Izmantojot retzemju elementus, lai pārvarētu saules bateriju ierobežojumus
Perovskite saules baterijas Perovskite saules baterijām ir priekšrocības salīdzinājumā ar pašreizējo saules bateriju tehnoloģiju. Viņiem ir potenciāls būt efektīvākiem, ir viegls un izmaksā mazāk nekā citi varianti. Perovskite saules baterijā perovskīta slānis ir novietots starp caurspīdīgu elektrodu priekšpusē un atstarojošu elektrodu šūnas aizmugurē. Starp katoda un anoda saskarnēm tiek ievietoti elektrodu transporta un caurumu transporta slāņi, kas atvieglo lādiņa savākšanu pie elektrodiem. Pastāv četras perovskīta saules bateriju klasifikācijas, kuru pamatā ir morfoloģijas struktūra un lādiņa transporta slāņa slāņa secība: parastā plakne, apgriezta plakne, parastās mezoporiskās un apgrieztas mezoporiskas struktūras. Tomēr ar tehnoloģiju pastāv vairāki trūkumi. Gaisma, mitrums un skābeklis var izraisīt to noārdīšanos, to absorbciju var neatbilst, un viņiem ir arī problēmas ar neradiatīvu lādiņu rekombināciju. Perovskītus var korozēt ar šķidrajiem elektrolītiem, izraisot stabilitātes problēmas. Lai realizētu viņu praktisko pielietojumu, uzlabojumi jāveic ar enerģijas pārveidošanas efektivitāti un darbības stabilitāti. Tomēr nesenie tehnoloģiju sasniegumi ir izraisījuši perovskite saules baterijas ar 25,5% efektivitāti, kas nozīmē, ka tās nav tālu aiz tradicionālās silīcija fotoelektriskās saules baterijas. Šajā nolūkā ir izpētīti retzemju elementi Perovskite saules baterijām. Viņiem ir fotofizikālās īpašības, kas pārvar problēmas. Tādējādi to izmantošana Perovskite saules baterijās uzlabos to īpašības, padarot tās dzīvotspējīgākas liela mēroga ieviešanai tīras enerģijas risinājumos. Kā retzemju elementi palīdz perovskite saules baterijām Ir daudz izdevīgu īpašību, kas piemīt retzemju elementiem, kurus var izmantot, lai uzlabotu šīs jaunās saules bateriju funkcijas. Pirmkārt, oksidācijas un reducēšanas potenciāls retās zemes jonos ir atgriezeniski, samazinot paša mērķa materiāla oksidāciju un samazināšanu. Turklāt plānas plēves veidošanos var regulēt, pievienojot šos elementus, savienojot tos gan ar perovskītiem, gan uzlādējot transporta metāla oksīdus. Turklāt fāzes struktūru un optoelektroniskās īpašības var pielāgot, aizstājot tās kristāla režģī. Defektu pasivāciju var veiksmīgi panākt, iestrādājot tos mērķa materiālā vai nu interstitiāli pie graudu robežām, vai uz materiāla virsmas. Turklāt infrasarkanos un ultravioletos fotonus var pārveidot par perovskītu reaģējošu redzamu gaismu, pateicoties daudzām enerģētiskām pārejas orbītām retzemju jonos. Tās priekšrocības ir divējādas: tas ļauj izvairīties no perovskītiem, kurus sabojā augstas intensitātes gaisma, un paplašina materiāla spektrālās reakcijas diapazonu. Retzemju elementu izmantošana ievērojami uzlabo perovskīta saules bateriju stabilitāti un efektivitāti. Plānu filmu morfoloģiju modificēšana Kā minēts iepriekš, retzemju elementi var modificēt plānas plēvju morfoloģijas, kas sastāv no metāla oksīdiem. Ir labi dokumentēts, ka pamatā esošā lādiņa transporta slāņa morfoloģija ietekmē Perovskite slāņa morfoloģiju un tā kontaktu ar lādiņa transporta slāni. Piemēram, dopings ar retzemju joniem novērš SNO2 nanodaļiņu agregāciju, kas var izraisīt strukturālus defektus, kā arī mazina lielo Niox kristālu veidošanos, izveidojot vienveidīgu un kompaktu kristālu slāni. Tādējādi šo vielu plānas slāņa plēves bez defektiem var sasniegt ar retzemju dopingu. Turklāt sastatņu slānim perovskīta šūnās, kurām ir mezopora struktūra, ir liela nozīme kontaktos starp perovskītu un lādēšanas transporta slāņiem saules baterijās. Nanodaļiņas šajās struktūrās var uzrādīt morfoloģiskus defektus un daudzas graudu robežas. Tas noved pie nelabvēlīgas un nopietnas neradiācijas lādiņa rekombinācijas. Poru aizpildīšana ir arī problēma. Dopings ar retzemju joniem regulē sastatņu augšanu un samazina defektus, radot izlīdzinātas un vienveidīgas nanostruktūras. Nodrošinot perovskītu un lādiņu transporta slāņu morfoloģiskās struktūras uzlabojumus, retzemju joni var uzlabot Perovskite saules bateriju kopējo veiktspēju un stabilitāti, padarot tos piemērotākus liela mēroga komerciālām lietojumprogrammām. Perovskite saules bateriju nozīmi nevar novērtēt par zemu. Tie nodrošinās izcilu enerģijas ražošanas spēju par daudz zemākām izmaksām nekā pašreizējās saules bāzes saules baterijas tirgū. Pētījums parādīja, ka dopinga perovskīts ar retzemju joniem uzlabo tā īpašības, kā rezultātā uzlabojas efektivitāte un stabilitāte. Tas nozīmē, ka Perovskite saules baterijas ar uzlabotu veiktspēju ir viens solis tuvāk, lai kļūtu par realitāti.
Pasta laiks: jūlijs-04-2022 