Die gebruik van seldsame aarde-elemente om die beperkings van sonselle te oorkom
Die gebruik van seldsame aarde-elemente om die beperkings van sonselle te oorkom
bron: AZO materiaalPerovskiet sonsellePerovskiet-sonselle het voordele bo huidige sonseltegnologie. Hulle het die potensiaal om meer doeltreffend te wees, is liggewig en kos minder as ander variante. In 'n perovskiet-sonsel is die laag perovskiet tussen 'n deursigtige elektrode aan die voorkant en 'n reflektiewe elektrode aan die agterkant van die sel vasgeklem.Elektrodevervoer- en gatvervoerlae word tussen katode- en anode-koppelvlakke ingevoeg, wat ladingversameling by die elektrodes vergemaklik.Daar is vier klassifikasies van perovskiet-sonselle gebaseer op morfologiestruktuur en laagvolgorde van die ladingvervoerlaag: gereelde planêre, omgekeerde planêre, gereelde mesoporeuse en omgekeerde mesoporeuse strukture.Daar is egter verskeie nadele met die tegnologie. Lig, vog en suurstof kan hul agteruitgang veroorsaak, hul absorpsie kan nie ooreenstem nie, en hulle het ook probleme met nie-stralingsladingsrekombinasie. Perovskiete kan deur vloeibare elektroliete geroes word, wat lei tot stabiliteitsprobleme.Om hul praktiese toepassings te verwesenlik, moet verbeterings aangebring word in hul kragomsettingsdoeltreffendheid en operasionele stabiliteit. Onlangse vooruitgang in tegnologie het egter gelei tot perovskiet-sonselle met 'n doeltreffendheid van 25,5%, wat beteken dat hulle nie ver agter konvensionele silikon fotovoltaïese sonselle is nie.Vir hierdie doel is skaars-aarde-elemente ondersoek vir toepassings in perovskiet-sonselle. Hulle beskik oor fotofisiese eienskappe wat die probleme oorkom. Die gebruik daarvan in perovskiet-sonselle sal dus hul eienskappe verbeter, wat hulle meer lewensvatbaar maak vir grootskaalse implementering vir skoon energie-oplossings.Hoe Skaars Aarde-elemente Perovskiet-sonselle helpDaar is baie voordelige eienskappe wat seldsame aardelemente besit wat gebruik kan word om die funksie van hierdie nuwe generasie sonselle te verbeter. Eerstens is oksidasie- en reduksiepotensiale in seldsame aard-ione omkeerbaar, wat die teikenmateriaal se eie oksidasie en reduksie verminder. Daarbenewens kan die dunfilmvorming gereguleer word deur die byvoeging van hierdie elemente deur hulle met beide perovskiete en ladingtransportmetaaloksiede te koppel.Verder kan fasestruktuur en opto-elektroniese eienskappe aangepas word deur dit substitusioneel in die kristalrooster in te bed. Defekpassivering kan suksesvol bewerkstellig word deur dit in die teikenmateriaal in te bed, hetsy interstisieel by die korrelgrense of op die materiaal se oppervlak.Boonop kan infrarooi- en ultravioletfotone in perovskiet-responsiewe sigbare lig omgeskakel word as gevolg van die teenwoordigheid van talle energieke oorgangsbane in die seldsame-aarde-ione.Die voordele hiervan is tweeledig: dit voorkom dat die perovskiete beskadig word deur hoë-intensiteit lig en brei die materiaal se spektrale reaksiereeks uit. Die gebruik van seldsame aardelemente verbeter die stabiliteit en doeltreffendheid van perovskiet-sonselle aansienlik.Die wysiging van morfologieë van dun filmsSoos voorheen genoem, kan seldsame aardelemente die morfologieë van dun films wat uit metaaloksiede bestaan, verander. Dit is goed gedokumenteer dat die morfologie van die onderliggende ladingtransportlaag die morfologie van die perovskietlaag en die kontak daarvan met die ladingtransportlaag beïnvloed.Doping met seldsame-aarde-ione voorkom byvoorbeeld samevoeging van SnO2-nanopartikels wat strukturele defekte kan veroorsaak, en versag ook die vorming van groot NiOx-kristalle, wat 'n eenvormige en kompakte laag kristalle skep. Dus kan dunlaagfilms van hierdie stowwe sonder defekte verkry word met seldsame-aarde-dotering.Daarbenewens speel die steierlaag in perovskiet-selle wat 'n mesoporiese struktuur het 'n belangrike rol in die kontakte tussen die perovskiet- en ladingvervoerlae in die sonselle. Die nanopartikels in hierdie strukture kan morfologiese defekte en talle korrelgrense vertoon.Dit lei tot nadelige en ernstige nie-bestralingsladingsrekombinasie. Porievulling is ook 'n probleem. Doping met seldsame-aarde-ione reguleer die steiergroei en verminder defekte, wat belynde en eenvormige nanostrukture skep.Deur verbeterings vir die morfologiese struktuur van perovskiet- en ladingvervoerlae te verskaf, kan seldsame aardione die algehele werkverrigting en stabiliteit van perovskietsonselle verbeter, wat hulle meer geskik maak vir grootskaalse kommersiële toepassings.Die ToekomsDie belangrikheid van perovskiet-sonselle kan nie onderskat word nie. Hulle sal voortreflike energieopwekkingsvermoë bied teen 'n baie laer koste as die huidige silikon-gebaseerde sonselle op die mark. Die studie het getoon dat doping van perovskiet met seldsame aard-ione sy eienskappe verbeter, wat lei tot verbeterings in doeltreffendheid en stabiliteit. Dit beteken dat perovskiet-sonselle met verbeterde werkverrigting een stap nader is om 'n werklikheid te word.
