Công nghệ năng lượng mặt trời Perovskite sẽ chiếm 29% thị trường PV toàn cầu vào năm 2030
Perovskite đã nổi lên như một vật liệu pin mặt trời mới và hiệu quả trong thập kỷ qua, với hiệu suất chuyển đổi điện năng là 25,7%
Vật liệu quang perovskite có những lợi thế vốn có để đạt được hiệu suất chuyển đổi công suất cao, chẳng hạn như độ dài khuếch tán sóng mang dài, tính linh động của sóng mang cao, năng lượng liên kết exciton thấp, hệ số hấp thụ cao và khả năng thu hẹp dải tần bằng cách trao đổi các thành phần tiền chất.
Một ưu điểm quan trọng khác của các vật liệu này là màng có thể được lắng bằng phương pháp dung dịch ở nhiệt độ thấp, có thể được sản xuất kinh tế và hiệu quả trên nền polyme dẻo bằng quy trình cuộn-to-cuộn thông lượng cao.
Công nghệ năng lượng mặt trời Perovskite dự kiến sẽ vượt 29% thị trường PV toàn cầu vào năm 2030.
Việc sử dụng lá nhựa cũng mang lại một loạt lợi thế mới cho các sản phẩm PV, trong đó các yếu tố không liên quan đến chi phí có thể cung cấp đòn bẩy đáng kể, chẳng hạn như trọng lượng nhẹ, công suất cụ thể cao và dễ dàng tích hợp với các bề mặt khác nhau.
Một yếu tố quan trọng đặt perovskite ngoài các công nghệ PV trưởng thành là khả năng tùy biến sản phẩm ở mức độ cao, phù hợp với nhu cầu của khách hàng trong một ứng dụng cụ thể.Điều này có thể cho phép ươm mầm công nghệ lâu hơn đồng thời tham gia thị trường, do đó giảm bớt thách thức khi thâm nhập thị trường quy mô lớn.
Dưới đây là một ví dụ về mô-đun năng lượng mặt trời perovskite linh hoạt tùy chỉnh.
Pin mặt trời Perovskite là một giải pháp tuyệt vời để cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử tiêu dùng, đặc biệt là hệ sinh thái Internet of Things (IoT), nơi hàng tỷ nút cảm biến được kết nối với lưới điện.
Các xu hướng nghiên cứu hiện nay đang hướng tới các thiết bị và giao thức tiêu thụ điện năng thấp nhằm cải thiện khả năng sử dụng năng lượng để tăng phạm vi phủ sóng của mạng, giảm độ trễ, giảm thiểu tổn thất năng lượng và cải thiện độ tin cậy của dữ liệu.Thị trường iot đang phát triển theo cấp số nhân, tạo ra một mạng lưới thiết bị kết nối rộng lớn, bao gồm điện thoại thông minh, thiết bị nhà bếp, rô bốt công nghiệp, thiết bị chăm sóc sức khỏe hoặc ô tô được kết nối.Vào cuối năm 2020, ước tính có khoảng 11,3 tỷ thiết bị iot được kết nối trên toàn thế giới, con số sẽ tăng lên 27 tỷ vào năm 2025.
Cần lưu ý rằng nhiều ứng dụng iot không yêu cầu truyền dữ liệu liên tục.Cách tiếp cận phổ biến là thu thập dữ liệu và lưu trữ trong bộ nhớ, sau đó phân phối các gói tin theo khoảng thời gian ngắn.Hiện tại, phần lớn các máy dò không dây ngoài lưới sử dụng pin.Có rất nhiều sản phẩm pin trên thị trường;Tuy nhiên, dung lượng và tuổi thọ của chúng luôn là những yếu tố hạn chế trong phạm vi và tần số có sẵn để truyền dữ liệu.Ngoài ra, chi phí bảo trì bổ sung của việc thay thế pin thường xuyên phải được xem xét.
Quang điện trong nhà (IPV), thu nhận ánh sáng xung quanh và chuyển nó thành điện năng, cung cấp một giải pháp thay thế đầy hứa hẹn cho việc cung cấp năng lượng.
