Выкарыстанне рэдказямельных элементаў для пераадолення абмежаванняў сонечных батарэй
Выкарыстанне рэдказямельных элементаў для пераадолення абмежаванняў сонечных батарэй
крыніца: матэрыялы азоПеровскитовые сонечныя батарэіПеровскитовые сонечныя батарэі маюць перавагі перад сучаснай тэхналогіяй сонечных батарэй. Яны могуць быць больш эфектыўнымі, лёгкія і каштуюць танней, чым іншыя варыянты. У перовскитовой сонечнай батарэі пласт перовскита заціснуты паміж празрыстым электродам спераду і святлоадбівальным электродам ззаду элемента.Транспартны пласт электрода і дзіркі ўстаўлены паміж межамі катода і анода, што палягчае збор зарада на электродах.Існуюць чатыры класіфікацыі пераўскітных сонечных элементаў на аснове марфалагічнай структуры і паслядоўнасці слаёў пласта пераносу зарада: звычайныя плоскія, перавернутыя плоскія, звычайныя мезапорыстыя і інвертаваныя мезапорыстыя структуры.Аднак ёсць некалькі недахопаў у гэтай тэхналогіі. Святло, вільгаць і кісларод могуць выклікаць іх дэградацыю, іх паглынанне можа быць неадпаведным, і яны таксама маюць праблемы з нерадыяцыйнай рэкамбінацыяй зарадаў. Пераўскіты могуць падвяргацца карозіі вадкімі электралітамі, што прыводзіць да праблем са стабільнасцю.Каб рэалізаваць іх практычнае прымяненне, неабходна палепшыць іх эфектыўнасць пераўтварэння энергіі і стабільнасць працы. Аднак нядаўнія дасягненні ў галіне тэхналогій прывялі да пераўскітных сонечных батарэй з эфектыўнасцю 25,5%, што азначае, што яны ненашмат адстаюць ад звычайных крэмніевых фотаэлектрычных сонечных батарэй.З гэтай мэтай рэдказямельныя элементы былі даследаваны для прымянення ў пераўскітных сонечных элементах. Яны валодаюць фотафізічнымі ўласцівасцямі, якія вырашаюць праблемы. Выкарыстанне іх у перовскитовых сонечных батарэях, такім чынам, палепшыць іх уласцівасці, што зробіць іх больш жыццяздольнымі для шырокамаштабнага ўкаранення рашэнняў для чыстай энергіі.Як рэдказямельныя элементы дапамагаюць перовскитовым сонечным батарэямЁсць шмат карысных уласцівасцей, якімі валодаюць рэдказямельныя элементы, якія могуць быць выкарыстаны для паляпшэння функцый гэтага новага пакалення сонечных батарэй. Па-першае, патэнцыялы акіслення і аднаўлення ў іёнах рэдказямельных элементаў зварачальныя, памяншаючы ўласнае акісленне і аднаўленне мэтавага матэрыялу. Акрамя таго, адукацыю тонкай плёнкі можна рэгуляваць даданнем гэтых элементаў шляхам іх злучэння як з пераўскітамі, так і з аксідамі металаў, якія пераносяць зарад.Акрамя таго, фазавая структура і оптаэлектронныя ўласцівасці могуць быць адрэгуляваны шляхам замяшчэння іх у крышталічную рашотку. Пасівацыя дэфектаў можа быць паспяхова дасягнута, убудоўваючы іх у мэтавы матэрыял альбо міжтканкава на межах зерняў, альбо на паверхні матэрыялу.Больш за тое, інфрачырвоныя і ўльтрафіялетавыя фатоны могуць быць пераўтвораны ў бачнае святло, якое рэагуе на пераўскіт, дзякуючы наяўнасці шматлікіх энергетычных пераходных арбіт у рэдказямельных іёнаў.Перавагі гэтага падвойныя: гэта дазваляе пазбегнуць пашкоджання пераўскітаў святлом высокай інтэнсіўнасці і пашырае спектральны дыяпазон рэакцыі матэрыялу. Выкарыстанне рэдказямельных элементаў значна павышае стабільнасць і эфектыўнасць перовскитовых сонечных батарэй.Змена марфалогіі тонкіх плёнакЯк згадвалася раней, рэдказямельныя элементы могуць змяняць марфалогію тонкіх плёнак, якія складаюцца з аксідаў металаў. Добра задакументавана, што марфалогія ніжэйстаячага пласта пераносу зарада ўплывае на марфалогію пласта перовскита і яго кантакт са пластом пераносу зарада.Напрыклад, легаванне іёнамі рэдказямельных элементаў прадухіляе агрэгацыю наначасціц SnO2, якія могуць выклікаць структурныя дэфекты, а таксама змякчае адукацыю вялікіх крышталяў NiOx, ствараючы аднастайны і кампактны пласт крышталяў. Такім чынам, тонкаслойныя плёнкі гэтых рэчываў без дэфектаў могуць быць атрыманы з дапамогай рэдказямельных легіравання.Акрамя таго, пласт каркаса ў перовскитных клетках, якія маюць мезопористую структуру, гуляе важную ролю ў кантактах паміж перовскитом і пластамі пераносу зарада ў сонечных элементах. Наначасціцы ў гэтых структурах могуць мець марфалагічныя дэфекты і шматлікія межы зерняў.Гэта прыводзіць да неспрыяльнай і сур'ёзнай нерадыяцыйнай рэкамбінацыі зарадаў. Запаўненне пор таксама з'яўляецца праблемай. Даданне іёнаў рэдказямельных элементаў рэгулюе рост каркаса і памяншае дэфекты, ствараючы выраўнаваныя і аднастайныя нанаструктуры.Забяспечваючы паляпшэнне марфалагічнай структуры перовскита і слаёў транспарту зарада, рэдказямельныя іёны могуць палепшыць агульную прадукцыйнасць і стабільнасць перовскитовых сонечных элементаў, што робіць іх больш прыдатнымі для буйнамаштабнага камерцыйнага прымянення.БудучыняНельга недаацаніць важнасць перовскитовых сонечных батарэй. Яны забяспечаць найвышэйшую магутнасць для выпрацоўкі энергіі па значна меншым кошце, чым цяперашнія крамянёвыя сонечныя батарэі на рынку. Даследаванне паказала, што легіраванне перовскита іёнамі рэдказямельных элементаў паляпшае яго ўласцівасці, што прыводзіць да павышэння эфектыўнасці і стабільнасці. Гэта азначае, што перовскитовые сонечныя элементы з палепшанай прадукцыйнасцю на крок бліжэй да таго, каб стаць рэальнасцю.
