Menggunakan elemen jarang bumi untuk mengatasi batasan sel solar
Sel solar perovskite mempunyai kelebihan terhadap teknologi sel solar semasa. Mereka mempunyai potensi untuk menjadi lebih cekap, ringan, dan kos kurang daripada varian lain. Dalam sel solar perovskite, lapisan perovskite diapit di antara elektrod telus di bahagian depan dan elektrod reflektif di belakang sel. Lapisan pengangkutan dan lubang pengangkutan elektrod dimasukkan antara antara muka katod dan anod, yang memudahkan pengumpulan caj pada elektrod. Terdapat empat klasifikasi sel solar perovskite berdasarkan struktur morfologi dan urutan lapisan lapisan pengangkutan caj: planar biasa, planar terbalik, mesoporous biasa, dan struktur mesoporous terbalik. Walau bagaimanapun, beberapa kelemahan wujud dengan teknologi. Cahaya, kelembapan, dan oksigen boleh menyebabkan kemerosotan mereka, penyerapan mereka tidak sesuai, dan mereka juga mempunyai masalah dengan rekombinasi caj bukan radiasi. Perovskites boleh ditanam oleh elektrolit cecair, yang membawa kepada isu kestabilan. Untuk merealisasikan aplikasi praktikal mereka, penambahbaikan mesti dibuat dalam kecekapan penukaran kuasa mereka dan kestabilan operasi. Walau bagaimanapun, kemajuan baru -baru ini dalam teknologi telah membawa kepada sel suria perovskite dengan kecekapan 25.5%, yang bermaksud bahawa mereka tidak jauh di belakang sel solar fotovoltaik silikon konvensional. Untuk tujuan ini, unsur-unsur jarang bumi telah diterokai untuk aplikasi dalam sel solar perovskite. Mereka mempunyai sifat photophysical yang mengatasi masalah. Oleh itu, menggunakannya dalam sel-sel solar perovskite akan meningkatkan sifat mereka, menjadikannya lebih berdaya maju untuk pelaksanaan besar-besaran untuk penyelesaian tenaga bersih. Bagaimana Elemen Rangka Bumi Membantu Sel Suria Perovskite Terdapat banyak sifat yang berfaedah yang dimiliki oleh unsur -unsur nadir bumi yang boleh digunakan untuk memperbaiki fungsi generasi baru sel solar ini. Pertama, potensi pengoksidaan dan pengurangan dalam ion jarang bumi boleh diterbalikkan, mengurangkan pengoksidaan dan pengurangan bahan sasaran sendiri. Di samping itu, pembentukan filem nipis boleh dikawal selia dengan penambahan unsur-unsur ini dengan menggabungkannya dengan kedua-dua perovskites dan caj pengangkutan oksida logam. Tambahan pula, struktur fasa dan sifat optoelektronik boleh diselaraskan dengan substitusi membenamkannya ke dalam kisi kristal. Passivation kecacatan dapat dicapai dengan jayanya dengan memasukkannya ke dalam bahan sasaran sama ada secara interstitial di sempadan bijian atau di permukaan bahan. Selain itu, foton inframerah dan ultraviolet boleh ditukar kepada cahaya yang kelihatan-responsif perovskite kerana kehadiran orbit peralihan yang banyak di dalam ion-bumi yang jarang berlaku. Kelebihan ini dua kali ganda: ia mengelakkan orang-orang perovskite menjadi rosak oleh cahaya intensiti tinggi dan memanjangkan julat tindak balas spektrum bahan. Menggunakan unsur -unsur nadir bumi dengan ketara meningkatkan kestabilan dan kecekapan sel suria perovskite. Mengubah morfologi filem nipis Seperti yang dinyatakan sebelum ini, unsur -unsur nadir bumi dapat mengubah morfologi filem nipis yang terdiri daripada oksida logam. Adalah didokumentasikan dengan baik bahawa morfologi lapisan pengangkutan caj asas mempengaruhi morfologi lapisan perovskite dan hubungannya dengan lapisan pengangkutan caj. Sebagai contoh, doping dengan ion jarang bumi menghalang pengagregatan nanopartikel SnO2 yang boleh menyebabkan kecacatan struktur, dan juga mengurangkan pembentukan kristal Niox yang besar, mewujudkan lapisan kristal seragam dan padat. Oleh itu, filem lapisan nipis bahan-bahan ini tanpa kecacatan dapat dicapai dengan doping jarang bumi. Di samping itu, lapisan perancah dalam sel perovskite yang mempunyai struktur mesoporous memainkan peranan penting dalam hubungan antara perovskite dan lapisan pengangkutan cas di sel solar. Nanopartikel dalam struktur ini boleh memaparkan kecacatan morfologi dan banyak sempadan bijian. Ini membawa kepada penggabungan semula caj yang buruk dan serius. Pengisian liang juga menjadi isu. Doping dengan ion jarang bumi mengawal pertumbuhan perancah dan mengurangkan kecacatan, mewujudkan struktur nano yang sejajar dan seragam. Dengan memberikan penambahbaikan untuk struktur morfologi perovskite dan lapisan pengangkutan, ion nadir bumi dapat meningkatkan prestasi keseluruhan dan kestabilan sel solar perovskite, menjadikannya lebih sesuai untuk aplikasi komersil berskala besar. Kepentingan sel solar perovskite tidak dapat dikurangkan. Mereka akan menyediakan kapasiti penjanaan tenaga yang unggul untuk kos yang lebih rendah daripada sel solar berasaskan silikon semasa di pasaran. Kajian ini menunjukkan bahawa perovskite doping dengan ion jarang bumi meningkatkan sifatnya, yang membawa kepada peningkatan kecekapan dan kestabilan. Ini bermakna sel suria perovskite dengan prestasi yang lebih baik adalah satu langkah lebih dekat untuk menjadi realiti.
Masa Post: Jul-04-2022 