۋسىك قۇياش ھۈجەيرىسىنىڭ ئەۋزەللىكى يۇقىرى ئايلىنىش ئۈنۈمى (% 25 تىن يۇقىرى) ، ئىشلەپچىقىرىش تەننەرخى تۆۋەن ۋە ئىشلەپچىقىرىش جەريانىدىكى تۆۋەن تېمپېراتۇرا.

 

بىر گەۋدىلەشتۈرۈلگەن قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيە تاختىسى ياساش

 

بەزى قۇياش ھۈجەيرىلىرى قۇياش نۇرى سپېكترىنىڭ پەقەت بىر قىسمىنى ئىگىلەش ئۈچۈن لايىھەلەنگەن بولۇپ ، كۆرۈنۈشلۈك نۇرنىڭ ئۆتۈشىگە يول قويىدۇ. بۇ سۈزۈك ھۈجەيرىلەر بوياق سېزىمچان قۇياش ئېنېرگىيىسى ھۈجەيرىسى (DSC) دەپ ئاتىلىدۇ ۋە 1991-يىلى شىۋىتسارىيەدە تۇغۇلغان. يېقىنقى يىللاردىكى يېڭى تەتقىقات ۋە تەتقىقات نەتىجىسى DSC نىڭ ئۈنۈمىنى ئۆستۈردى ، بۇ قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيە تاختىسى بازارغا سېلىنىشىغا ئۇزۇن بولماسلىقى مۇمكىن.

 

بەزى شىركەتلەر ئانئورگانىك نانو بۆلەكلىرىنى پولى كاربونات قەۋىتىگە ئەينەك قىلىدۇ. بۇ تېخنىكىدىكى نانو بۆلەكلىرى سپېكترىنىڭ مەلۇم قىسىملىرىنى ئەينەكنىڭ چېتىگە يۆتكەيدۇ ، بۇنىڭ بىلەن كۆپ قىسىم سپېكترى ئۆتەلەيدۇ. ئەينەكنىڭ چېتىگە مەركەزلەشكەن نۇر ئاندىن قۇياش ھۈجەيرىلىرى تەرىپىدىن ئىشلىتىلىدۇ. ئۇنىڭدىن باشقا ، ھازىر سۈزۈك قۇياش دېرىزىسىگە پېروۋىسكىي نېپىز پەردە ماتېرىياللىرىنى ئىشلىتىش ۋە سىرتقى تاملارنى ياساش تېخنىكىسى تەتقىق قىلىنىۋاتىدۇ.

 

قۇياش ئېنېرگىيىسىگە كېرەكلىك خام ماتېرىيال

قۇياش ئېنېرگىيىسى ئىشلەپچىقىرىشىنى ئاشۇرۇش ئۈچۈن ، كرېمنىي ، كۈمۈش ، مىس ۋە ئاليۇمىن قاتارلىق مۇھىم خام ئەشيالارنى قېزىشقا بولغان ئېھتىياج ئاشىدۇ. ئامېرىكا ئېنېرگىيە مىنىستىرلىكى دۇنيادىكى مېتاللورگىيىلىك دەرىجىدىكى كرېمنىينىڭ (MGS) تەخمىنەن% 12 نىڭ قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيە ئۈچۈن كۆپ قۇتۇپلۇق بىر تەرەپ قىلىنىدىغانلىقىنى ئوتتۇرىغا قويدى.

 

جۇڭگو بۇ ساھەدىكى ئاساسلىق رولچى بولۇپ ، 2020-يىلى دۇنيادىكى MGS نىڭ تەخمىنەن% 70 ، كۆپ قۇتۇپلۇق تەمىنلەشنىڭ% 77 نى ئىشلەپچىقىرىدۇ.

 

كرېمنىينى كۆپ قۇتۇپقا ئايلاندۇرۇش جەريانى ئىنتايىن يۇقىرى تېمپېراتۇرىنى تەلەپ قىلىدۇ. جۇڭگودا بۇ جەريانلارنىڭ ئېنېرگىيىسى ئاساسلىقى كۆمۈردىن كېلىدۇ. شىنجاڭنىڭ مول كۆمۈر بايلىقى ۋە توك تەننەرخى تۆۋەن ، ئۇنىڭ كۆپ قۇتۇپلۇق ئىشلەپچىقىرىش يەر شارى ئىشلەپچىقىرىش مىقدارىنىڭ 45% نى تەشكىل قىلىدۇ.