Để điều này trở nên khả thi về mặt thương mại, một tế bào PV cần cung cấp nhiều năng lượng hơn trong suốt thời gian tồn tại của nó hơn là được lưu trữ trong một ô điển hình, chẳng hạn như ô nút CR2450 1860 mWh hoặc một ô AA 3500 mWh.Ngoài ra, điều này nên được cung cấp trong khu vực nhỏ nhất hiện có, vì các nhà sản xuất đang tìm cách giảm kích thước sản phẩm của họ.Do đó, mật độ công suất cao trong điều kiện ánh sáng yếu là một trong những yêu cầu quan trọng đối với các ứng dụng này.Ngoài ra, sự linh hoạt trong thiết kế và hình dạng thường được yêu cầu, vì sự tích hợp liền mạch của các yếu tố thu năng lượng là yêu cầu phổ biến đối với các nhà thiết kế sản phẩm.Từ quan điểm chứng nhận độ tin cậy, PV trong nhà cần phải vượt qua các bài kiểm tra ít nghiêm ngặt hơn;IEC 63163 được xây dựng gần đây nhằm giải quyết vấn đề này.
Pin mặt trời hoạt động rất khác với việc sử dụng ngoài trời thông thường, nơi cường độ ánh sáng thường cao hơn vài bậc.Vì lý do này, các công nghệ PV thông thường, chẳng hạn như C-SI, không thích hợp cho các ứng dụng này.Perovskite với dải tần có thể điều chỉnh và đặc tính quang điện tốt được chứng minh là lý tưởng cho việc sử dụng ánh sáng yếu với các thông số hiệu suất tuyệt vời.
Trong khi thị trường iot rộng lớn và đang phát triển nhanh chóng, việc xác định cách sử dụng năng lượng hiệu quả nhất không phải là điều dễ dàng.Trường hợp sử dụng sẽ xác định ngân sách điện năng cần được cung cấp bởi mô-đun năng lượng mặt trời.Môi trường nơi thiết bị được đặt và kích thước của sản phẩm xác định các điều kiện biên cho năng lượng có thể được thu hoạch.Quan trọng nhất, việc tích hợp phải có ý nghĩa từ góc độ kinh doanh, do đó cần phải phân tích chi phí / lợi ích cẩn thận, có tính đến các tác động môi trường.Để giải quyết những vấn đề này, cách tiếp cận của Saule là xem xét các phân khúc lớn nhất và phát triển nhanh nhất của các ứng dụng iot và phân loại chúng theo vị trí, lĩnh vực, loại thiết bị và đề xuất giá trị.Bảng 1 tóm tắt một số cơ hội đã được xác định.
Quy mô thị trường và tốc độ tăng trưởng chắc chắn không phải là những khía cạnh quan trọng duy nhất cần xem xét.Theo quan điểm của nhà sản xuất, điều quan trọng là phải phát triển sản phẩm với ít tùy chỉnh nhất vì những rủi ro và chi phí bổ sung đi kèm với nó.Ngoài ra, làm thế nào để kiếm tiền từ ngân sách điện phụ là rất quan trọng.Với tất cả những điều này, thẻ kệ điện tử dường như là một trong những lựa chọn hấp dẫn nhất.Dưới đây là ví dụ về thẻ kệ điện tử dựa trên perovskite (PESL) được phát triển bởi Saule và cơ sở sản xuất thử nghiệm được sử dụng để sản xuất perovskite PV.
Thị trường thẻ giá thông minh toàn cầu dự kiến sẽ tăng từ 1,8 tỷ USD vào năm 2020 lên 7,1 tỷ USD vào năm 2026 với tốc độ tăng trưởng hàng năm tích lũy (CAGR) là 25,1%.
