Օգտագործելով հազվագյուտ երկրային տարրեր՝ արևային բջիջների սահմանափակումները հաղթահարելու համար
Օգտագործելով հազվագյուտ երկրային տարրեր՝ արևային բջիջների սահմանափակումները հաղթահարելու համար
Աղբյուր՝ AZO նյութերՊերովսկիտ արևային բջիջներPerovskite արևային մարտկոցները առավելություններ ունեն արևային մարտկոցների ներկայիս տեխնոլոգիայի նկատմամբ: Նրանք ունեն ավելի արդյունավետ լինելու ներուժ, թեթև են և ավելի քիչ արժեն, քան մյուս տարբերակները: Պերովսկիտի արևային մարտկոցում պերովսկիտի շերտը խցկված է առջևի թափանցիկ էլեկտրոդի և բջջի հետևի ռեֆլեկտիվ էլեկտրոդի միջև:Էլեկտրոդների տեղափոխման և անցքերի տեղափոխման շերտերը տեղադրվում են կաթոդի և անոդի միջերեսների միջև, ինչը հեշտացնում է լիցքի հավաքումը էլեկտրոդների վրա:Գոյություն ունեն պերովսկիտային արևային բջիջների չորս դասակարգում, որոնք հիմնված են մորֆոլոգիական կառուցվածքի և լիցքի փոխադրման շերտի շերտերի հաջորդականության վրա՝ կանոնավոր հարթ, շրջված հարթ, կանոնավոր մեզոպորոզ և շրջված միջածակային կառուցվածքներ:Այնուամենայնիվ, տեխնոլոգիայի հետ կապված կան մի շարք թերություններ. Լույսը, խոնավությունը և թթվածինը կարող են առաջացնել դրանց քայքայումը, դրանց կլանումը կարող է չհամապատասխանել, և նրանք նաև խնդիրներ ունեն ոչ ճառագայթային լիցքի վերահամակցման հետ: Պերովսկիտները կարող են կոռոզիայի ենթարկվել հեղուկ էլեկտրոլիտներով, ինչը հանգեցնում է կայունության խնդիրների:Դրանց գործնական կիրառությունն իրականացնելու համար պետք է բարելավումներ կատարվեն էներգիայի փոխակերպման արդյունավետության և գործառնական կայունության մեջ: Այնուամենայնիվ, տեխնոլոգիայի վերջին զարգացումները հանգեցրել են պերովսկիտային արևային բջիջների 25,5% արդյունավետությամբ, ինչը նշանակում է, որ դրանք հետ չեն մնում սովորական սիլիկոնային ֆոտոգալվանային արևային մարտկոցներից:Այդ նպատակով հազվագյուտ հողային տարրեր են ուսումնասիրվել պերովսկիտային արևային բջիջներում կիրառման համար: Նրանք ունեն ֆոտոֆիզիկական հատկություններ, որոնք հաղթահարում են խնդիրները։ Դրանց օգտագործումը պերովսկիտային արևային մարտկոցներում, հետևաբար, կբարելավի դրանց հատկությունները՝ դրանք ավելի կենսունակ դարձնելով մաքուր էներգիայի լուծումների լայնածավալ ներդրման համար:Ինչպես են հազվագյուտ երկրային տարրերն օգնում պերովսկիտ արևային բջիջներինԿան շատ օգտակար հատկություններ, որոնք ունեն հազվագյուտ հողային տարրեր, որոնք կարող են օգտագործվել այս նոր սերնդի արևային բջիջների գործառույթը բարելավելու համար: Նախ, հազվագյուտ հողային իոններում օքսիդացման և վերականգնողական պոտենցիալները շրջելի են, ինչը նվազեցնում է թիրախային նյութի սեփական օքսիդացումը և նվազեցումը: Բացի այդ, բարակ թաղանթի ձևավորումը կարող է կարգավորվել այս տարրերի ավելացմամբ՝ դրանք զուգակցելով ինչպես պերովսկիտների, այնպես էլ լիցքափոխադրող մետաղական օքսիդների հետ:Ավելին, փուլային կառուցվածքը և օպտոէլեկտրոնային հատկությունները կարող են