Нарны эсийн хязгаарлалтыг даван туулахын тулд газрын ховор элементийг ашиглах
Перовскит нарны зай нь одоогийн нарны зайн технологиос давуу талтай. Тэд бусад хувилбаруудаас илүү үр ашигтай, хөнгөн жинтэй, өртөг багатай байх боломжтой. Перовскит нарны зайд перовскит давхарга нь урд талын тунгалаг электрод ба арын хэсэгт цацруулагч электродын хооронд хавчуулагдсан байдаг. Катод ба анодын интерфэйсүүдийн хооронд электродын тээвэрлэлт ба нүхний тээвэрлэлтийн давхаргууд байрладаг бөгөөд энэ нь электродууд дээр цэнэгийг цуглуулахад хялбар болгодог. Цэнэг дамжуулах давхаргын морфологийн бүтэц, давхаргын дарааллаар перовскит нарны зайг дөрвөн ангилалд хуваадаг: ердийн хавтгай, урвуу хавтгай, ердийн мезопороз, урвуу мезосүвэрхэг бүтэц. Гэсэн хэдий ч технологийн хувьд хэд хэдэн сул талууд байдаг. Гэрэл, чийг, хүчилтөрөгч нь тэдгээрийн доройтлыг өдөөж, шингээлт нь таарахгүй, мөн цацрагийн бус цэнэгийн дахин нэгдэлд асуудал гардаг. Перовскит нь шингэн электролитээр зэвэрч, тогтвортой байдлын асуудалд хүргэдэг. Тэдний практик хэрэглээг хэрэгжүүлэхийн тулд эрчим хүчний хувиргах үр ашиг, үйл ажиллагааны тогтвортой байдлыг сайжруулах шаардлагатай. Гэсэн хэдий ч сүүлийн үеийн технологийн дэвшлийн үр дүнд 25.5% -ийн үр ашигтай перовскит нарны зай бий болсон бөгөөд энэ нь ердийн цахиурын фотоволтайк нарны зайнаас хоцрохгүй гэсэн үг юм. Үүний тулд газрын ховор элементийг перовскит нарны зайд ашиглахаар судалжээ. Тэд асуудлыг даван туулах фотофизик шинж чанартай байдаг. Тиймээс тэдгээрийг перовскит нарны зайд ашиглах нь тэдний шинж чанарыг сайжруулж, цэвэр эрчим хүчний шийдлүүдийг өргөн цар хүрээтэй хэрэгжүүлэхэд илүү тохиромжтой болгоно. Газрын ховор элементүүд Перовскит нарны эсүүдэд хэрхэн тусалдаг вэ? Газрын ховор элемент нь энэхүү шинэ үеийн нарны эсийн үйл ажиллагааг сайжруулахад ашиглаж болох олон давуу талтай. Нэгдүгээрт, газрын ховор ион дахь исэлдэлт ба бууралтын потенциал нь буцах боломжтой бөгөөд зорилтот материалын өөрийн исэлдэлт, бууралтыг бууруулдаг. Нэмж дурдахад эдгээр элементүүдийг перовскит ба цэнэгийн тээвэрлэгч металлын ислүүдтэй холбох замаар нимгэн хальс үүсэхийг зохицуулж болно. Цаашилбал, фазын бүтэц, оптоэлектроник шинж чанарыг болор торонд орлуулах замаар тохируулж болно. Согогийг идэвхгүйжүүлэх нь тэдгээрийг зорилтот материалд үр тарианы хил дээр эсвэл материалын гадаргуу дээр хооронд нь суулгах замаар амжилттай хийж болно. Нэмж дурдахад газрын ховор ионуудад олон тооны энергийн шилжилтийн тойрог замууд байдаг тул хэт улаан туяаны болон хэт ягаан туяаны фотонуудыг перовскитэд хариу үйлдэл үзүүлэх үзэгдэх гэрэл болгон хувиргах боломжтой. Үүний давуу тал нь хоёр талтай: энэ нь перовскитийг өндөр эрчимтэй гэрлийн нөлөөгөөр гэмтээхээс сэргийлж, материалын спектрийн хариу урвалын хүрээг уртасгадаг. Газрын ховор элементийг ашиглах нь перовскит нарны зайн тогтвортой байдал, үр ашгийг эрс сайжруулдаг. Нимгэн хальсны морфологийг өөрчлөх Өмнө дурьдсанчлан газрын ховор элемент нь металлын ислээс бүрдэх нимгэн хальсны хэлбэрийг өөрчилж чаддаг. Цэнэг зөөвөрлөх давхаргын морфологи нь перовскит давхаргын морфологи болон цэнэгийн тээвэрлэлтийн давхаргатай харьцахад нөлөөлдөг нь сайн баримтаар нотлогдсон. Жишээлбэл, газрын ховор ионоор допинг хийх нь бүтцийн согог үүсгэж болох SnO2 нано бөөмсийг нэгтгэхээс сэргийлж, том NiOx талст үүсэхийг багасгаж, талстуудын жигд, нягт давхарга үүсгэдэг. Тиймээс газрын ховор допинг ашиглан эдгээр бодисыг согоггүй нимгэн давхаргад хийж болно. Нэмж дурдахад, нарны эсүүд дэх перовскит ба цэнэгийн тээвэрлэлтийн давхаргын хоорондох холбоо барихад мезосүвэрхэг бүтэцтэй перовскит эсүүд дэх шат давхарга нь чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Эдгээр бүтэц дэх нано хэсгүүд нь морфологийн согог, олон тооны ширхэгийн хил хязгаарыг харуулж чаддаг. Энэ нь цацрагийн бус цэнэгийн сөрөг, ноцтой дахин нэгдэлд хүргэдэг. Нүх сүв дүүргэх нь бас асуудал юм. Газрын ховор ионтой допинг хийснээр шат ургалтыг зохицуулж, согогийг багасгаж, жигд, жигд нано бүтцийг бий болгодог. Перовскит ба цэнэгийн тээвэрлэлтийн давхаргын морфологийн бүтцийг сайжруулснаар газрын ховор ионууд нь перовскит нарны эсийн ерөнхий гүйцэтгэл, тогтвортой байдлыг сайжруулж, том хэмжээний арилжааны хэрэглээнд илүү тохиромжтой болгодог. Перовскит нарны зайн ач холбогдлыг дутуу үнэлж болохгүй. Эдгээр нь зах зээл дээрх цахиурт суурилсан нарны зайнаас хамаагүй бага зардлаар эрчим хүч үйлдвэрлэх дээд хүчин чадлыг хангах болно. Судалгаанаас харахад газрын ховор ионтой перовскитийг допинг хийх нь түүний шинж чанарыг сайжруулж, үр ашиг, тогтвортой байдлыг сайжруулахад хүргэдэг. Энэ нь гүйцэтгэл сайжирсан перовскит нарны зайг бодит болгоход нэг алхам ойртсон гэсэн үг юм.
Шуудангийн цаг: 2021 оны 11-р сарын 24