با استفاده از عناصر نادر زمین برای غلبه بر محدودیت های سلولهای خورشیدی
سلولهای خورشیدی Perovskite سلولهای خورشیدی Perovskite نسبت به فناوری فعلی سلول خورشیدی مزایایی دارند. آنها این پتانسیل را دارند که کارآمدتر باشند ، سبک وزن و هزینه کمتری نسبت به سایر انواع دارند. در یک سلول خورشیدی Perovskite ، لایه Perovskite بین یک الکترود شفاف در جلو و یک الکترود بازتابی در پشت سلول ساندویچ می شود. لایه های حمل و نقل الکترود و انتقال سوراخ بین رابط های کاتد و آند قرار می گیرند که باعث جمع آوری بار در الکترودها می شود. چهار طبقه بندی سلولهای خورشیدی پروسکیت مبتنی بر ساختار مورفولوژی و توالی لایه لایه حمل و نقل بار وجود دارد: مسطح معمولی ، مسطح معکوس ، ساختارهای بین المللی و معکوس. با این حال ، چندین اشکال با این فناوری وجود دارد. نور ، رطوبت و اکسیژن می تواند باعث تخریب آنها شود ، جذب آنها می تواند ناسازگار باشد و همچنین در مورد نوترکیب بار غیر تابشی مشکل دارند. پرووسکیت ها را می توان با الکترولیت های مایع خورد و منجر به مشکلات پایداری شد. برای تحقق کاربردهای عملی آنها ، باید در راندمان تبدیل قدرت و ثبات عملیاتی پیشرفت هایی انجام شود. با این حال ، پیشرفت های اخیر در فن آوری منجر به سلولهای خورشیدی پرووسکیت با راندمان 25.5 ٪ شده است ، به این معنی که آنها خیلی از سلولهای خورشیدی فتوولتائیک سیلیکون معمولی عقب نیستند. برای این منظور ، عناصر نادر زمین برای برنامه های کاربردی در سلولهای خورشیدی Perovskite مورد بررسی قرار گرفته است. آنها دارای خواص فوتوفیزیکی هستند که بر مشکلات غلبه می کنند. بنابراین استفاده از آنها در سلولهای خورشیدی Perovskite خصوصیات آنها را بهبود می بخشد و آنها را برای اجرای در مقیاس بزرگ برای راه حل های انرژی پاک زنده تر می کند. چگونه عناصر خاکی نادر به سلولهای خورشیدی Perovskite کمک می کنند بسیاری از خواص سودمند وجود دارد که عناصر خاکی نادر از آن برخوردار هستند که می توانند برای بهبود عملکرد این نسل جدید سلولهای خورشیدی استفاده شوند. در مرحله اول ، اکسیداسیون و پتانسیل های کاهش در یون های خاکی نادر برگشت پذیر است و اکسیداسیون و کاهش خود مواد مورد نظر را کاهش می دهد. علاوه بر این ، سازند فیلم نازک با افزودن این عناصر با اتصال آنها با هر دو پروسکی ها و شارژ اکسیدهای فلزی را می توان تنظیم کرد. علاوه بر این ، ساختار فاز و خواص نوری با تعبیه تعویض آنها در شبکه کریستال قابل تنظیم است. منفعل نقص را می توان با تعبیه آنها به داخل ماده مورد نظر یا به صورت بینابینی در مرزهای دانه یا روی سطح مواد بدست آورد. علاوه بر این ، فوتون های مادون قرمز و ماوراء بنفش را می توان به دلیل وجود مدارهای انتقال انرژی بیشمار در یونهای نادر زمین ، به نور مرئی پاسخگو به Perovskite تبدیل کرد. مزایای این امر دو برابر است: این امر از آسیب رساندن به پروسکی ها در اثر نور با شدت زیاد جلوگیری می کند و دامنه پاسخ طیفی مواد را گسترش می دهد. استفاده از عناصر نادر زمین به طور قابل توجهی باعث افزایش پایداری و کارآیی سلولهای خورشیدی پرووسکیت می شود. اصلاح مورفولوژی فیلم های نازک همانطور که قبلاً ذکر شد ، عناصر نادر زمین می توانند مورفولوژی فیلم های نازک متشکل از اکسیدهای فلزی را تغییر دهند. به خوبی تصریح شده است که مورفولوژی لایه حمل و نقل بار اساسی بر مورفولوژی لایه پروسکیت و تماس آن با لایه حمل و نقل شارژ تأثیر می گذارد. به عنوان مثال ، دوپینگ با یون های خاکی نادر از تجمع نانوذرات SNO2 جلوگیری می کند که می تواند باعث ایجاد نقص ساختاری شود ، و همچنین تشکیل بلورهای بزرگ Niox را کاهش می دهد و یک لایه یکنواخت و جمع و جور از کریستال ها ایجاد می کند. بنابراین ، فیلم های لایه ای نازک از این مواد بدون نقص می توانند با دوپینگ نادر زمین به دست بیایند. علاوه بر این ، لایه داربست در سلولهای پروسکیت که دارای ساختار مزوپور هستند نقش مهمی در تماس بین پرووسکیت و لایه های حمل و نقل بار در سلولهای خورشیدی ایفا می کند. نانوذرات موجود در این سازه ها می توانند نقص مورفولوژیکی و مرزهای بیشمار دانه را نشان دهند. این منجر به نوترکیب شارژ نامطلوب و جدی غیر تابشی می شود. پر کردن منافذ نیز مسئله ای است. دوپینگ با یونهای خاکی نادر رشد داربست را تنظیم می کند و نقص را کاهش می دهد و نانوساختارهای تراز و یکنواخت ایجاد می کند. یونهای نادر زمین با ارائه پیشرفت هایی برای ساختار مورفولوژیکی پروسکیت و لایه های حمل و نقل شارژ ، می توانند عملکرد کلی و پایداری سلولهای خورشیدی پروسسکیت را بهبود بخشند و آنها را برای کاربردهای تجاری در مقیاس بزرگ مناسب تر می کنند. اهمیت سلولهای خورشیدی پروسکیت قابل درک نیست. آنها ظرفیت تولید انرژی برتر را برای هزینه بسیار کمتری نسبت به سلولهای خورشیدی مبتنی بر سیلیکون فعلی در بازار فراهم می کنند. این مطالعه نشان داده است که دوپینگ پروسسکیت با یون های خاکی نادر ، خواص آن را بهبود می بخشد و منجر به پیشرفت در کارآیی و ثبات می شود. این بدان معنی است که سلولهای خورشیدی Perovskite با عملکرد بهبود یافته یک قدم به واقعیت نزدیکتر هستند.
زمان پست: ژوئیه 04-2022 