قۇياش ئېنېرگىيە باتارىيەسىدە دۇنيا رېكورتى يارىتىلدى
قۇياش ئېنېرگىيە باتارىيەسىدە دۇنيا رېكورتى يارىتىلدى
قۇياش ئېنېرگىيەسىدىن توك چىقىرىش تورداشلارغا تونۇشلۇق. بۇ ھەقسىز قۇياش نۇرىدىن توك چىقىرىدىغان ئىنتايىن ياخشى تېخنىكا. ھەتتا ئالەم بوشلۇقىدىكى سۈنئىي ھەمراھلارمۇ قۇياش نۇرىدىن توك چىقىرىشقا تاينىپ خىزمەت قىلىدۇ.
لېكىن نۆۋەتتىكى قۇياش ئېنېرگىيە باتارىيەسىنىڭ ئېنېرگىيە ئۈنۈمى تۆۋەن. يېتەرلىك توك چىقىرىش ئۈچۈن ھەجىمى ئىنتايىن چوڭ قۇيا ئېنېرگىيە باتارىيەسى بولمىسا بولمايدۇ.
ئېنېرگىيە ئۈنۈمى يېتەرلىك بولسىلا توكلۇق ئاپتوموبىلنىڭ سىرتىغا قۇياش ئېنېرگىيە باتارىيەسى سەپلەپ، ئايرىم توك قاچىلىمايمۇ يول يۈرۈش ئەمەلگە ئاشىدۇ.
يېقىندا، لۇڭجى يېشىل ئېنېرگىيە شىركىتى، سۇجۇ داشۆسى، شياڭگاڭ تەبىئىي پەن ۋە سانائەت پەنلىرى داشۆسى، خۇانېڭ قاتارلىق ئاپپاراتلار ھەمكارلىشىپ «تەبىئەت» (Nature) ژۇرنىلدا تەتقىقات ماقالىسى ئېلان قىلىپ، ئۇلار لايىھەلىگەن قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيەنىڭ ئامېرىكا دۆلەت ھاسىلىي ئېنېرگىيە تەجرىبىخانىسى (NREL) نىڭ ئېتىراپ قىلىشىدىن ئۆتكەنلىكى، يورۇقلۇقنى ئېلېكتىرگە ئايلاندۇرۇش ئۈنۈمىنىڭ ％33.9 كە يەتكەنلىكىنى، قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيەنىڭ دۇنيا رېكورتىنى يەنە بىر قېتىم يېڭىلىغانلىقىنى بىلدۈردى.
تېخىمۇ مۇھىمى، بۇ دائىم ئىشلىتىلىدىغان يەككە قاتلىنىدىغان قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيە (مەسىلەن، كىرېمنىي قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيە) بولماستىن، بەلكى كالتسىي-تىتان بىلەن كىرېمنىي قۇياش ئېنېرگىيەسى باتارېيەسى ئۈنۈملۈك بىرلەشتۈرۈلگەن قوش قاتلىنىدىغان قەۋەتلىك قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيە.
1954-يىلى ئامېرىكا بېل تەجرىبىخانىسى كىرېمنىي p-n ئاساسىدىكى تۇنجى قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيە ( تەخمىنەن % 6 ئېنېرگىيە ئالماشتۇرۇش ئۈنۈمىگە ئىگە) نى كەشىپ قىلغاندىن بۇيان، كىرېمنىي ئاساسىدىكى قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيە نەچچە ئون يىللىق تەرەققىياتنى باشتىن كەچۈردى. ھازىر كىرېمنىينى ئاساس قىلغان قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيە يەنىلا يورۇقلۇق ۋولت كەسپىنىڭ ئاساسىي كۈچى بولۇپ، ئۈنۈمى %27 تىن ئاشىدۇ. ئەمەلىيەتتە، يەككە ھالەتتىكى يورۇقلۇق ۋولت زاپچاسلىرىغا مەيلى قانداق ماتېرىيال ئىشلىتىشتىن قەتئىينەزەر، ئېنېرگىيەنى ئايلاندۇرۇش ئۈنۈمى ئەڭ يۇقىرى بولغاندا %33.7 تىن ئېشىپ كەتمەيدۇ، يەنى يېرىم ئۆتكۈزگۈچتە ئەڭ كۆپ ئىشلىتىلىدىغىنى ھەم ئەڭ كىلاسسىك بولغان ئۈنۈم چېكى − شوكلى-كۇيسىر چېكى ( Shockley-Queisser limit، قىسقارتىلىپ S-Q چېكى دېيىلىدۇ ).
