La japonesa NEDO y Panasonic logran el módulo solar de perovskita más grande del mundo y con mayor área

KAWASAKI, Japón y OSAKA, Japón–(BUSINESS WIRE)–Panasonic Corporation ha logrado el módulo solar de perovskita más alto del mundo mediante el desarrollo de tecnología liviana que utiliza sustratos de vidrio y métodos de recubrimiento de área grande basados ​​en impresión de inyección de tinta (área de apertura 802 cm2: longitud 30 cm x ancho 30 cm x 2 mm espesor) Eficiencia de conversión de energía (16,09%).Esto se logró como parte de un proyecto de la Organización de Desarrollo de Tecnología Industrial de Nuevas Energías (NEDO) de Japón, que está trabajando para "desarrollar tecnologías para reducir los costos de generación de energía fotovoltaica de alto rendimiento y alta confiabilidad" para promover el uso generalizado de generación de energía solar universal.

Este comunicado de prensa contiene contenido multimedia.El comunicado de prensa completo está disponible en: https://www.businesswire.com/news/home/20200206006046/en/

Este método de recubrimiento basado en inyección de tinta, que puede cubrir grandes áreas, reduce los costos de fabricación de componentes.Además, este módulo de gran superficie, liviano y de alta eficiencia de conversión puede lograr una generación eficiente de energía solar en lugares como fachadas donde es difícil instalar paneles solares tradicionales.

En el futuro, NEDO y Panasonic continuarán mejorando los materiales de las capas de perovskita para lograr altas eficiencias comparables a las células solares de silicio cristalino y desarrollarán tecnología para aplicaciones prácticas en nuevos mercados.

1. Antecedentes Las células solares de silicio cristalino, las más utilizadas en el mundo, han encontrado mercados en los sectores solar, residencial, industrial y de instalaciones públicas de gran escala de megavatios del Japón.Para penetrar aún más en estos mercados y acceder a otros nuevos, es fundamental crear módulos solares más ligeros y más grandes.

Las células solares de perovskita*1 tienen una ventaja estructural porque su espesor, incluida la capa de generación de energía, es sólo el uno por ciento del de las células solares de silicio cristalino, por lo que los módulos de perovskita pueden ser más ligeros que los módulos de silicio cristalino.Su ligereza permite una variedad de métodos de instalación, como en fachadas y ventanas, utilizando electrodos conductores transparentes, lo que podría contribuir a la adopción generalizada de edificios de energía neta cero (ZEB*2).Además, dado que cada capa se puede aplicar directamente sobre el sustrato, permiten una producción más económica en comparación con las tecnologías de proceso tradicionales.Esta es la razón por la que las células solares de perovskita están atrayendo la atención como la próxima generación de células solares.

Por otro lado, aunque la tecnología de perovskita logra una eficiencia de conversión de energía del 25,2%*3 equivalente a la de las células solares de silicio cristalino, en células pequeñas resulta difícil distribuir el material de manera uniforme en toda la gran superficie mediante la tecnología tradicional.Por tanto, la eficiencia de conversión de energía tiende a disminuir.

En este contexto, NEDO está llevando a cabo el proyecto “Desarrollo de tecnología para reducir los costos de generación de energía fotovoltaica de alto rendimiento y alta confiabilidad”*4 para promover una mayor difusión de la generación de energía solar.Como parte del proyecto, Panasonic desarrolló una tecnología liviana utilizando sustratos de vidrio y un método de recubrimiento de gran superficie basado en el método de inyección de tinta, que implica la producción y acondicionamiento de tintas aplicadas a sustratos para módulos solares de perovskita.A través de estas tecnologías, Panasonic ha logrado la eficiencia de conversión de energía más alta del mundo del 16,09%*5 para módulos de células solares de perovskita (área de apertura 802 cm2: 30 cm de largo x 30 cm de ancho x 2 mm de ancho).

Además, el método de recubrimiento de área grande que utiliza el método de inyección de tinta durante el proceso de fabricación también ayuda a reducir costos, y las características de área grande, peso ligero y alta eficiencia de conversión del módulo se pueden instalar en fachadas y otras áreas que son difíciles de instalar con paneles solares tradicionales.Generación de energía solar de alta eficiencia en el recinto.

Al mejorar el material de la capa de perovskita, Panasonic pretende lograr altas eficiencias comparables a las de las células solares de silicio cristalino y crear una tecnología con aplicaciones prácticas en nuevos mercados.

2. Resultados Al centrarse en el método de recubrimiento por inyección de tinta que puede recubrir materias primas de manera precisa y uniforme, Panasonic aplicó la tecnología a cada capa de la célula solar, incluida la capa de perovskita sobre el sustrato de vidrio, y logró módulos de gran superficie de alta eficiencia.Eficiencia de conversión de energía.

