Korištenje elemenata rijetke zemlje za prevladavanje ograničenja solarnih ćelija
Perovskitne solarne ćelije Solarne ćelije perovskita imaju prednosti u odnosu na trenutnu tehnologiju solarnih ćelija. Oni imaju potencijal biti učinkovitiji, lagani su i koštaju manje od ostalih varijanti. U solarnoj ćeliji perovskita, sloj perovskita je zasićen između prozirne elektrode na prednjoj strani i reflektirajuće elektrode na stražnjoj strani stanice. Slojevi transporta elektroda i transporta rupa umetnuti su između sučelja katode i anoda, što olakšava prikupljanje naboja na elektrodama. Postoje četiri klasifikacije solarnih ćelija perovskita na temelju morfološke strukture i sloja sloja sloja transporta naboja: redoviti planarni, obrnuti planarni, redoviti mezoporozni i obrnuti mezoporozni struktura. Međutim, s tehnologijom postoji nekoliko nedostataka. Svjetlost, vlaga i kisik mogu potaknuti njihovu razgradnju, njihova apsorpcija može se neuskladiti, a oni također imaju problema s rekombinacijom ne-radijacije. Perovskiti mogu korodirati tekući elektroliti, što dovodi do problema stabilnosti. Da bi se ostvarile njihove praktične primjene, moraju se izvršiti poboljšanja u učinkovitosti pretvorbe moći i operativnoj stabilnosti. Međutim, nedavni napredak u tehnologiji doveo je do solarnih ćelija perovskita s 25,5% učinkovitosti, što znači da nisu daleko iza konvencionalnih silikonskih fotonaponskih solarnih ćelija. U tu svrhu istraženi su elementi rijetkosti za primjenu u solarnim ćelijama perovskita. Posjeduju fotofizička svojstva koja prevladavaju probleme. Korištenje njih u solarnim ćelijama perovskita, stoga će poboljšati svoja svojstva, čineći ih održivijim za veliku implementaciju za rješenja za čistu energiju. Kako rijetki elementi Zemlje pomažu solarnim ćelijama perovskita Postoje mnoga povoljna svojstva koja posjeduju rijetki elementi Zemlje koja se mogu koristiti za poboljšanje funkcije ove nove generacije solarnih ćelija. Prvo, oksidacijski i redukcijski potencijali u ionima rijetke zemlje su reverzibilni, smanjujući oksidaciju i smanjenje ciljanog materijala. Uz to, stvaranje tankog filma može se regulirati dodavanjem ovih elemenata spajanjem ih s perovskitima i metalnim oksidima za transport naboja. Nadalje, fazna struktura i optoelektronska svojstva mogu se prilagoditi tako što ih supstitucionalno ugrađujući u kristalnu rešetku. Pasivacija oštećenja može se uspješno postići ugradnjom u ciljni materijal bilo intersticijsko na granicama zrna ili na površini materijala. Nadalje, infracrveni i ultraljubičasti fotoni mogu se pretvoriti u vidljivu svjetlost koja reagira na perovskit zahvaljujući prisutnosti brojnih energetskih prijelaznih orbita u ionima rijetke zemlje. Prednosti toga su dvostruke: izbjegava da perovskiti postanu oštećeni svjetlosnim svjetlom i proširuju spektralni raspon odgovora materijala. Korištenje rijetkih zemaljskih elemenata značajno poboljšava stabilnost i učinkovitost solarnih ćelija perovskita. Modificiranje morfologija tankih filmova Kao što je prethodno spomenuto, rijetki elementi Zemlje mogu izmijeniti morfologije tankih filmova koji se sastoje od metalnih oksida. Dobro je dokumentirano da morfologija temeljnog sloja transporta naboja utječe na morfologiju sloja perovskita i njegov kontakt sa slojem transporta naboja. Na primjer, doping s ionima rijetke zemlje sprječava agregaciju nanočestica SNO2 koje mogu uzrokovati strukturne nedostatke, a također ublažava stvaranje velikih Niox kristala, stvarajući ujednačen i kompaktni sloj kristala. Stoga se tanki slojevi filmovi ovih tvari bez oštećenja mogu postići dopingom rijetke zemlje. Uz to, sloj skela u perovskitnim stanicama koje imaju mezoporoznu strukturu igra važnu ulogu u kontaktima između slojeva perovskita i transporta naboja u solarnim ćelijama. Nanočestice u tim strukturama mogu pokazati morfološke nedostatke i brojne granice zrna. To dovodi do nepovoljne i ozbiljne rekombinacije ne-zračenja. Ispunjavanje pora također je problem. Doping s ionima rijetke zemlje regulira rast skela i smanjuje oštećenja, stvarajući usklađene i ujednačene nanostrukture. Osiguravanjem poboljšanja za morfološku strukturu slojeva perovskita i transporta naboja, rijetki ioni Zemlje mogu poboljšati ukupne performanse i stabilnost solarnih ćelija perovskita, što ih čini prikladnijim za velike komercijalne primjene. Važnost solarnih ćelija perovskita ne može se podcijeniti. Oni će pružiti vrhunski kapacitet za proizvodnju energije za mnogo niže troškove od trenutnih solarnih ćelija na bazi silicija na tržištu. Studija je pokazala da doping perovskit s ionima rijetke zemlje poboljšava njegova svojstva, što dovodi do poboljšanja učinkovitosti i stabilnosti. To znači da su solarne ćelije perovskita s poboljšanim performansama korak bliže da postanu stvarnost.
Post Vrijeme: srpanj-04-2022 