Günəş hüceyrələrinin məhdudiyyətlərini aradan qaldırmaq üçün nadir yer elementlərindən istifadə
Günəş hüceyrələrinin məhdudiyyətlərini aradan qaldırmaq üçün nadir yer elementlərindən istifadə
mənbə: AZO materiallarıPerovskit günəş batareyalarıPerovskit günəş batareyaları mövcud günəş batareyası texnologiyasına nisbətən üstünlüklərə malikdir. Onlar digər variantlara nisbətən daha səmərəli, yüngül və daha ucuz olma potensialına malikdir. Perovskit günəş batareyasında perovskit təbəqəsi hüceyrənin ön hissəsindəki şəffaf elektrod və arxa tərəfdəki əks etdirici elektrod arasında sıxışdırılır.Katod və anod interfeysləri arasında elektrod daşıma və deşik daşıma təbəqələri yerləşdirilir ki, bu da elektrodlarda yük yığımını asanlaşdırır.Yük daşıma təbəqəsinin morfoloji quruluşu və təbəqə ardıcıllığına görə perovskit günəş hüceyrələrinin dörd təsnifatı var: müntəzəm planar, tərs planar, müntəzəm mezoporoz və tərs mezoporoz strukturlar.Bununla belə, texnologiyanın bir sıra çatışmazlıqları var. İşıq, rütubət və oksigen onların deqradasiyasına səbəb ola bilər, onların udulması uyğunsuz ola bilər və həmçinin radiasiyaya məruz qalmayan yüklərin rekombinasiyası ilə bağlı problemlər var. Perovskitlər maye elektrolitlər tərəfindən korroziyaya məruz qala bilər, bu da sabitlik problemlərinə səbəb olur.Onların praktik tətbiqlərini həyata keçirmək üçün onların enerjiyə çevrilmə səmərəliliyində və əməliyyat sabitliyində təkmilləşdirmələr aparılmalıdır. Bununla belə, texnologiyanın son nailiyyətləri 25,5% effektivliyə malik perovskit günəş batareyalarına gətirib çıxardı ki, bu da onların adi silikon fotovoltaik günəş batareyalarından geri qalmaması deməkdir.Bu məqsədlə, nadir torpaq elementləri perovskit günəş batareyalarında tətbiq olunmaq üçün tədqiq edilmişdir. Problemləri aradan qaldıran fotofiziki xüsusiyyətlərə malikdirlər. Onları perovskit günəş batareyalarında istifadə etmək, buna görə də onların xassələrini yaxşılaşdıracaq və onları təmiz enerji həlləri üçün geniş miqyaslı tətbiq üçün daha əlverişli edəcəkdir.Nadir Yer Elementləri Perovskit Günəş Hüceyrələrinə necə kömək edirNadir torpaq elementlərinin bu yeni nəsil günəş hüceyrələrinin funksiyasını yaxşılaşdırmaq üçün istifadə edilə bilən bir çox üstünlükləri var. Birincisi, nadir torpaq ionlarında oksidləşmə və reduksiya potensialları geri çevrilir, hədəf materialın öz oksidləşməsini və reduksiyasını azaldır. Bundan əlavə, nazik təbəqənin formalaşması bu elementləri həm perovskitlərlə, həm də yük daşıyıcı metal oksidləri ilə birləşdirərək əlavə olunmaqla tənzimlənə bilər.Bundan əlavə, faza quruluşu və optoelektronik xassələri əvəzedici şəkildə kristal qəfəsə daxil etməklə tənzimlənə bilər. Qüsurların passivləşdirilməsinə onları ya taxıl sərhədlərində, ya da materialın səthində interstitial olaraq hədəf materiala yerləşdirməklə uğurla nail olmaq olar.Bundan əlavə, infraqırmızı və ultrabənövşəyi fotonlar nadir torpaq ionlarında çoxlu enerjili keçid orbitlərinin olması səbəbindən perovskite cavab verən görünən işığa çevrilə bilər.Bunun iki üstünlüyü var: o, perovskitlərin yüksək intensivlikli işıqdan zədələnməsinin qarşısını alır və materialın spektral reaksiya diapazonunu genişləndirir. Nadir torpaq elementlərinin istifadəsi perovskit günəş batareyalarının dayanıqlığını və səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırır.Nazik filmlərin morfologiyalarının dəyişdirilməsiDaha əvvəl qeyd edildiyi kimi, nadir torpaq elementləri metal oksidlərindən ibarət nazik təbəqələrin morfologiyasını dəyişdirə bilər. Əsas yük daşıma təbəqəsinin morfologiyasının perovskit təbəqəsinin morfologiyasına və onun yük daşıma təbəqəsi ilə əlaqəsinə təsir etdiyi yaxşı sənədləşdirilmişdir.Məsələn, nadir torpaq ionları ilə dopinq struktur qüsurlarına səbəb ola biləcək SnO2 nanohissəciklərinin yığılmasının qarşısını alır, həmçinin böyük NiOx kristallarının əmələ gəlməsini yumşaldır, kristalların vahid və yığcam təbəqəsi yaradır. Beləliklə, bu maddələrin qüsursuz nazik təbəqələri nadir torpaq dopinqi ilə əldə edilə bilər.Bundan əlavə, mezoporöz quruluşa malik olan perovskit hüceyrələrindəki iskele təbəqəsi günəş hüceyrələrində perovskit və yük daşıma təbəqələri arasındakı təmaslarda mühüm rol oynayır. Bu strukturlardakı nanohissəciklər morfoloji qüsurları və çoxsaylı taxıl sərhədlərini göstərə bilər.Bu, mənfi və ciddi qeyri-radiativ yük rekombinasiyasına gətirib çıxarır. Məsamələrin doldurulması da bir problemdir. Nadir-torpaq ionları ilə dopinq iskele artımını tənzimləyir və qüsurları azaldır, düzlənmiş və vahid nanostrukturlar yaradır.Nadir torpaq ionları perovskit və yük daşıma təbəqələrinin morfoloji strukturunu təkmilləşdirməklə, perovskit günəş elementlərinin ümumi performansını və sabitliyini yaxşılaşdıraraq, onları irimiqyaslı kommersiya tətbiqləri üçün daha uyğun hala gətirə bilər.GələcəkPerovskit günəş batareyalarının əhəmiyyətini qiymətləndirmək olmaz. Onlar bazarda mövcud silikon əsaslı günəş batareyalarından daha aşağı qiymətə üstün enerji istehsal gücü təmin edəcəklər. Tədqiqat nümayiş etdirdi ki, nadir torpaq ionları ilə dopinq perovskit onun xassələrini yaxşılaşdırır, bu da səmərəliliyin və sabitliyin yaxşılaşmasına səbəb olur. Bu o deməkdir ki, təkmilləşdirilmiş performansa malik perovskit günəş batareyaları reallığa bir addım daha yaxındır.