Công nghệ thẻ giá thông minh tương đối mới trên thị trường và đang được các nhà bán lẻ tiến hành nhiều thử nghiệm triển khai khác nhau.Sử dụng thẻ kệ điện tử thay vì các giải pháp giấy đã mang lại một số lợi thế.Các điểm chính bao gồm giảm chi phí lao động và loại bỏ lỗi do con người, vì giá có thể được chỉ định cho các đơn vị lưu giữ hàng hóa (SKU) và được cập nhật tự động.Các thẻ kệ điện tử có sẵn trên thị trường hiện nay thường được hiển thị bằng cách sử dụng giấy điện tử, đây là một lựa chọn tuyệt vời để giảm thiểu yêu cầu năng lượng của các thiết bị như vậy.
Giấy điện tử yêu cầu năng lượng chỉ để cập nhật nội dung của màn hình, có nghĩa là ESL truyền thống có thể tồn tại khá lâu miễn là giá của mặt hàng không thay đổi.Sản phẩm tiêu biểu trên thị trường hiện nay có tuổi thọ trung bình là 5 năm và cập nhật giá 1 hoặc 2 lần một ngày.
Người ta có thể nghĩ rằng điều này là đủ cho hầu hết các mục đích;Tuy nhiên, kể từ năm 2020, thế giới bán lẻ đã thay đổi theo nhiều cách.Thương mại điện tử là một lĩnh vực phát triển ổn định trong thập kỷ qua;Tuy nhiên, đặc biệt là kể từ khi đại dịch bùng phát, tầm quan trọng của nó đã tăng lên đáng kể.
Với sự ra đời của công nghệ mới, sự gia tăng mua sắm trực tuyến đã đặt các nhà bán lẻ truyền thống vào thế bất lợi thậm chí còn lớn hơn.Các cửa hàng kỹ thuật số có thể thu thập lượng lớn dữ liệu về khách hàng và thói quen mua sắm của họ, đồng thời họ có thể sử dụng thông tin này để tối ưu hóa việc định giá, thậm chí nhiều lần trong ngày, nhằm đạt được lợi nhuận tối đa.Thị trường trực tuyến khổng lồ Amazon thay đổi giá sản phẩm cứ sau 10 phút, theo công ty tình báo giá cả Profitero.
Một yếu tố khác là sự gián đoạn trong chuỗi cung ứng toàn cầu khiến sản phẩm ít có sẵn hơn - làm thay đổi cán cân giữa cung và cầu thường xuyên hơn.
Khi đóng băng, lạm phát cao kỷ lục đã tiếp tục thúc đẩy sự thay đổi giá thường xuyên hơn.Tỷ lệ lạm phát trung bình hàng năm ở khu vực đồng euro là 8,9% vào tháng 7 năm 2022, nhưng nó có thể cao tới 11,0% đối với thực phẩm chưa chế biến và hơn 20% ở các nước Baltic, Eurostat đưa tin.
Các cửa hàng truyền thống ngày càng nhận thấy những vấn đề này ngày càng khó giải quyết.Ngay cả khi họ sử dụng cùng một chiến lược để cập nhật giá, các thẻ kệ điện tử có thể nhanh chóng làm cạn kiệt dung lượng pin của họ.Đây là nơi mà các giải pháp nâng cao tế bào PV có thể mang lại tác động đáng kể, cho phép các nhà bán lẻ truyền thống cạnh tranh với các đối tác kỹ thuật số của họ.
Giá trị gia tăng của lợi nhuận được tạo ra thêm dự kiến sẽ vượt xa các chi phí bổ sung bao gồm pin mặt trời, hệ thống quản lý điện năng và việc sử dụng pin tái tạo.Ngoài ra, các nhà sản xuất epaper và kích thước sản phẩm trên thị trường có vị trí tốt để xác định kích thước cấu hình của ESL, với nhu cầu cao nhất là 1.54", 2,13"và 2,66"các kích thước hiển thị.Sản xuất vài triệu đơn vị mỗi năm có nghĩa là nhu cầu ổn định và kích thước tế bào PV nhỏ được nhắm mục tiêu giúp dễ dàng thực hiện.Do đó, các tác giả tin rằng đó là một sự lựa chọn tuyệt vời để giải quyết lối vào của thị trường PV perovskite.
