Wykorzystanie elementów rzadkich w celu przezwyciężenia ograniczeń ogniw słonecznych
Perovskite ogniwa słoneczne Perovskite ogniwa słoneczne mają zalety w stosunku do obecnej technologii ogniw słonecznych. Mają potencjał, aby być bardziej wydajnym, są lekkie i kosztują mniej niż inne warianty. W ogniwie słonecznym perowskiego warstwa perowskiego jest kanapowana między przezroczystą elektrodą z przodu a elektrodą odblaskową z tyłu ogniwa. Warstwy transportu elektrody i transportu otworów są wstawiane między interfejsami katody i anody, co ułatwia pobieranie ładunku na elektrodach. Istnieją cztery klasyfikacje ogniw słonecznych perowskiego opartych na strukturze morfologii i sekwencji warstw warstwy transportu ładunku: zwykłe płaskie, odwrócone płaskie, regularne mezoporowate i odwrócone struktury mezoporowate. Jednak z technologią istnieje kilka wad. Światło, wilgoć i Perovskity mogą być skorodowane przez ciekłe elektrolity, co prowadzi do problemów ze stabilnością. Aby zrealizować ich praktyczne zastosowania, należy wprowadzić ulepszenia w ich wydajności konwersji energii i stabilności operacyjnej. Jednak ostatnie postęp w technologii doprowadziły do ogniw słonecznych perowskiego o wydajności 25,5%, co oznacza, że nie są one daleko w tyle za konwencjonalnymi fotowoltaicznymi ogniwami słonecznymi fotowoltaicznymi. W tym celu zbadano rzadkie elementy Ziemi do zastosowań w ogniwach słonecznych Perovskite. Posiadają właściwości fotofizyczne, które pokonują problemy. Używanie ich w ogniwach słonecznych perowskite poprawi ich zatem ich właściwości, co czyni je bardziej opłacalnymi do wdrożenia na dużą skalę dla roztworów czystej energii. W jaki sposób pierwiastki ziem rzadkich pomagają w ogniwach słonecznych perowskiego Istnieje wiele korzystnych właściwości, które mają elementy ziem rzadkich, które można wykorzystać do poprawy funkcji nowej generacji ogniw słonecznych. Po pierwsze, potencjały utleniania i redukcji w jonach rzadkich jest odwracalne, zmniejszając własne utlenianie i redukcja materiału docelowego. Dodatkowo tworzenie cienkiego filmu można regulować przez dodanie tych elementów poprzez połączenie ich z zarówno perrowskitami, jak i tlenków metali transportowych ładunku. Ponadto strukturę fazową i właściwości optoelektroniczne można dostosować, substytucyjnie osadząc je w kryształową sieć. Pasywację defektu można z powodzeniem osiągnąć poprzez osadzenie ich w materiale docelowym albo śródmiąższowo na granicach ziarna lub na powierzchni materiału. Ponadto fotony podczerwieni i ultrafioletowe można przekształcić w reagujące na perowskit światło widzialne ze względu na obecność licznych orbit przejścia energetycznego w jonach rzadkich. Zalety tego są dwojakie: unikają uszkodzenia perowskitów przez światło o wysokiej intensywności i rozszerza zakres reakcji spektralnej materiału. Stosowanie elementów ziem rzadkich znacznie poprawia stabilność i wydajność ogniw słonecznych perowskitu. Modyfikacja morfologii cienki Jak wspomniano wcześniej, elementy ziem rzadkich mogą modyfikować morfologie cienkich warstw składających się z tlenków metali. Jest dobrze udokumentowane, że morfologia leżącej u podstaw warstwy transportu ładunku wpływa na morfologię warstwy perowskiego i jej kontakt z warstwą transportu ładunku. Na przykład domieszkowanie jonami rzadkiej-zapobiega agregacji nanocząstek Sno2, które mogą powodować defekty strukturalne, a także łagodzi tworzenie dużych kryształów Niox, tworząc jednolitą i zwartą warstwę kryształów. Zatem cienkie warstwy tych substancji bez defektów można osiągnąć za pomocą domieszkowania rzadkiej ziemi. Ponadto warstwa rusztowania w komórkach perowskitu o strukturze mezoporowatej odgrywa ważną rolę w kontaktach między perowskitowymi i warstwami transportu ładunku w ogniwach słonecznych. Nanocząstki w tych strukturach mogą wykazywać wady morfologiczne i liczne granice ziarna. Prowadzi to do niekorzystnej i poważnej nie promieniującej rekombinacji ładunku. Problemem jest również wypełnienie porów. Doping z jonami rzadki reguluje wzrost rusztowania i zmniejsza defekty, tworząc wyrównane i jednolite nanostruktury. Zapewniając ulepszenia struktury morfologicznej warstw transportu perowskitu i ładunku, jony ziem rzadkich mogą poprawić ogólną wydajność i stabilność ogniw słonecznych perowskiego, co czyni je bardziej odpowiednim do komercyjnych zastosowań na dużą skalę. Nie można zanikać znaczenia ogniw słonecznych perowskiego. Zapewnią doskonałą zdolność wytwarzania energii za znacznie niższe koszty niż obecne silikonowe ogniwa słoneczne na rynku. Badanie wykazało, że domieszkowanie perowskitu z rzadkimi jonami ziemi poprawia jego właściwości, co prowadzi do poprawy wydajności i stabilności. Oznacza to, że ogniwa słoneczne perowskiego o lepszej wydajności są o krok bliżej do stania się rzeczywistością.
Czas po: 04-2022 lipca 