«ئىلگىرى نەچچە ئون يىلدا، بىز ھەمىشە مۇشۇنداق قوش قۇرۇلما ئارقىلىق يەككە تۈگۈن (قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيە ) نىڭ ئۈنۈم ئاخىرقى چېكىدىن بۆسۈپ ئۆتۈشنى ئويلايتتۇق. ئەمما بۇ ئىشنى تەجرىبە نۇقتىسىدىن ئىسپاتلايدىغانلار يوق ئىدى، لۇڭجى يېشىل ئېنېرگىيە مەركىزىي تەتقىقات يۇرتىدىكى ليۇ جياڭ ( بۇ تەتقىقاتنىڭ ئورتاق بىرىنچى يازغۇچىسى) مۇنداق دېدى: بۇ تەتقىقاتتا «بىز كالتسىي-تىتان بىلەن كىرېمنىينىڭ قاتلىنىش قاتلىمى ئارقىلىق، تۇنجى قېتىملىق تەجرىبىدىن قوش تۈگۈنلۈك قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيەنىڭ يەككە تۈگۈنلۈك ئۈنۈم چېكىدىن ئېشىپ كېتەلەيدىغانلىقى ئىسپاتلاندى.»
كالتسىيلىق تىتان قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيەسى 2009-يىلى تۇنجى قېتىم ياسالغاندىن باشلاپ، يورۇقلۇق ۋولت (يورۇقلۇقتىن توك ھاسىل قىلىش) ساھەسىدىكى يېڭى ئەتىۋارلىق بۇيۇمغا ئايلاندى. تەتقىقاتچىلار ئەسلىدە دىققىتىنى باشقا قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيەلەرگە قاراتقان. مەسىلەن، ئورگانىك قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيە دېگەندەك. شۇنىڭدىن كېيىن ئۇلارمۇ بەس-بەستە كالتسىي-تىتان قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيەسىنى تەتقىق قىلىش سېپىگە قوشۇلۇپ، ئۇنىڭ تېز تەرەققىي قىلىشىنى ئىلگىرى سۈردى.
ئەمەلىيەتتە، نوقۇل ھالەتتىكى كىرېمنىيلىق قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيەنىڭ ئۈنۈمى ئۇنىڭ ئۆزىگە خاس ماتېرىيال ئالاھىدىلىكىنىڭ چەكلىمىسىگە ئۇچرىغاچقا، كۆرگىلى بولىدىغان نۇرنىڭ ئېنېرگىيەسىنى ئايلاندۇرۇپ پايدىلىنىش نىسبىتى نىسبەتەن تۆۋەن، كالتسىي-تىتان ماتېرىياللىرىنىڭ يوچۇقلىرىنى تەڭشەش ناھايىتى ئاسان بولۇپ، قۇياش نۇرى ئىچىدىكى ئېنېرگىيە مىقدارى بىرقەدەر يۇقىرى بولغان قىسمىدىن، مەسىلەن، كۆك نۇر ياكى ئۇلترا بىنەپشە نۇر قاتارلىقدىن ناھايىتى ياخشى پايدىلانغىلى بولىدۇ. مۇشۇنداق بولغاچقا، ئىككىسىنىڭ بىرىكىشى بەلكىم يورۇقلۇق ۋولت زاپچاسلىرىنىڭ كۆرگىلى بولىدىغان نۇردىن ئىنفىرا قىزىل نۇرغىچە بولغان ئېنېرگىيەدىن پايدىلىنىش ئۈنۈمىنى ناھايىتى ياخشى قىلالىشى، بۇنىڭ بىلەن يەككە تۈگۈن S-Q چېكىدىن بۆسۈپ ئۆتۈپ چوڭ ئۈنۈم ھاسىل قىلالىشى مۇمكىن.
