Korištenje retkih zemljanih elemenata za prevladavanje ograničenja solarnih ćelija
Perovskiće solarne ćelije Perovskite solarne ćelije imaju prednosti preko trenutne tehnologije solarne ćelije. Oni imaju potencijal da budu efikasniji, lagani su i koštaju manje od ostalih varijanti. U perovskom solarnom ćeliju, sloj perovske je sendvič između prozirne elektrode sa prednje i reflektirajućom elektrodom na stražnjem dijelu ćelije. Transport elektroda i transportni slojevi za prometanje su umetnuti između katodnih i anodnih sučelja, što olakšava prikupljanje punjenja na elektrode. Postoje četiri klasifikacije solarnih ćelija perovske zasnovane na morfološkom strukturi i nizu sloja punjenja transportnog sloja: običan ravnički, obrnuti ravnine, redovne mezoporozne i obrnute mezodorozne strukture. Međutim, nekoliko nedostataka postoji sa tehnologijom. Lagana, vlaga i kisik mogu izazvati svoju degradaciju, njihova apsorpcija može biti neusklađena, a također imaju problema sa rekombinacijom ne-zračenja. Perovske se mogu korodirati tečnim elektrolite, što dovodi do problema sa stabilnošću. Da bi se ostvarila njihova praktična primjena, poboljšanja se moraju izvršiti u njihovoj efikasnosti pretvorbe energije i operativnoj stabilnosti. Međutim, nedavni napredak u tehnologiji doveli su do perovskite solarnih ćelija sa efikasnošću od 25,5%, što znači da nisu daleko iza konvencionalnih silicijuma fotonaponskih solarnih ćelija. U tu svrhu, retki zemaljski elementi istraženi su za aplikacije u perovskim solarnim ćelijama. Oni posjeduju fotofizička svojstva koja prevladaju probleme. Koristeći ih u perovskite solarnim ćelijama, stoga će poboljšati njihova svojstva, čineći ih održivim za veliku implementaciju za čiste energetska rješenja. Kako rijetki elementi zemlje pomažu perovskim solarnim ćelijama Postoji mnogo povoljnih svojstava koje se rijetki elementi zemlje posjeduju koji se mogu koristiti za poboljšanje funkcije ove nove generacije solarnih ćelija. Prvo, oksidacije i smanjenje potencijala u rijetkim zemljanim jonima su reverzibilni, smanjujući vlastitu oksidaciju i smanjenje ciljanog materijala. Uz to, formiranje tankog filma može se regulirati dodavanjem tih elemenata tako što ih spajam i perovskim i punjenim metalnim oksidima. Nadalje, fazna struktura i optoelektronska svojstva mogu se prilagoditi zamjenom ugrađujući ih u kristalnu rešetku. Pasivacija oštećenja može se uspješno postići ugradnjom u ciljani materijal ili međuprostorno na granica žita ili na površini materijala. Štaviše, infracrveni i ultraljubičajni fotoni mogu se pretvoriti u perovskine vidljivo svjetlo zbog prisustva brojnih energičnih tranzicijskih orbita u rijetkim zemljanim jonima. Prednosti toga su dvostruko: izbjegava da perovskite postanu oštećeni visokim intenzitetom i proširuju spektralni raspon odziva materijala. Korištenje rijetkih elemenata Zemlje značajno poboljšava stabilnost i efikasnost perovskite solarnih ćelija. Izmjena morfologije tankih filmova Kao što je već spomenuto, rijetki elementi zemlje mogu modificirati morfologije tankih filmova koji se sastoje od metalnih oksida. Dobro je dokumentovano da morfologija temeljnog sloja za naplatu utječe na morfologiju perovskog sloja i njegov kontakt sa slojem transporta punjenja. Na primjer, doping s rijetkim ionima zemaljskim ionima sprječava združivanje Sno2 nanočestica koje mogu prouzrokovati strukturne nedostatke, a također ublažavati stvaranje velikih kristala Niox-a, stvarajući ujednačen i kompaktan sloj kristala. Stoga se tanki sloj filmovi ovih tvari bez oštećenja mogu postići rijetkim zemljanim dopingom. Uz to, sloj skela u perovskitnim ćelijama koji imaju mezoporoznu strukturu igra važnu ulogu u kontaktima između perovskog i punjenja transportnih slojeva u solarnim ćelijama. Nanočestike u tim strukturama mogu prikazati morfološke nedostatke i brojne granice žita. To dovodi do nepovoljnog i ozbiljnog rekombinacije ne-zračenja. Punjenje pora je i problem. Doping s rijetkim jonskim joni uređuju rast skela i smanjuje nedostatke, stvarajući usklađene i ujednačene nanostrukture. Davanjem poboljšanja morfološke strukture perovskog i punjenja slojeva transporta, rijetki zemaljski ioni mogu poboljšati ukupne performanse i stabilnost perovskite solarnih ćelija, čineći ih pogodnijim za komercijalne aplikacije. Važnost perovskite solarnih ćelija ne može se podcijeniti. Oni će pružiti vrhunsku energetsku kapacitet za mnogo niže troškove od trenutnih solarnih ćelija na bazi silikona na tržištu. Studija je pokazala da doping Perovskit sa rijetkim zemljanim joni poboljšava svoje svojstva, što dovodi do poboljšanja efikasnosti i stabilnosti. To znači da su perovskiće solarne ćelije s poboljšanim performansama korak bliže da postanu stvarnost.
Vrijeme objavljivanja: jul-04-2022 