Выкарыстанне рэдкіх прыяцельных элементаў для пераадолення абмежаванняў сонечных элементаў
Сонечныя клеткі пероўскіта Сонечныя клеткі пероўскіта маюць перавагі перад сучаснай тэхналогіяй сонечных элементаў. Яны маюць патэнцыял, каб быць больш эфектыўнымі, лёгкія і каштуюць менш, чым іншыя варыянты. У сонечнай батарэі пероўскіта пласт пероўскіта заціснуты паміж празрыстым электродам спераду і святлоадбівальным электродам на задняй частцы клеткі. Пласты транспарціроўкі электрода і адтуліны ўстаўлены паміж катоднымі і аноднымі інтэрфейсамі, што палягчае збор зарада на электродах. Існуе чатыры класіфікацыі сонечных батарэй пероўскіта, заснаваныя на структуры марфалогіі і паслядоўнасці пласта транспартовага пласта зараду: звычайныя плоскія, перавернутыя плоскія, звычайныя мезапорыстыя і перавернутыя мезапорыстыя структуры. Аднак з тэхналогіяй існуе некалькі недахопаў. Святло, вільгаць і кісларод могуць выклікаць іх дэградацыю, іх паглынанне можа быць неадпаведна, і ў іх таксама ёсць праблемы з рэкамбінацыяй непрагранічнай зарадкі. Пероўскіты могуць быць раз'яднаны вадкімі электралітамі, што прывядзе да праблем з стабільнасцю. Каб рэалізаваць свае практычныя прымяненне, неабходна зрабіць паляпшэнні ў эфектыўнасці іх пераўтварэння і аператыўнай стабільнасці. Аднак нядаўнія поспехі ў тэхналогіі прывялі да сонечных элементаў перовакіта з эфектыўнасцю 25,5%, а гэта азначае, што яны не адстаюць ад звычайных крэмніевых фотаэлектрычных сонечных элементаў. З гэтай мэтай былі вывучаны рэдкія прыяцельныя элементы для прымянення ў сонечных батарэях Пероўскіта. Яны валодаюць фотафізічнымі ўласцівасцямі, якія пераадольваюць праблемы. Такім чынам, выкарыстанне іх у сонечных элементах Perovskite палепшыць свае ўласцівасці, што робіць іх больш жыццяздольнымі для маштабнай рэалізацыі для рашэнняў чыстай энергіі. Як рэдказямечныя элементы дапамагаюць сонечным элементам пераўскіта Існуе мноства выгадных уласцівасцей, якімі валодаюць элементы рэдкай зямлі, якія могуць быць выкарыстаны для паляпшэння функцыі гэтага новага пакалення сонечных элементаў. Па-першае, патэнцыялы акіслення і зніжэння ў рэдкіх іёнах Зямля зварачальныя, зніжаючы ўласнае акісленне і зніжэнне акіслення мэтавага матэрыялу. Акрамя таго, утварэнне тонкай плёнкай можа быць рэгулявана даданнем гэтых элементаў, злучыўшы іх як з пероўскітамі, так і зарадкі транспарціроўкі металічных аксіду. Акрамя таго, фазавая структура і оптаэлектронныя ўласцівасці могуць быць адрэгуляваны, падставіўшы іх у заключэнне іх у крышталічную рашотку. Пасівацыя дэфектаў можа быць паспяхова дасягнута, убудаваўшы іх у мэтавы матэрыял альбо міжтканкава ў межах збожжа, альбо на паверхню матэрыялу. Больш за тое, інфрачырвоныя і ультрафіялетавыя фатоны могуць быць ператвораны ў пероўскіт, які рэагуе на бачнае святло з-за наяўнасці шматлікіх энергетычных пераходных арбіт у рэдкіх іёнах. Перавагі гэтага ў два разы: гэта пазбягае пашкоджанняў пероўскітаў, якія пацярпелі ад высокай інтэнсіўнасці і пашырае дыяпазон спектральнага рэагавання матэрыялу. Выкарыстанне элементаў рэдкай зямлі значна паляпшае стабільнасць і эфектыўнасць сонечных элементаў пероўскіта. Мадыфікацыя марфалогій тонкіх фільмаў Як ужо згадвалася раней, элементы рэдкай зямлі могуць змяняць марфалогіі тонкіх плёнак, якія складаюцца з аксіду металаў. Добра дакументавана, што марфалогія асноўнага транспартнага пласта зарадкі ўплывае на марфалогію пласта пероўскіта і яго кантакт з транспартным пластом зарада. Напрыклад, допінг з іёнамі рэдкіх Зямлі прадухіляе агрэгацыю наначасціц SNO2, якія могуць выклікаць структурныя дэфекты, а таксама змякчае адукацыю вялікіх крышталяў NIOX, ствараючы раўнамерны і кампактны пласт крышталяў. Такім чынам, тонкія пластавыя плёнкі гэтых рэчываў без дэфектаў могуць быць дасягнуты пры рэдкім землеўлівым допінгу. Акрамя таго, пласт лясоў у клетках пероўскіта, якія маюць мезапорыстай структуры, гуляе важную ролю ў кантактах паміж пероўскітам і пластамі транспарціроўкі зарадкі ў сонечных батарэях. Наначасціцы ў гэтых структурах могуць выяўляць марфалагічныя дэфекты і шматлікія межы збожжа. Гэта прыводзіць да неспрыяльнай і сур'ёзнай рэкамбінацыі нерадыятыўнай зарадкі. Запаўненне пары таксама з'яўляецца праблемай. Допінг з рэдкімі іёнамі рэгулюе рост лясоў і памяншае дэфекты, ствараючы выраўнаваныя і раўнамерныя наноструктуры. Забяспечваючы паляпшэнне марфалагічнай структуры пероўскіта і пласты транспарціроўкі зарадкі, іёны рэдкіх Зямлі могуць палепшыць агульную прадукцыйнасць і стабільнасць сонечных элементаў пероўскіта, што робіць іх больш прыдатнымі для маштабных камерцыйных прыкладанняў. Важнасць сонечных элементаў пероўскіта не можа быць заніжана. Яны забяспечаць найвышэйшую магутнасць вытворчасці энергіі для значна меншых выдаткаў, чым сучасныя сонечныя батарэі на рынку на рынку. Даследаванне прадэманстравала, што допінг пероўскіта з рэдкімі іёнамі, якія паляпшаюць яго ўласцівасці, што прыводзіць да паляпшэння эфектыўнасці і стабільнасці. Гэта азначае, што сонечныя батарэі пероўскіта з паляпшэннем прадукцыйнасці на адзін крок бліжэй да рэальнасці.
Час паведамлення: ліпень-04-2022 