2014-يىلى، ئالىملار بىر پارچە كالتىسىي-تىتان باتارېيەسىنى بىر پارچە سىلىتسىي باتارېيەسى ئۈستىگە قاتلاپ، تۇنجى كالتىسىي-تىتان /سىلىتسىي قاتلىنىدىغان قەۋەتلىك قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيەنى بارلىققا كەلتۈرگەن. شۇ يىلى شىۋېيتسارىيە فېدېراتسىيە تەبىئىي پەن ۋە سانائەت پەنلىرى شۆيۈەنىدىكى ( EPFL ) فىلىپ لوپېز خىزمەتداشلىرى بىلەن ئاۋۋال نەزەرىيە جەھەتتىن مۆلچەرلەش ئارقىلىق، كالتسىي-تىتان بىلەن كىرېمنىي قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيەسىنى ئېلېكتىردىن ئايرىيدىغان تۆت ئۇچلۇق سەپلىمە ھاسىل قىلغىلى بولىدىغانلىقىنى مۆلچەرلىدى؛ كېيىن تەجرىبە ئارقىلىق، بۇنداق دېتال قۇرۇلمىسىنىڭ %13.4 ئۈنۈمگە يەتكىلى بولىدىغانلىقى ئىسپاتلاندى.
ئۇنىڭدىن كېيىن 2015-يىلى، ئامېرىكا ماسساچۇسېتس ئىشتاتى تەبىئىي پەن ۋە سانائەت پەنلىرى شۆيۈەنى بىلەن ستانفورد داشۆسىدىكى ئالىملار تۇنجى ئۇقۇم دەلىللەش تىپىدىكى ئىككى ئۇچلۇق كالتسىي-تىتان /كىرېمنىي قاتلىما قەۋەتلىك قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيەنى ياساپ چىققان، %13.7 مۇقىم ئۈنۈم ھاسىل قىلىنغان.
كېيىنكى قىسقىغىنە بىر نەچچە يىلدا ئەلالاشتۇرۇش ئارقىلىق، بۇ قاتلىما قەۋەتلىك قۇياش ئېنىرگىيە باتارىيەلىرىنىڭ ئۈنۈمى ناھايىتى تېزلا %25 تىن يۇقىرى بولغان. 2020-يىلىنىڭ بېشىدا، گېرمانىيە خېمخوز بېرلىن ماتېرىيال ۋە ئېنېرگىيە مەركىزى ( HZB ) كوللېكتىپنى يېتەكلەپ، كالتسىي-تىتان /كىرېمنىي قاتلىما قەۋەتلىك قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيەنىڭ ئۈنۈمىنى ％29.15 كە ئۆستۈردى. 2023-يىلى ئوخشاش بىر كۈندە ئىككى مۇستەقىل تەتقىقات كوللېكتىپى «ئىلىم-پەن» (Science) ژۇرنىلىدا ئايرىم-ئايرىم تەتقىقات ئېلان قىلىپ، ئۇلار ياراتقان كالتسىي-تىتان /كىرېمنىي قاتلىما قەۋەتلىك قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيەنىڭ يورۇقلۇقنى ئېلېكتىرگە ئايلاندۇرۇش ئۈنۈمىنىڭ %30 لىك چوڭ ئۆتكەلنى بۆسۈپ ئۆتكەنلىكىنى ئېيتتى.
