Naudojant retųjų žemių elementus, siekiant įveikti saulės elementų apribojimus
Perovskito saulės elementai „Perovskite“ saulės elementai turi pranašumų, palyginti su dabartine saulės elementų technologija. Jie gali būti efektyvesni, yra lengvi ir kainuoja mažiau nei kiti variantai. Perovskito saulės elemente perovskito sluoksnis yra įkišamas tarp skaidraus elektrodo priekyje ir atspindintis elektrodas ląstelės gale. Elektrodų transportavimo ir skylių transportavimo sluoksniai įkišti tarp katodo ir anodo sąsajų, o tai palengvina krūvio surinkimą elektroduose. Yra keturios perovskito saulės elementų klasifikacijos, pagrįstos morfologijos struktūra ir krūvio pernešimo sluoksnio seka: įprastos plokštumos, apverstos plokštumos, įprastos mezoporinės ir apverstos mezoporinės struktūros. Tačiau šioje technologijoje yra keletas trūkumų. Šviesa, drėgmė ir deguonis gali sukelti jų skilimą, absorbciją galima nesutapti, be to, jie turi problemų dėl neradiacinio krūvio rekombinacijos. Perovskitai gali būti sugadinti skystų elektrolitų, dėl kurių susidaro stabilumo problemos. Norint įgyvendinti savo praktinius pritaikymus, reikia patobulinti jų galios konvertavimo efektyvumą ir operatyvinį stabilumą. Tačiau naujausi technologijos pažanga lėmė perovskito saulės elementus, kurių efektyvumas buvo 25,5%, o tai reiškia, kad jie nėra labai atsilieka nuo įprastų silicio fotoelektrinių saulės elementų. Šiuo tikslu buvo ištirti retų žemės elementai, skirti naudoti perovskito saulės elementuose. Jie pasižymi fotofizikinėmis savybėmis, kurios įveikia problemas. Todėl naudojant juos „Perovskite“ saulės elementuose, pagerins jų savybes, todėl jie bus perspektyvesni didelio masto įgyvendinimui švarios energijos tirpalams. Kaip retos žemės elementai padeda perovskito saulės elementams Yra daug naudingų savybių, kurias turi retųjų žemės elementai, kurie gali būti naudojami siekiant pagerinti šios naujos kartos saulės elementų funkcijas. Pirma, oksidacijos ir redukcijos potencialai retųjų žemių jonų yra grįžtami, todėl sumažėja pačios tikslinės medžiagos oksidacija ir redukcija. Be to, plonos plėvelės susidarymą galima reguliuoti pridedant šiuos elementus, sujungus juos tiek su perovskitais, tiek įkrovimo metalo oksidais. Be to, fazės struktūrą ir optoelektronines savybes galima sureguliuoti pakaitomis įterpiant jas į kristalų grotelę. Defektų pasyvumą galima sėkmingai pasiekti, įdedant juos į tikslinę medžiagą interstiškai ties grūdų ribomis arba medžiagos paviršiuje. Be to, infraraudonųjų spindulių ir ultravioletinių spindulių fotonai gali būti paversti į perovskitą reaguojančią matomą šviesą dėl daugybės energetinių pereinamųjų orbitų retųjų žemių jonų. To pranašumai yra dvejopi: tai išvengia perovskitų, kurie pažeidžia didelio intensyvumo šviesą, ir išplečia medžiagos spektrinį atsako diapazoną. Retųjų žemės elementų naudojimas žymiai pagerina perovskito saulės elementų stabilumą ir efektyvumą. Plonų plėvelių morfologijų modifikavimas Kaip minėta anksčiau, retųjų žemės elementai gali modifikuoti plonų plėvelių, susidedančių iš metalo oksidų, morfologijas. Gerai dokumentuojama, kad pagrindinio krūvio transportavimo sluoksnio morfologija daro įtaką perovskito sluoksnio morfologijai ir jo kontaktui su krūvio transporto sluoksniu. Pvz., Dopingas su retos žemės jonais apsaugo nuo SNO2 nanodalelių, kurios gali sukelti struktūrinius defektus, agregacijai, taip pat sušvelnina didelių NIOX kristalų susidarymą, sukurdamas vienodą ir kompaktišką kristalų sluoksnį. Taigi, naudojant retos žemės dopingus, galima pasiekti plonas šių medžiagų sluoksnių plėveles be defektų. Be to, pastolių sluoksnis perovskito ląstelėse, turintys mezoporinę struktūrą, vaidina svarbų vaidmenį kontaktuose tarp perovskito ir krūvio transportavimo sluoksnių saulės elementuose. Šių struktūrų nanodalelės gali parodyti morfologinius defektus ir daugybę grūdų ribų. Tai lemia nepalankią ir rimtą neradiacinį krūvio rekombinaciją. Porų užpildymas taip pat yra problema. Dopingas su retųjų žemių jonais reguliuoja pastolių augimą ir sumažina defektus, sukurdamas suderintas ir vienodas nanostruktūras. Patobulinę perovskito ir krūvio transportavimo sluoksnių morfologinę struktūrą, retos žemės jonai gali pagerinti bendrą perovskito saulės elementų veikimą ir stabilumą, todėl jie yra tinkamesni didelio masto komercinėms reikmėms. Negalima įvertinti perovskito saulės elementų svarbos. Jie užtikrins didesnes energijos gamybos pajėgumus už daug mažesnes sąnaudas nei dabartiniai silicio saulės elementai rinkoje. Tyrimas parodė, kad dopingo perovskito su retųjų žemių jonais pagerina jo savybes, todėl padidėja efektyvumas ir stabilumas. Tai reiškia, kad „Perovskite“ saulės elementai, kurių našumas patobulintas, yra vienu žingsniu arčiau tikrovės.
Pašto laikas: 2012-04-04 