Paggamit ng mga elemento ng bihirang-lupa upang mapagtagumpayan ang mga limitasyon ng mga solar cells
Pinagmulan: Mga Materyales ng Azo Ang mga perovskite solar cells ay may pakinabang sa kasalukuyang teknolohiya ng solar cell. Mayroon silang potensyal na maging mas mahusay, magaan, at mas mababa ang gastos kaysa sa iba pang mga variant. Sa isang perovskite solar cell, ang layer ng perovskite ay sandwiched sa pagitan ng isang transparent na elektrod sa harap at isang mapanimdim na elektrod sa likod ng cell. Ang mga layer ng transportasyon ng elektrod at butas ay ipinasok sa pagitan ng mga interface ng katod at anode, na nagpapadali sa koleksyon ng singil sa mga electrodes. Mayroong apat na pag -uuri ng perovskite solar cells batay sa istraktura ng morpolohiya at pagkakasunud -sunod ng layer ng singil ng transportasyon ng singil: regular na planar, baligtad na planar, regular na mesoporous, at baligtad na mga istruktura ng mesoporous. Gayunpaman, maraming mga disbentaha ang umiiral sa teknolohiya. Ang ilaw, kahalumigmigan, at oxygen ay maaaring mag-udyok sa kanilang pagkasira, ang kanilang pagsipsip ay maaaring mismatched, at mayroon din silang mga isyu sa hindi pag-uudyok na pagsingil. Ang mga perovskites ay maaaring mai -corrode ng likidong electrolyte, na humahantong sa mga isyu sa katatagan. Upang mapagtanto ang kanilang mga praktikal na aplikasyon, ang mga pagpapabuti ay dapat gawin sa kanilang kahusayan sa pag -convert ng kapangyarihan at katatagan ng pagpapatakbo. Gayunpaman, ang mga kamakailang pagsulong sa teknolohiya ay humantong sa mga perovskite solar cells na may 25.5% na kahusayan, na nangangahulugang hindi sila malayo sa likuran ng maginoo na silikon na photovoltaic solar cells. Dahil dito, ang mga elemento ng bihirang-lupa ay na-explore para sa mga aplikasyon sa perovskite solar cells. Nagtataglay sila ng mga photophysical na katangian na nagtagumpay sa mga problema. Ang paggamit ng mga ito sa perovskite solar cells ay samakatuwid ay mapapabuti ang kanilang mga pag-aari, na ginagawang mas mabubuhay para sa malaking sukat na pagpapatupad para sa malinis na mga solusyon sa enerhiya. Paano bihirang mga elemento ng lupa ang tumutulong sa mga perovskite solar cells Maraming mga kapaki -pakinabang na katangian na ang mga bihirang elemento ng lupa ay maaaring magamit upang mapagbuti ang pag -andar ng bagong henerasyong ito ng mga solar cells. Una, ang mga potensyal na oksihenasyon at pagbawas sa mga bihirang-lupa na mga ion ay mababalik, na binabawasan ang sariling oksihenasyon at pagbawas ng target na materyal. Bilang karagdagan, ang pagbuo ng manipis na film ay maaaring regulahin sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga elementong ito sa pamamagitan ng pagsasama sa kanila ng parehong mga perovskites at singilin ang mga transport metal oxides. Bukod dito, ang istraktura ng phase at mga optoelectronic na katangian ay maaaring maiakma sa pamamagitan ng pagpapalit na pag -embed sa kanila sa kristal na sala -sala. Ang depekto ng depekto ay maaaring matagumpay na makamit sa pamamagitan ng pag -embed sa kanila sa target na materyal alinman sa interstitially sa mga hangganan ng butil o sa ibabaw ng materyal. Bukod dito, ang mga infrared at ultraviolet photon ay maaaring ma-convert sa perovskite-responsive na nakikita na ilaw dahil sa pagkakaroon ng maraming masiglang mga orbit ng paglipat sa mga bihirang-lupa na mga ion. Ang mga bentahe nito ay dalawang beses: maiiwasan nito ang mga perovskites na nasira ng ilaw ng high-intensity at pinalawak ang saklaw ng tugon ng materyal na materyal. Ang paggamit ng mga bihirang elemento ng lupa ay makabuluhang nagpapabuti sa katatagan at kahusayan ng mga perovskite solar cells. Pagbabago ng mga morphologies ng manipis na pelikula Tulad ng nabanggit dati, ang mga bihirang elemento ng lupa ay maaaring baguhin ang mga morpolohiya ng mga manipis na pelikula na binubuo ng mga metal oxides. Mahusay na na-dokumentado na ang morpolohiya ng pinagbabatayan na layer ng transportasyon ay nakakaimpluwensya sa morpolohiya ng layer ng perovskite at ang pakikipag-ugnay nito sa layer ng transportasyon ng singil. Halimbawa, ang doping na may mga bihirang-lupa na mga ion ay pinipigilan ang pagsasama-sama ng mga nanoparticle ng SNO2 na maaaring maging sanhi ng mga istrukturang depekto, at pinapagaan din ang pagbuo ng mga malalaking kristal ng Niox, na lumilikha ng isang pantay at compact na layer ng mga kristal. Kaya, ang mga manipis na layer ng pelikula ng mga sangkap na ito na walang mga depekto ay maaaring makamit na may bihirang-lupa na doping. Bilang karagdagan, ang scaffold layer sa mga perovskite cells na may isang mesoporous na istraktura ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa mga contact sa pagitan ng perovskite at singilin ang mga layer ng transportasyon sa mga solar cells. Ang mga nanoparticle sa mga istrukturang ito ay maaaring magpakita ng mga depekto sa morphological at maraming mga hangganan ng butil. Ito ay humahantong sa masamang at malubhang non-radiative charge recombination. Ang pagpuno ng pore ay isang isyu din. Ang doping na may mga bihirang-lupa na mga ion ay kinokontrol ang paglaki ng scaffold at binabawasan ang mga depekto, na lumilikha ng mga nakahanay at pantay na nanostructure. Sa pamamagitan ng pagbibigay ng mga pagpapabuti para sa morphological na istraktura ng perovskite at singil ng mga layer ng transportasyon, ang mga bihirang mga ion ng lupa ay maaaring mapabuti ang pangkalahatang pagganap at katatagan ng mga perovskite solar cells, na ginagawang mas angkop para sa mga malalaking komersyal na aplikasyon. Ang kahalagahan ng mga perovskite solar cells ay hindi mai -understated. Magbibigay sila ng higit na mahusay na kapasidad ng henerasyon ng enerhiya para sa isang mas mababang gastos kaysa sa kasalukuyang mga solar cells na batay sa silikon sa merkado. Ang pag-aaral ay nagpakita na ang doping perovskite na may mga bihirang-lupa na mga ion ay nagpapabuti sa mga pag-aari nito, na humahantong sa mga pagpapabuti sa kahusayan at katatagan. Nangangahulugan ito na ang mga perovskite solar cells na may pinahusay na pagganap ay isang hakbang na mas malapit sa pagiging isang katotohanan.
Oras ng Mag-post: JUL-04-2022 