ճշգրտվել՝ դրանք փոխարինող կերպով ներդնելով բյուրեղային ցանցի մեջ: Արատների պասիվացումը կարող է հաջողությամբ հասնել թիրախային նյութի մեջ դրանք ներդնելով կա՛մ միջանկյալ հատիկի սահմաններում, կա՛մ նյութի մակերեսին:Ավելին, ինֆրակարմիր և ուլտրամանուշակագույն ֆոտոնները կարող են վերածվել պերովսկիտին արձագանքող տեսանելի լույսի՝ հազվագյուտ երկրային իոններում բազմաթիվ էներգետիկ անցումային ուղեծրերի առկայության պատճառով:Դրա առավելությունները երկուսն են. այն խուսափում է պերովսկիտների վնասվելուց բարձր ինտենսիվության լույսից և ընդլայնում է նյութի սպեկտրալ արձագանքման տիրույթը: Հազվագյուտ հողային տարրերի օգտագործումը զգալիորեն բարելավում է պերովսկիտ արևային բջիջների կայունությունն ու արդյունավետությունը:Բարակ թաղանթների մորֆոլոգիաների ձևափոխումԻնչպես նշվեց նախկինում, հազվագյուտ հողային տարրերը կարող են փոփոխել մետաղական օքսիդներից բաղկացած բարակ թաղանթների մորֆոլոգիան: Լավ փաստագրված է, որ հիմքում ընկած լիցքի տեղափոխման շերտի մորֆոլոգիան ազդում է պերովսկիտի շերտի մորֆոլոգիայի և լիցքի տեղափոխման շերտի հետ շփման վրա:Օրինակ, հազվագյուտ հողային իոնների հետ դոպինգը կանխում է SnO2 նանոմասնիկների կուտակումը, որը կարող է առաջացնել կառուցվածքային թերություններ, ինչպես նաև մեղմացնում է խոշոր NiOx բյուրեղների ձևավորումը՝ ստեղծելով բյուրեղների միատեսակ և կոմպակտ շերտ: Այսպիսով, այս նյութերի բարակ շերտով առանց թերությունների կարելի է հասնել հազվագյուտ հողային դոպինգի միջոցով:Բացի այդ, միջանցքային կառուցվածք ունեցող պերովսկիտային բջիջների փայտամած շերտը կարևոր դեր է խաղում արևային բջիջներում պերովսկիտի և լիցքափոխադրող շերտերի միջև շփումներում: Այս կառույցների նանոմասնիկները կարող են դրսևորել մորֆոլոգիական թերություններ և բազմաթիվ հատիկների սահմաններ:Սա հանգեցնում է անբարենպաստ և լուրջ ոչ ճառագայթային լիցքերի վերահամակցման: Խնդիր է նաև ծակոտիների լցոնումը։ Հազվագյուտ հողային իոններով դոպինգը կարգավորում է փայտամածի աճը և նվազեցնում թերությունները՝ ստեղծելով հավասարեցված և միատեսակ նանոկառուցվածքներ:Պերովսկիտի և լիցքի փոխադրման շերտերի մորֆոլոգիական կառուցվածքի բարելավումներով՝ հազվագյուտ հողային իոնները կարող են բարելավել պերովսկիտի արևային բջիջների ընդհանուր աշխատանքը և կայունությունը՝ դարձնելով դրանք ավելի հարմար լայնածավալ առևտրային կիրառությունների համար:ԱպագանՊերովսկիտի արևային բջիջների կարևորությունը չի կարելի թերագնահատել: Դրանք կապահովեն էներգիայի արտադրության բարձր հզորություն շատ ավելի ցածր գնով, քան շուկայում առկա սիլիկոնային հիմքով արևային մարտկոցները: Հետազոտությունը ցույց է տվել, որ հազվագյուտ հողային իոններով դոպինգ պերովսկիտը բարելավում է դրա հատկությունները, ինչը հանգեցնում է արդյունավետության և կայունության բարելավմանը: Սա նշանակում է, որ բարելավված կատարողականությամբ պերովսկիտ արևային մարտկոցները մեկ քայլ ավելի մոտ են իրականություն դառնալուն:
