Përdorimi i elementeve të tokës së rrallë për të kapërcyer kufizimet e qelizave diellore
Qelizat diellore perovskite Qelizat diellore perovskite kanë avantazhe ndaj teknologjisë aktuale të qelizave diellore. Ata kanë potencialin të jenë më efikas, janë të lehta dhe kushtojnë më pak se variantet e tjera. Në një qelizë diellore perovskite, shtresa e perovskitit është sanduiç midis një elektrodë transparente në pjesën e përparme dhe një elektrodë reflektuese në pjesën e prapme të qelizës. Transporti i elektrodave dhe shtresat e transportit të vrimave futen midis ndërfaqeve të katodës dhe anodës, të cilat lehtësojnë mbledhjen e ngarkesave në elektroda. Ekzistojnë katër klasifikime të qelizave diellore perovskite bazuar në strukturën e morfologjisë dhe sekuencën e shtresës së shtresës së transportit të ngarkuar: planare të rregullta, planare të përmbysur, struktura mesoporore të rregullta dhe të përmbysura. Sidoqoftë, disa pengesa ekzistojnë me teknologjinë. Drita, lagështia dhe oksigjeni mund të shkaktojnë degradimin e tyre, thithja e tyre mund të mos përputhet, dhe ata gjithashtu kanë çështje me rekombinim të ngarkuar jo-rrezatues. Perovskitët mund të gërryhen nga elektrolitët e lëngshëm, duke çuar në çështje të stabilitetit. Për të realizuar aplikimet e tyre praktike, duhet të bëhen përmirësime në efikasitetin e tyre të konvertimit të energjisë dhe stabilitetin operacional. Sidoqoftë, përparimet e fundit në teknologji kanë çuar në qelizat diellore perovskite me një efikasitet 25.5%, që do të thotë se ato nuk janë shumë larg qelizave diellore konvencionale të silikonit fotovoltaik. Për këtë qëllim, elementët e tokës së rrallë janë hulumtuar për aplikime në qelizat diellore perovskite. Ata posedojnë veti fotofizike që kapërcejnë problemet. Përdorimi i tyre në qelizat diellore perovskite do të përmirësojë vetitë e tyre, duke i bërë ato më të zbatueshme për zbatimin në shkallë të gjerë për zgjidhje të energjisë së pastër. Si ndihmojnë elementet e rralla të Tokës të ndihmojnë qelizat diellore perovskite Ka shumë veti të favorshme që posedojnë elementë të rrallë të Tokës që mund të përdoren për të përmirësuar funksionin e kësaj gjenerate të re të qelizave diellore. Së pari, potencialet e oksidimit dhe zvogëlimit në jonet e tokës së rrallë janë të kthyeshme, duke zvogëluar oksidimin dhe zvogëlimin e materialit të synuar. Për më tepër, formimi i filmave të hollë mund të rregullohet me shtimin e këtyre elementeve duke i bashkuar ato me të dy perovskitët dhe me ngarkesë oksidet metalike të transportit. Për më tepër, struktura e fazës dhe vetitë optoelektronike mund të rregullohen duke i ngulitur ato në grilë kristali. Pasivizimi i defektit mund të arrihet me sukses duke i futur ato në materialin e synuar ose në mënyrë intersticiale në kufijtë e grurit ose në sipërfaqen e materialit. Për më tepër, fotonet infra të kuqe dhe ultravjollcë mund të shndërrohen në dritë të dukshme të përgjegjshme për perovskitin për shkak të pranisë së orbitave të shumta të tranzicionit energjik në jonet e tokës së rrallë. Përparësitë e kësaj janë të dyfishta: Ai shmang që perovskitët të dëmtohen nga drita me intensitet të lartë dhe shtrin gamën e përgjigjes spektrale të materialit. Përdorimi i elementeve të rrallë të Tokës përmirëson ndjeshëm stabilitetin dhe efikasitetin e qelizave diellore perovskite. Modifikimi i morfologjive të filmave të hollë Siç u përmend më lart, elementët e rrallë të Tokës mund të modifikojnë morfologjitë e filmave të hollë që përbëhen nga oksidet metalike. Dokumentohet mirë që morfologjia e shtresës themelore të transportit të ngarkuar të ndikojë në morfologjinë e shtresës perovskite dhe kontaktin e saj me shtresën e transportit të ngarkuar. Për shembull, doping me jonet e tokës së rrallë parandalon grumbullimin e nanopartikujve SNO2 që mund të shkaktojnë defekte strukturore, dhe gjithashtu zbut formimin e kristaleve të mëdha Niox, duke krijuar një shtresë uniforme dhe kompakte të kristaleve. Kështu, filmat me shtresa të hollë të këtyre substancave pa defekte mund të arrihen me doping të rrallë. Për më tepër, shtresa e skelës në qelizat perovskite që kanë një strukturë mesoporore luan një rol të rëndësishëm në kontaktet midis shtresave të transportit perovskite dhe ngarkesave në qelizat diellore. Nanopartikulat në këto struktura mund të shfaqin defekte morfologjike dhe kufij të shumtë të grurit. Kjo çon në rekombinim të ngarkuar të pafavorshëm dhe serioz jo-rrezatues. Mbushja e poreve është gjithashtu një çështje. Doping me jonet e tokës së rrallë rregullon rritjen e skelës dhe zvogëlon defektet, duke krijuar nanostruktura të përafruara dhe të njëtrajtshme. Duke siguruar përmirësime për strukturën morfologjike të shtresave të transportit perovskite dhe të ngarkuar, jonet e rralla të tokës mund të përmirësojnë performancën e përgjithshme dhe stabilitetin e qelizave diellore perovskite, duke i bërë ato më të përshtatshme për aplikime tregtare në shkallë të gjerë. Rëndësia e qelizave diellore perovskite nuk mund të nënvlerësohet. Ato do të sigurojnë kapacitet superior të gjenerimit të energjisë për një kosto shumë më të ulët se qelizat diellore aktuale me bazë silikoni në treg. Studimi ka demonstruar se perovskiti i dopingut me jonet e tokës së rrallë përmirëson pronat e tij, duke çuar në përmirësime në efikasitet dhe stabilitet. Kjo do të thotë që qelizat diellore perovskite me performancë të përmirësuar janë një hap më afër për t'u bërë realitet.
Koha e postimit: Korrik-04-2022 