ليۇ جياڭنىڭ قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيە ساھەسىدە ئىشلەۋاتقىنىغا ئون نەچچە يىل بولدى، ئۇ دوكتورلۇقتىكى مەزگىلىدە ئاساسلىقى بىرىكمە نېپىز پەردىلىك قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيەنى تەتقىق قىلدى، ئاندىن 2013-يىلىدىن كېيىن كالتسىي ـ تىتان قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيە خىزمىتىنى باشلىدى، بۇ مەزگىلدە ئۇ بىر مەزگىل كىرېمنىي قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيە تەتقىقاتى بىلەن شۇغۇللاندى، يېقىنقى يىللاردىن بۇيان ئۇ ئاساسلىقى نەزەرىنى كالتسىي ـ تىتان /كىرېمنىي قاتلىما قەۋەتلىك باتارېيەگە ئاغدۇردى. بۇ خىل قاتلىما قەۋەتلىك قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيەنىڭ ئۈنۈم چېكى ％43 ئەتراپىدا بولىدۇ، ليۇ جياڭ مۇنداق دېدى: «بۇ بىر تۈرلۈك ئىنتايىن ئىستىقباللىق تېخنىكا بولۇپ، بىزنى تېخىمۇ زور بوشلۇققا ئىگە قىلىدۇ ۋە جارى قىلدۇرالايدۇ. »
ليۇ جياڭ خىزمەتداشلىرى بىلەن يېڭىدىن لايىھەلىگەن قاتلىما قەۋەتلىك باتارېيەدە، ئىككى خىل باتارېيە ئېلېكتىر ئىلمى ۋە يورۇقلۇق ئىلمى جەھەتتە تولۇق باغلىنىشلىق بولۇپ، كۆرگىلى بولىدىغان نۇردىن ئىنفىرا قىزىل نۇرلۇق ناھايىتى چوڭ دائىرىدىكى قۇياش نۇرىغىچە تولۇق سۈمۈرۈلىدۇ، ئۇنىڭ ئۈستىگە سۈمۈرۈش ئۈنۈمى ناھايىتى يۇقىرى بولۇپ، % 98 ئەتراپىغا يېتىدۇ. باشقىچە قىلىپ ئېيتقاندا، پەقەت تەخمىنەن %1 تىن %2 كىچە نۇر قايتىپ كېتىدۇ، قالغان نۇرلارنىڭ ھەممىسى بۇ خىل قاتلىما قەۋەتلىك باتارېيە تەرىپىدىن سۈمۈرۈلىدۇ. كېيىنكى مەسىلە شۇكى، قوبۇل قىلىپ بولغاندىن كېيىن قانداق قىلغاندا تېخىمۇ كۆپ نۇرنى ئېلېكتىر ئېنېرگىيەسىگە ئايلاندۇرغىلى بولىدۇ؟
شۇنىڭ بىلەن، تەتقىقاتچىلار بىر خىل كۆرۈنمە يۈزنى بىر تەرەپ قىلىش ئۇسۇلى − قوش قەۋەتنى گىرەلەشتۈرۈپ پاسسىپلاشتۇرۇش تاكتىكىسىنى ئويلاپ چىقىپ، تېخىمۇ كۆپ يورۇقلۇق ئېنېرگىيەسىنى ئىسسىقلىق ئېنېرگىيەسىگە ئەمەس، بەلكى ئېلېكتىر ئېنېرگىيەسىگە ئايلاندۇردى.
بۇنداق قۇرۇلمىدا، نۇر كالتسىي، تىتان ۋە كىرېمنىي كۆرۈنمە يۈزىدىن ئۆتكەندە، ئاز دېگەندە ئىككى قېتىم رېفلېكس يۈز بېرىدۇ، بۇنىڭ بىلەن مۇتلەق كۆپ ساندىكى نۇر ئاستىدىكى كىرېمنىي باتارېيەسىگە تولۇق كىرەلەيدۇ. نۇر سىلىتسىيلىق باتارېيەنىڭ سىرتقى يۈزىگە يەتكەندە، تېخىمۇ چوڭ ئېھرام يۈزىگە تەگكەندە، كۆپ قېتىم نۇر قايتۇرۇپ، نۇردىن تېخىمۇ تولۇق پايدىلىنىشقا قولايلىق ياراتقىلى بولىدۇ.
ئاخىرقى نەتىجىدە كۆرسىتىلىشىچە، ئۇلار يېڭىدىن لايىھەلىگەن كالتسىي-تىتان /كىرېمنىي قاتلىنىدىغان قەۋەتلىك قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيەنىڭ يورۇقلۇق ئېلېكتىرىنى ئايلاندۇرۇش ئۈنۈمى ％33.9 كە يېتىپ، يېڭى ئۈنۈم رېكورتى يارىتىلغان.