 

[12] قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيە ئىشلەپچىقىرىش دۇنيادىكى تەخمىنەن% 10 كۈمۈشنى خورىتىدۇ. كۈمۈش قېزىش ئاساسلىقى مېكسىكا ، جۇڭگو ، پېرۇ ، چىلى ، ئاۋىستىرالىيە ، روسىيە ۋە پولشادا يۈز بەرگەن بولۇپ ، ئېغىر مېتاللارنىڭ بۇلغىنىشى ۋە يەرلىكتىكى ئاھالىلەرنىڭ مەجبۇرىي يۆتكىلىشى قاتارلىق مەسىلىلەرنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ.

 

مىس ۋە ئاليۇمىن قېزىشمۇ يەر ئىشلىتىش خىرىسلىرىنى پەيدا قىلىدۇ. ئامېرىكا گېئولوگىيەلىك تەكشۈرۈش ئىدارىسىنىڭ كۆرسىتىشىچە ، چىلى يەرشارى مىس ئىشلەپچىقىرىش مىقدارىنىڭ% 27 نى ، پېرۇ (% 10) ، جۇڭگو (% 8) ۋە كونگو دېموكراتىك جۇمھۇرىيىتى (% 8) نى ئىگىلەيدىكەن. خەلقئارا ئېنېرگىيە ئىدارىسى (IEA) نىڭ قارىشىچە ، ئەگەر 2050-يىلغا بارغاندا يەر شارىنىڭ قايتا ھاسىل بولىدىغان ئېنېرگىيە ئىشلىتىش نىسبىتى% 100 كە يەتسە ، قۇياش ئېنېرگىيىسى تۈرىدىكى مىسقا بولغان ئېھتىياج ئۈچ ھەسسىگە يېقىن ئاشىدىكەن.

[13] خۇلاسە

 

قۇياش ئېنېرگىيىسى ھامان بىر كۈنى بىزنىڭ ئاساسلىق ئېنېرگىيە مەنبەمىزگە ئايلىنامدۇ؟ قۇياش ئېنېرگىيىسىنىڭ باھاسى تۆۋەنلەۋاتىدۇ ، ئۈنۈممۇ ئۆستى. بۇ جەرياندا ، ئوخشىمىغان نۇرغۇن قۇياش تېخنىكىسى لىنىيىسىنى تاللاشقا بولىدۇ. قاچان بىر ياكى ئىككى تېخنىكىنى پەرقلەندۈرۈپ ، ئۇلارنى ئەمەلىي ئىشلەيمىز؟ قۇياش ئېنېرگىيىسىنى تورغا قانداق بىرلەشتۈرۈش كېرەك؟

 

قۇياش ئېنېرگىيىسىنىڭ كەسىپتىن ئاساسىي ئېقىنغا تەرەققىي قىلىشى ئۇنىڭ ئېنېرگىيە ئېھتىياجىمىزنى قاندۇرۇش ۋە ئۇنىڭدىن ئېشىپ كېتىش يوشۇرۇن كۈچىنى گەۋدىلەندۈرىدۇ. ھازىر خىرۇستال قۇياش ئېنېرگىيىسى باتارېيەسى بازاردا ھۆكۈمرانلىق قىلىۋاتقاندا ، نېپىز پەردە تېخنىكىسى ۋە كادمىي تېللۇرىد ۋە پېروۋىسكىي قاتارلىق يېڭىدىن گۈللىنىۋاتقان تېخنىكىلارنىڭ تەرەققىي قىلىشى تېخىمۇ ئۈنۈملۈك ۋە بىر گەۋدىلەشتۈرۈلگەن قۇياش ئېنېرگىيىسى قوللىنىشنىڭ يولىنى ئاچماقتا. قۇياش ئېنېرگىيىسى يەنىلا نۇرغۇن خىرىسلارغا دۇچ كەلمەكتە ، مەسىلەن خام ئەشيا قېزىشنىڭ مۇھىتقا بولغان تەسىرى ۋە ئىشلەپچىقىرىشتىكى توسالغۇلار ، ئەمما نېمىلا دېگەن بىلەن ئۇ تېز تەرەققىي قىلىۋاتقان ، ئىجادچان ۋە ئىستىقباللىق كەسىپ.

 

تېخنىكىلىق ئىلگىرىلەش ۋە سىجىل ئەمەلىيەتنىڭ توغرا تەڭپۇڭلۇقىغا ئەگىشىپ ، قۇياش ئېنېرگىيىسىنىڭ ئۆسۈشى ۋە تەرەققىي قىلىشى تېخىمۇ پاكىز ، تېخىمۇ مول بولغان ئېنېرگىيە كەلگۈسىگە يول ئاچىدۇ. بۇ سەۋەبتىن ، ئۇ ئامېرىكىنىڭ ئېنېرگىيە ئارىلاشمىسىنىڭ كۆرۈنەرلىك ئېشىشىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ ھەمدە يەر شارىنىڭ سىجىل ھەل قىلىش چارىسى بولۇپ قېلىشىدىن ئۈمىد بار.