Použití prvků vzácných zemí k překonání omezení solárních článků
Perovskitové solární články Solární články Perovskite mají výhody oproti současné technologii solárních článků. Mají potenciál být efektivnější, jsou lehké a stojí méně než jiné varianty. V perovskitové solární buňce je vrstva perovskitu vložena mezi průhlednou elektrodu vpředu a reflexní elektrodou v zadní části buňky. Mezi katodové a anodové rozhraní, které usnadňují sběr náboje v elektrodách v elektrodách. Existují čtyři klasifikace perovskitových solárních článků založených na morfologické struktuře a sekvenci vrstvy transportní vrstvy: pravidelné rovinné, obrácené rovinné, pravidelné mezoporézní a obrácené mezoporézní struktury. S technologií však existuje několik nevýhod. Světlo, vlhkost a kyslík mohou vyvolat jejich degradaci, jejich absorpce může být neshodná a mají také problémy s rekombinací neradiační náboje. Perovskity mohou být zkorodovány kapalnými elektrolyty, což vede k problémům s stabilitou. Abychom si uvědomili své praktické aplikace, musí být provedena zlepšení v jejich účinnosti přeměny energie a provozní stabilitě. Nedávný pokrok v technologii však vedl k perovskitovým solárním článkům s účinností 25,5%, což znamená, že nejsou daleko za konvenčními křemíkovými fotovoltaickými solárními články. Za tímto účelem byly zkoumány vzácné prvky pro aplikace v solárních článcích Perovskite. Mají fotofyzikální vlastnosti, které problémy překonávají. Jejich použití v solárních článcích perovskitu proto zlepší jejich vlastnosti, což je učiní životaschopnějšími pro rozsáhlé implementaci pro řešení čisté energie. Jak prvky vzácných zemin pomáhají perovskitovým solárním článkům Existuje mnoho výhodných vlastností, které mají prvky vzácných zemin, které lze použít ke zlepšení funkce této nové generace solárních článků. Za prvé, oxidační a redukční potenciály v iontů vzácných Země jsou reverzibilní, což snižuje vlastní oxidaci a redukci cílového materiálu. Navíc může být tvorba tenkého filmu regulována přidáním těchto prvků jejich spojením jak perovskity, tak oxidy kovů nabití. Kromě toho mohou být fázová struktura a optoelektronické vlastnosti upraveny substitucionálním vložením do krystalové mřížky. Pasivace vady lze úspěšně dosáhnout jejich vložením do cílového materiálu buď intersticiálně na hranice zrn nebo na povrchu materiálu. Infračervené a ultrafialové fotony mohou být navíc přeměněny na viditelné světlo reagující na perovskitu kvůli přítomnosti četných energetických přechodových drah v iontů vzácných země. Výhody toho jsou dvojí: zabrání tomu, aby se perovskity staly poškozeny světlem s vysokou intenzitou a rozšiřuje rozsah spektrální odezvy materiálu. Použití prvků vzácných zemin významně zlepšuje stabilitu a účinnost perovskitových solárních článků. Modifikace morfologií tenkých filmů Jak již bylo zmíněno dříve, prvky vzácných zemin mohou morfologie tenkých filmů upravit z oxidů kovů. Je dobře zdokumentováno, že morfologie podkladové vrstvy transportu náboje ovlivňuje morfologii perovskitové vrstvy a její kontakt s přenosovou vrstvou náboje. Například doping s ionty vzácné země zabraňuje agregaci nanočástic SNO2, které mohou způsobit strukturální defekty, a také zmírňuje tvorbu velkých krystalů Nioxu a vytváří rovnoměrnou a kompaktní vrstvu krystalů. Thinské vrstvy těchto látek bez vad tedy lze dosáhnout dopingem vzácné země. Navíc vrstva lešení v perovskitových buňkách, které mají mezoporézní strukturu, hraje důležitou roli v kontaktech mezi perovskitem a přenosovými vrstvami náboje v solárních článcích. Nanočástice v těchto strukturách mohou vykazovat morfologické defekty a četné hranice zrn. To vede k nepříznivé a vážné rekombinaci ne-radiační náboje. Problém je také plnění pórů. Doping s ionty vzácné země reguluje růst lešení a snižuje defekty a vytváří vyrovnané a jednotné nanostruktury. Poskytováním zlepšení pro morfologickou strukturu vrstev perovskitu a náboje mohou ionty vzácných zemin zlepšit celkový výkon a stabilitu perovskitových solárních článků, což je činí vhodnější pro velké komerční aplikace. Důležitost perovskitových solárních článků nelze podceňovat. Poskytují vynikající kapacitu výroby energie za mnohem nižší náklady než současné solární články na bázi křemíku na trhu. Studie prokázala, že doping perovskite s ionty vzácné Země zlepšuje své vlastnosti, což vede ke zlepšení účinnosti a stability. To znamená, že solární články perovskite se zlepšeným výkonem jsou o krok blíže k tomu, aby se staly realitou.
Čas příspěvku: Jul-04-2022 