نۆۋەتتە، يەككە ھالەتتىكى كىرېمنىيلىق قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيەنىڭ كەسىپلىشىش ئۈنۈمى ھەر يىلى % 0.5- %0.7 لىك سۈرئەت بىلەن ئۆرلەۋاتىدۇ، بۇ بىزنىڭ ناھايىتى تېزلا كىرېمنىي باتارېيەسىنىڭ فىزىكىلىق چېكىگە تېگىدىغانلىقىمىزدىن دېرەك بېرىدۇ، قانداق قىلغاندا كىرېمنىي باتارېيەسى ئاساسىدا، ئاشۇنداق ئالماشتۇرۇش ئۈنۈمىنى ئاشۇرۇش سۈرئىتىنى يەنىمۇ ئاشۇرغىلى بولىدۇ، بۇ بىز ئىزچىل ئىزدىنىۋاتقان مەسىلە.
ليۇ جياڭنى ئۆز ئىچىگە ئالغان ئالىملارنىڭ قارىشىچە، قوش قاتلىنىدىغان قەۋەتلىك قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيەنىڭ ھۈنەر-سەنئىتى نىسبەتەن ئاددىي، ماتېرىيال تەننەرخىمۇ نىسبەتەن يۇقىرى ئەمەس ئىكەن، شۇڭا ئۇ بىر تۈرلۈك ناھايىتى ئىستىقباللىق تېخنىكا بولۇپ، كېيىنكى ئەۋلادتا كەسىپلىشىشنى ئىشقا ئاشۇرىدىغان يورۇقلۇق ۋولت تېخنىكىسى بولۇپ قېلىشى مۇمكىن.
لۇڭجى يېشىل ئېنېرگىيە مەركىزى تەتقىقات يۇرتىنىڭ تېخنىكا مۇتەخەسسىسى ليۇ جياڭ مۇنداق تونۇشتۇردى: بۇ خىل كالتسىي-تىتان /كىرېمنىي قاتلىنىدىغان قەۋەتلىك قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيەنىڭ جەھەتتىكى ئاخىرقى چەك ئۈنۈمىنى يەنىمۇ ئىلگىرىلىگەن ھالدا ％43 كە يەتكۈزگىلى بولىدۇ.
يورۇقلۇق ئېلېكتىرىنى ئايلاندۇرۇش ئۈنۈمى يورۇقلۇق ئېنېرگىيەسى تېخنىكىسىنىڭ يوشۇرۇن كۈچىنى باھالاشتىكى يادرولۇق كۆرسەتكۈچ، ئاددىيلاشتۇرۇپ ئېيتقاندا، ئوخشاش كۆلەمدىكى، ئوخشاش نۇرنى سۈمۈرىدىغان قۇياش ئېنېرگىيەلىك باتارېيەنى تېخىمۇ كۆپ توك چىقىرىش ئىمكانىيىتىگە ئىگە قىلىشتىن ئىبارەت.
2022-يىلى پۈتۈن يەر شارى بويىچە يېڭىدىن كۆپەيگەن يورۇقلۇق ئېنېرگىيەسى گېنېراتورلار سىغىمچانلىقى 240GW بويىچە ھېسابلىغاندا، ئۈنۈم ％0.01 ئۆسكەن بولسىمۇ، ھەر يىلى 140 مىليون كىلوۋات سائەت توك كۆپ تارقىتىلىدۇ.
جۇڭگو يورۇقلۇق ئېنېرگىيەسى كەسپى جەمئىيىتىنىڭ مۇئاۋىن باش كاتىپى جياڭ خۇا مۇنداق بىلدۈردى: بۇ خىل يۇقىرى ئۈنۈملۈك باتارېيە تېخنىكىسىدا مىقدارلىق ئىشلەپچىقىرىش ھەقىقىي ئىشقا ئاشۇرۇلسا، يورۇقلۇق ئېنېرگىيەسىدىن توك چىقىرىش تەننەرخىنىڭ زور دەرىجىدە تۆۋەنلىشىنى ئىلگىرى سۈرىدۇ، بۇ، دۆلىتىمىز ھەتتا پۈتۈن يەر شارى يورۇقلۇق ئېنېرگىيەسى بازىرىنىڭ ئېشىشىغا تۈرتكە بولۇشقا ئىنتايىن پايدىلىق.
مەنبە: ئالپ سالونى