Користење на елементи на ретка земја за надминување на ограничувањата на сончевите ќелии
Соларни ќелии на перовскајт Соларни ќелии на Перовскит имаат предности во однос на тековната технологија на соларни клетки. Тие имаат потенцијал да бидат поефикасни, се лесни и чинат помалку од другите варијанти. Во соларна ќелија на перовскајт, слојот на перовскајт се израмнува помеѓу транспарентна електрода на предната страна и рефлексивна електрода на задниот дел од ќелијата. Слоевите за транспорт на електрода и транспорт на дупки се вметнуваат помеѓу интерфејсите на катодата и анодата, што ја олеснува собирањето на полнење на електродите. Постојат четири класификации на соларни клетки на перовскит засновани на морфолошка структура и слој на секвенцата на слојот за транспорт на полнење: редовен ранарн, превртен рамнински, редовни мезопорни и превртени мезопорни структури. Сепак, постојат неколку недостатоци со технологијата. Светлината, влагата и кислородот можат да предизвикаат нивна деградација, нивната апсорпција може да биде неусогласена, а тие исто така имаат проблеми со рекомбинација на не-радијативно полнење. Перовсцитите можат да бидат кородирани од течни електролити, што доведува до проблеми со стабилноста. За да се реализираат нивните практични апликации, мора да се направат подобрувања во нивната ефикасност на конверзија на моќта и оперативната стабилност. Сепак, неодамнешните достигнувања во технологијата доведоа до соларни ќелии на перовскајт со ефикасност од 25,5%, што значи дека тие не се далеку зад конвенционалните силиконски фотоволтаични соларни ќелии. За таа цел, истражени се елементи на ретка земја за апликации во соларни ќелии на перовскит. Тие поседуваат фотофизички својства што ги надминуваат проблемите. Затоа, користењето на нив во соларни ќелии во Перовскит ќе ги подобри нивните својства, што ќе ги направи поизводливи за голема имплементација за решенија за чиста енергија. Колку ретки елементи на Земјата им помагаат на соларните клетки на перовскајт Постојат многу поволни својства што ги поседуваат ретките елементи на Земјата што можат да се користат за подобрување на функцијата на оваа нова генерација на соларни ќелии. Прво, потенцијалите за оксидација и намалување во јони на ретка земја се реверзибилни, намалувајќи ја сопствената оксидација и намалување на целниот материјал. Покрај тоа, формацијата со тенок филм може да се регулира со додавање на овие елементи со спојување на нив и со перовскис и полнење метални оксиди на транспорт. Понатаму, фазата на структура и оптоелектронските својства можат да се прилагодат со замена на нив во кристалната решетка. Пасивацијата на дефект може успешно да се постигне со вметнување на нив во целниот материјал или интерстицијално на границите на житото или на површината на материјалот. Покрај тоа, инфрацрвените и ултравиолетовите фотони можат да се претворат во видлива светлина што одговара на перовскајт, заради присуството на бројни орбити на енергична транзиција во јони на ретка земја. Предностите на ова се двојни: ги избегнува перовските скици да бидат оштетени од светло со висок интензитет и го проширува опсегот на спектрален одговор на материјалот. Користењето на ретки елементи на Земјата значително ја подобрува стабилноста и ефикасноста на соларните клетки на перовскит. Изменување на морфологии на тенки филмови Како што споменавме претходно, ретките елементи на земјата можат да ги модифицираат морфологиите на тенки филмови кои се состојат од метални оксиди. Добро е документирано дека морфологијата на основниот слој за транспорт на полнење влијае на морфологијата на слојот Перовскит и неговиот контакт со слојот за транспорт на полнење. На пример, допингот со јони на ретка земја спречува агрегација на наночестички SNO2 што може да предизвика структурни дефекти, а исто така го ублажува формирањето на големи кристали на Niox, создавајќи униформа и компактен слој на кристали. Така, филмовите со тенки слоеви на овие супстанции без дефекти можат да се постигнат со допинг на ретка земја. Покрај тоа, слојот на скеле во клетките на перовскајт кои имаат мезопорна структура игра важна улога во контактите помеѓу слоевите за транспорт на перовскит и полнењето во сончевите ќелии. Наночестичките во овие структури можат да прикажат морфолошки дефекти и бројни граници на жито. Ова доведува до неповолна и сериозна рекомбинација на не-радијативно обвинение. Пополнувањето на порите е исто така проблем. Допингот со јони на ретка земја го регулира растот на скелето и ги намалува дефектите, создавајќи усогласени и униформни наноструктури. Со обезбедување на подобрувања за морфолошката структура на слоевите за транспорт на перовскајт и полнењето, ретките јони на Земјата можат да ги подобрат целокупните перформанси и стабилноста на соларните ќелии на перовскајт, што ги прави посоодветни за големи комерцијални апликации. Важноста на соларните клетки на перовскит не може да се потцени. Тие ќе обезбедат супериорен капацитет за производство на енергија за многу пониска цена од сегашните соларни ќелии базирани на силикон на пазарот. Студијата покажа дека допинг перовскајт со јони на ретка земја ги подобрува своите својства, што доведува до подобрувања во ефикасноста и стабилноста. Ова значи дека соларните ќелии со перовскајт со подобрени перформанси се еден чекор поблиску до да станат реалност.
Време на објавување: јули-04-2022 