Күн клеткаларынын чектөөлөрүн жеңүү үчүн сейрек кездешүүчү элементтерди колдонуу
Күн клеткаларынын чектөөлөрүн жеңүү үчүн сейрек кездешүүчү элементтерди колдонуу
булагы: AZO материалдарыПеровскит Күн батареяларыПеровскит күн батареялары азыркы күн батареясынын технологиясына караганда артыкчылыктарга ээ. Алар башка варианттарга караганда натыйжалуураак, жеңил жана арзаныраак болуу мүмкүнчүлүгүнө ээ. Перовскит күн батареясында перовскит катмары клетканын алдыңкы тарабындагы тунук электрод менен артындагы чагылтуу электроддун ортосуна кысып турат.Катод жана анод интерфейстеринин ортосуна электроддорду ташуучу жана тешик ташуучу катмарлар киргизилет, бул электроддордо заряд чогултууну жеңилдетет.Зарядды ташуу катмарынын морфологиялык түзүлүшүнө жана катмар ырааттуулугуна жараша перовскит күн элементтеринин төрт классификациясы бар: регулярдуу тегиздик, тескери тегиздик, регулярдуу мезопороздук жана тескери мезопороздук структуралар.Бирок, технологиянын бир нече кемчиликтери бар. Жарык, нымдуулук жана кычкылтек алардын бузулушуна алып келиши мүмкүн, алардын жутулушу дал келбей калышы мүмкүн, ошондой эле радиациялык эмес заряддын рекомбинациясында көйгөйлөр бар. Перовскиттерди суюк электролиттер дат басып, туруктуулук маселелерине алып келиши мүмкүн.Алардын практикалык колдонмолорун ишке ашыруу үчүн, алардын кубаттуулугун өзгөртүү эффективдүүлүгүн жана иштөө туруктуулугун жакшыртуу керек. Бирок, технологиянын акыркы жетишкендиктери 25,5% эффективдүүлүгү менен перовскиттик күн батареяларына алып келди, бул алар кадимки кремний фотоэлектрдик күн батареяларынан артта калбайт дегенди билдирет.Ушул максатта перовскиттик күн батареяларында колдонуу үчүн сейрек кездешүүчү элементтер изилденген. Алар көйгөйлөрдү жеңе турган фотофизикалык касиеттерге ээ. Аларды perovskite күн батареяларында колдонуу, демек, алардын касиеттерин жакшыртат, таза энергия чечимдери үчүн масштабдуу ишке ашыруу үчүн аларды көбүрөөк жашоого жөндөмдүү кылат.Сейрек кездешүүчү Жер элементтери Перовскит Күн клеткаларына кандайча жардам беретСейрек кездешүүчү элементтердин көптөгөн пайдалуу касиеттери бар, алар бул жаңы муундун күн клеткаларынын иштешин жакшыртуу үчүн колдонулушу мүмкүн. Биринчиден, сейрек кездешүүчү иондордогу кычкылдануу жана калыбына келтирүү потенциалдары кайра кайтарылат, бул максаттуу материалдын өзүнүн кычкылдануусун жана калыбына келтирилишин азайтат. Кошумчалай кетсек, жука пленканын пайда болушун бул элементтерди перовскиттер жана заряд ташуучу металл оксиддери менен бириктирүү аркылуу жөнгө салууга болот.Андан тышкары, фазалык түзүлүш жана оптоэлектрондук касиеттер аларды кристалл торчосуна алмаштыруу жолу менен жөнгө салынышы мүмкүн. Кемчиликти пассивациялоо аларды максаттуу материалга же дан чек араларында же материалдын бетинде киргизүү аркылуу ийгиликтүү ишке ашса болот.Мындан тышкары, сейрек кездешүүчү иондордо көптөгөн энергетикалык өтүү орбиталарынын болушунун аркасында инфракызыл жана ультра кызгылт көк фотондорду перовскитке жооп берүүчү көрүнүүчү жарыкка айландырууга болот.Мунун эки артыкчылыгы бар: ал перовскиттердин жогорку интенсивдүү жарыктан бузулушунан сактайт жана материалдын спектралдык жооп диапазонун кеңейтет. Сейрек кездешүүчү элементтерди колдонуу перовскиттик күн батареяларынын туруктуулугун жана эффективдүүлүгүн кыйла жакшыртат.Жука пленкалардын морфологиясын өзгөртүүМурда айтылгандай, сейрек кездешүүчү элементтер металл оксиддеринен турган жука пленкалардын морфологиясын өзгөртө алат. Астында жаткан заряд ташуу катмарынын морфологиясы перовскит катмарынын морфологиясына жана анын зарядды ташуучу катмар менен байланышына таасир этээри жакшы далилденген.Мисалы, сейрек кездешүүчү иондор менен допинг структуралык кемчиликтерди жаратышы мүмкүн болгон SnO2 нанобөлүкчөлөрүнүн агрегациясын алдын алат, ошондой эле чоң NiOx кристаллдарынын пайда болушун жумшартып, кристаллдардын бирдиктүү жана компакттуу катмарын түзөт. Ошентип, сейрек кездешүүчү допинг менен бул заттардын кемчиликсиз жука катмарына жетишүүгө болот.Кошумчалай кетсек, мезопороздук түзүлүшкө ээ перовскит клеткаларындагы скафлд катмары күн клеткаларындагы перовскит жана заряд транспорттук катмарларынын ортосундагы байланыштарда маанилүү роль ойнойт. Бул структуралардагы нанобөлүкчөлөр морфологиялык кемчиликтерди жана көптөгөн дан чектерин көрсөтө алат.Бул терс жана олуттуу радиациялык эмес заряддын рекомбинациясына алып келет. Тешикчелерди толтуруу дагы бир маселе. Сейрек кездешүүчү иондор менен допинг складдын өсүшүн жөнгө салат жана кемчиликтерди азайтып, тегизделген жана бирдей наноструктураларды түзөт.Перовскиттин жана заряддын транспорт катмарларынын морфологиялык түзүлүшүн жакшыртуу менен сейрек кездешүүчү жер иондору перовскиттин күн батареяларынын жалпы иштешин жана туруктуулугун жакшыртат, аларды ири масштабдуу коммерциялык колдонмолор үчүн ылайыктуу кылат.The FutureПеровскиттик күн батареяларынын маанисин басаңдатуу мүмкүн эмес. Алар рыноктогу азыркы кремний негизиндеги күн батареяларына караганда бир топ төмөн баада жогорку энергия өндүрүү кубаттуулугун камсыз кылат. Изилдөө сейрек кездешүүчү иондор менен перовскиттин допингинин натыйжалуулугун жана туруктуулугун жогорулатууга алып келип, анын касиеттерин жакшыртаарын көрсөттү. Бул жакшыртылган өндүрүмдүүлүгү менен перовскит күн батареялары реалдуулукка бир кадам жакындайт дегенди билдирет.