[Puntos clave del desarrollo tecnológico] (1) Mejorar la composición de los precursores de perovskita, adecuados para el recubrimiento por inyección de tinta.Entre los grupos atómicos que forman cristales de perovskita, la metilamina tiene problemas de estabilidad térmica durante el proceso de calentamiento durante la producción de componentes.(La metilamina se elimina del cristal de perovskita mediante calor, destruyendo partes del cristal).Al convertir ciertas partes de metilamina en formamidina, hidrógeno, cesio y rubidio con diámetros atómicos apropiados, descubrieron que el método era eficaz para la estabilización de cristales y ayudaba a mejorar la eficiencia de conversión de energía.

(2) Controlar la concentración, la cantidad de recubrimiento y la velocidad de recubrimiento de la tinta de perovskita. En el proceso de formación de película utilizando el método de recubrimiento por inyección de tinta, el recubrimiento del patrón tiene flexibilidad, mientras que la formación del patrón de puntos del material y la superficie de cada capa es esencial para la uniformidad del cristal.Para cumplir con estos requisitos, ajustando la concentración de tinta de perovskita a un contenido determinado y controlando con precisión la cantidad y la velocidad del recubrimiento durante el proceso de impresión, lograron una alta eficiencia de conversión de energía para componentes de gran superficie.

Al optimizar estas tecnologías mediante un proceso de recubrimiento durante la formación de cada capa, Panasonic logró mejorar el crecimiento de los cristales y mejorar el espesor y la uniformidad de las capas de cristales.Como resultado, lograron una eficiencia de conversión de energía del 16,09% y dieron un paso más hacia las aplicaciones prácticas.

3. Planificación posterior al evento Al lograr menores costos de proceso y un menor peso de los módulos de perovskita de gran superficie, NEDO y Panasonic planearán abrir nuevos mercados donde nunca se han instalado ni adoptado células solares.Basándose en el desarrollo de diversos materiales relacionados con las células solares de perovskita, NEDO y Panasonic pretenden lograr una alta eficiencia comparable a la de las células solares de silicio cristalino y aumentar los esfuerzos para reducir los costes de producción a 15 yenes por vatio.

Los resultados se presentaron en la Conferencia Internacional de Asia y el Pacífico sobre Perovskitas, Fotovoltaica Orgánica y Optoelectrónica (IPEROP20) en el Centro Internacional de Conferencias de Tsukuba.URL: https://www.nanoge.org/IPEROP20/program/program

[Nota]*1 Célula solar de perovskita Una célula solar cuya capa absorbente de luz está compuesta de cristales de perovskita.*2 Net Zero Energy Building (ZEB) ZEB (Net Zero Energy Building) es un edificio no residencial que mantiene la calidad ambiental interior y logra la conservación de energía y energía renovable mediante la instalación de control de carga energética y sistemas eficientes, en última instancia, el objetivo es acercar la balance básico energético anual a cero.*3 Eficiencia de conversión de energía del 25,2% El Instituto de Investigación de Tecnología Química de Corea (KRICT) y el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) han anunciado conjuntamente un récord mundial de eficiencia de conversión de energía para baterías de área pequeña.Mejor rendimiento de celda de investigación (revisado el 5 de noviembre de 2019) – NREL*4 Desarrollando tecnologías para reducir el costo de la generación de energía a partir de generación de energía fotovoltaica de alto rendimiento y confiabilidad – Título del proyecto: Reducción del costo de la generación de energía a partir de alto rendimiento , generación de energía fotovoltaica de alta confiabilidad Desarrollo tecnológico/Investigación innovadora sobre nuevas células solares estructurales/Producción e investigación innovadoras de bajo costo – Duración del proyecto: 2015-2019 (anual) – Referencia: Comunicado de prensa emitido por NEDO el 18 de junio de 2018 “The la célula solar más grande del mundo basada en un módulo fotovoltaico de película de perovskita” https://www.nedo.go.jp/english/news/AA5en_100391.html*5 Eficiencia de conversión de energía 16,09% Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada de Japón El valor de la eficiencia energética medido por el método MPPT (método de seguimiento del punto de máxima potencia: un método de medición que se acerca más a la eficiencia de conversión en el uso real).

Panasonic Corporation es líder mundial en el desarrollo de diversas tecnologías y soluciones electrónicas para clientes de negocios de electrónica de consumo, residencial, automotriz y B2B.Panasonic celebró su centenario en 2018 y ha ampliado su negocio a nivel mundial, operando actualmente con un total de 582 filiales y 87 empresas asociadas en todo el mundo.Al 31 de marzo de 2019, sus ventas netas consolidadas alcanzaron los 8,003 billones de yenes.Panasonic se compromete a buscar nuevos valores a través de la innovación en cada departamento y se esfuerza por utilizar la tecnología de la empresa para crear una vida y un mundo mejor para los clientes.

 

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Hora de publicación: 10 de enero de 2024