Uzante Rarterajn Elementojn por Venki Limojn de Sunĉeloj
Uzante Rarterajn Elementojn por Venki Limojn de Sunĉeloj
fonto:AZO-materialojPerovskita SunĉelojPerovskite sunĉeloj havas avantaĝojn super nuna sunĉela teknologio. Ili havas la eblecon esti pli efikaj, estas malpezaj kaj kostas malpli ol aliaj variantoj. En perovskita sunĉelo, la tavolo de perovskito estas krampita inter travidebla elektrodo ĉe la fronto kaj reflekta elektrodo ĉe la malantaŭo de la ĉelo.Elektrodtransporto kaj truotransporttavoloj estas enigitaj inter katodo kaj anodinterfacoj, kiu faciligas ŝargkolekton ĉe la elektrodoj.Ekzistas kvar klasifikoj de perovskitaj sunĉeloj bazitaj sur morfologia strukturo kaj tavolsekvenco de la ŝarga transporttavolo: regula ebena, inversa ebena, regula mezopora, kaj inversa mezopora strukturoj.Tamen, pluraj malavantaĝoj ekzistas kun la teknologio. Lumo, humido, kaj oksigeno povas stimuli ilian degeneron, ilia sorbado povas esti misagordita, kaj ili ankaŭ havas problemojn kun ne-radiativa ŝargorekombino. Perovskitoj povas esti koroditaj per likvaj elektrolitoj, kondukante al stabilecproblemoj.Por realigi iliajn praktikajn aplikojn, plibonigoj devas esti faritaj en ilia potenca konverta efikeco kaj funkcia stabileco. Tamen, lastatempaj progresoj en teknologio kondukis al perovskita sunĉeloj kun 25.5% efikeco, kio signifas ke ili ne estas malproksime malantaŭ konvenciaj siliciaj fotovoltaecaj sunĉeloj.Tiucele, rarateraj elementoj estis esploritaj por aplikoj en perovskitaj sunĉeloj. Ili posedas fotofizikajn ecojn, kiuj venkas la problemojn. Uzado de ili en perovskitaj sunĉeloj tial plibonigos iliajn trajtojn, farante ilin pli realigeblaj por grandskala efektivigo por puraj energiaj solvoj.Kiel Maloftaj Teraj Elementoj Helpas Perovskitajn SunĉelojnEstas multaj avantaĝaj propraĵoj, kiujn posedas raraj teraj elementoj, kiuj povas esti uzataj por plibonigi la funkcion de ĉi tiu nova generacio de sunaj ĉeloj. Unue, oksigenado kaj reduktopotencialoj en rara-teraj jonoj estas reigeblaj, reduktante la propran oksigenadon kaj redukton de la celmaterialo. Plie, la maldikfilma formacio povas esti reguligita per la aldono de tiuj elementoj kunligante ilin kun kaj perovskitoj kaj ŝargtransportaj metaloksidoj.Krome, fazstrukturo kaj optoelektronikaj trajtoj povas esti alĝustigitaj anstataŭe enigante ilin en la kristalan kradon. Difekto-pasivigo povas esti sukcese atingita enkonstruante ilin en la celmaterialon aŭ intersticace ĉe la grenlimoj aŭ sur la surfaco de la materialo.Krome, infraruĝaj kaj ultraviolaj fotonoj povas esti konvertitaj en perovskit-respondeman videblan lumon pro la ĉeesto de multaj energiaj transirorbitoj en la rara-teraj jonoj.La avantaĝoj de tio estas duoblaj: ĝi evitas la perovskitojn iĝi difektitaj per altintensa lumo kaj etendas la spektran respondintervalon de la materialo. Uzado de raraj elementoj signife plibonigas la stabilecon kaj efikecon de perovskitaj sunĉeloj.Modifante Morfologiojn de Maldikaj FilmojKiel menciite antaŭe, rarateraj elementoj povas modifi la morfologiojn de maldikaj filmoj konsistantaj el metaloksidoj. Estas bone dokumentite ke la morfologio de la subesta ŝargtransporta tavolo influas la morfologion de la perovskittavolo kaj ĝian kontakton kun la ŝargotransporttavolo.Ekzemple, dopado kun rara-teraj jonoj malhelpas agregadon de SnO2 nanopartikloj kiuj povas kaŭzi strukturajn difektojn, kaj ankaŭ mildigas la formadon de grandaj NiOx-kristaloj, kreante unuforman kaj kompaktan tavolon de kristaloj. Tiel, maldikaj tavolaj filmoj de ĉi tiuj substancoj sen difektoj povas esti atingitaj per rara tero-dopado.Plie, la eŝafoda tavolo en perovskitĉeloj kiuj havas mezoporan strukturon ludas gravan rolon en la kontaktoj inter la perovskito kaj ŝargaj transporttavoloj en la sunĉeloj. La nanopartikloj en tiuj strukturoj povas montri morfologiajn difektojn kaj multajn grenlimojn.Tio kondukas al malfavora kaj grava ne-radiativa ŝargorekombinigo. Pora plenigo ankaŭ estas problemo. Dopado kun rara-teraj jonoj reguligas la eŝafodkreskon kaj reduktas difektojn, kreante vicigitajn kaj unuformajn nanostrukturojn.Provizante plibonigojn por la morfologia strukturo de perovskito kaj ŝargaj transporttavoloj, rarateraj jonoj povas plibonigi la totalan efikecon kaj stabilecon de perovskitaj sunĉeloj, igante ilin pli taŭgaj por grandskalaj komercaj aplikoj.La EstontecoLa graveco de perovskitaj sunĉeloj ne povas esti subtaksita. Ili provizos superan energiproduktadkapaciton por multe pli malalta kosto ol nunaj silicio-bazitaj sunĉeloj sur la merkato. La studo pruvis ke dopado de perovskito kun rara-teraj jonoj plibonigas ĝiajn trajtojn, kondukante al plibonigoj en efikeco kaj stabileco. Ĉi tio signifas, ke perovskitaj sunĉeloj kun plibonigita rendimento estas unu paŝo pli proksime al iĝi realaĵo.
