مقارنة كفاءة وتكلفة الخلايا الشمسية المصنوعة من البيروفسكايت مقابل الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون

حققت الخلايا الشمسية المصنوعة من البيروفسكايت مكاسب غير مسبوقة في الكفاءة، إذ ارتفعت من 3% إلى أكثر من 25% خلال عقد واحد فقط، وهو مسار استغرق 40 عامًا لتحقيقه باستخدام السيليكون. وتتجاوز كفاءة خلايا البيروفسكايت الترادفية المصنعة على نطاق المختبر 33%، مستفيدةً من نطاق امتصاص ضوئي أوسع. مع ذلك، يحافظ السيليكون على متوسط ​​صناعي يتراوح بين 22 و24% مع استقرار مثبت. تعمل أنظمة الكتابة بالليزر من Lecheng على تحسين كفاءة وحدات البيروفسكايت من خلال تقليل المناطق الميتة (أقل من 150 ميكرومتر) وتمكين التكامل المتجانس، وهو أمر بالغ الأهمية لسد الفجوة مع أداء السيليكون في التطبيقات العملية.

تكلفة التصنيع: المعالجة بدرجة حرارة منخفضة مقابل السيليكون كثيف الاستهلاك للطاقة

من المتوقع أن تنخفض تكاليف إنتاج البيروفسكايت إلى أقل من 0.10 دولار/واط بفضل الترسيب المحلول عند درجات حرارة منخفضة (أقل من 150 درجة مئوية)، على عكس تنقية السيليكون عالية الطاقة (أقل من 800 درجة مئوية). تُقلل أنظمة الليزر من ليتشنغ، التي تعمل بتقنية اللفائف، النفقات الرأسمالية بنسبة 40% من خلال المعالجة المتزامنة من P1 إلى P4 وإنتاجية تصل إلى 1.5 متر/دقيقة. لا يزال اعتماد السيليكون على معجون الفضة باهظ الثمن والتطعيم متعدد المراحل يُمثل عائقًا أمام التكلفة، بينما تُتيح مرونة مادة البيروفسكايت بدائل أرخص مثل أقطاب الكربون.

الموثوقية وقابلية التوسع: استقرار مدعوم بالليزر لأغراض التسويق

يستمد ضمان السيليكون لمدة 25 عامًا من عقود من تحسينات التغليف، بينما يواجه البيروفسكايت تحديات في الرطوبة والاستقرار الحراري. تعمل حلول عزل حواف الليزر (P4) والإغلاق المحكم من Lecheng على إطالة عمر وحدات البيروفسكايت إلى 10000 ساعة. تتفوق قابلية التوسع على البيروفسكايت، حيث تُمكّن أنظمة R2R ذات 12 شعاعًا من Lecheng خطوط إنتاج بقدرة 100 ميجاوات مع فقدان كفاءة أقل من 5% عند الإنتاج بكميات كبيرة، مقارنةً بمحدودية نمو سبائك السيليكون المكلفة.

رغم هيمنة السيليكون على الأسواق الحالية، فإنّ مزيج البيروفسكايت من التحسينات السريعة في الكفاءة، وانخفاض تكاليف التصنيع، وقابلية التوسع بفضل الليزر، يجعله مستقبل الطاقة الشمسية. وتُعدّ حلول الليزر الدقيقة من ليتشنغ أساسية في سدّ فجوة الموثوقية في البيروفسكايت وتسريع مساره نحو التسويق التجاري.