सौर पेशींच्या मर्यादांवर मात करण्यासाठी दुर्मिळ-पृथ्वी घटकांचा वापर करणे
सौर पेशींच्या मर्यादांवर मात करण्यासाठी दुर्मिळ-पृथ्वी घटकांचा वापर करणे
स्रोत: AZO साहित्यपेरोव्स्काइट सौर पेशीसध्याच्या सोलर सेल तंत्रज्ञानापेक्षा पेरोव्स्काईट सोलर सेलचे फायदे आहेत. त्यांच्याकडे अधिक कार्यक्षम असण्याची क्षमता आहे, वजन कमी आहे आणि इतर प्रकारांपेक्षा कमी किंमत आहे. पेरोव्स्काईट सोलर सेलमध्ये, पेरोव्स्काइटचा थर समोरील पारदर्शक इलेक्ट्रोड आणि सेलच्या मागील बाजूस परावर्तित इलेक्ट्रोड यांच्यामध्ये सँडविच केलेला असतो.इलेक्ट्रोड ट्रान्सपोर्ट आणि होल ट्रान्सपोर्ट लेयर्स कॅथोड आणि एनोड इंटरफेसमध्ये घातले जातात, जे इलेक्ट्रोड्सवर चार्ज कलेक्शन सुलभ करतात.मॉर्फोलॉजी स्ट्रक्चर आणि चार्ज ट्रान्सपोर्ट लेयरच्या लेयर सिक्वेन्सवर आधारित पेरोव्स्काइट सोलर सेलचे चार वर्गीकरण आहेत: रेग्युलर प्लानर, इनव्हर्टेड प्लानर, रेग्युलर मेसोपोरस आणि इनव्हर्टेड मेसोपोरस स्ट्रक्चर्स.तथापि, तंत्रज्ञानामध्ये अनेक कमतरता आहेत. प्रकाश, आर्द्रता आणि ऑक्सिजन त्यांच्या ऱ्हासाला कारणीभूत ठरू शकतात, त्यांचे शोषण जुळत नाही आणि त्यांना नॉन-रेडिएटिव्ह चार्ज रिकॉम्बिनेशनच्या समस्या देखील आहेत. पेरोव्स्काइट्स द्रव इलेक्ट्रोलाइट्सद्वारे गंजले जाऊ शकतात, ज्यामुळे स्थिरता समस्या उद्भवू शकतात.त्यांचे व्यावहारिक उपयोग लक्षात येण्यासाठी, त्यांच्या पॉवर रूपांतरण कार्यक्षमता आणि ऑपरेशनल स्थिरतेमध्ये सुधारणा करणे आवश्यक आहे. तथापि, तंत्रज्ञानातील अलीकडील प्रगतीमुळे 25.5% कार्यक्षमतेसह पेरोव्स्काईट सौर पेशी निर्माण झाल्या आहेत, याचा अर्थ ते पारंपारिक सिलिकॉन फोटोव्होल्टेइक सौर पेशींपेक्षा फारसे मागे नाहीत.यासाठी, पेरोव्स्काईट सोलर सेलमधील अनुप्रयोगांसाठी दुर्मिळ-पृथ्वी घटकांचा शोध घेण्यात आला आहे. त्यांच्याकडे फोटोफिजिकल गुणधर्म आहेत जे समस्यांवर मात करतात. पेरोव्स्काईट सोलर सेलमध्ये त्यांचा वापर केल्याने त्यांचे गुणधर्म सुधारतील, ज्यामुळे ते स्वच्छ उर्जा उपायांसाठी मोठ्या प्रमाणात अंमलबजावणीसाठी अधिक व्यवहार्य बनतील.पेरोव्स्काइट सौर पेशींना दुर्मिळ पृथ्वीचे घटक कसे मदत करतातदुर्मिळ पृथ्वीच्या घटकांमध्ये अनेक फायदेशीर गुणधर्म आहेत ज्यांचा वापर या नवीन पिढीतील सौर पेशींचे कार्य सुधारण्यासाठी केला जाऊ शकतो. सर्वप्रथम, दुर्मिळ-पृथ्वी आयनमधील ऑक्सिडेशन आणि घटण्याची क्षमता उलट करता येण्याजोगी असतात, ज्यामुळे लक्ष्य सामग्रीचे स्वतःचे ऑक्सिडेशन आणि घट कमी होते. याव्यतिरिक्त, पातळ-फिल्म निर्मितीचे नियमन या घटकांच्या जोडीने पेरोव्स्काइट्स आणि चार्ज ट्रान्सपोर्ट मेटल ऑक्साईड्ससह जोडून केले जाऊ शकते.शिवाय, फेज स्ट्रक्चर आणि ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक गुणधर्म त्यांना क्रिस्टल जाळीमध्ये बदलून एम्बेड करून समायोजित केले जाऊ शकतात. दोषांचे निष्क्रीयीकरण त्यांना लक्ष्यित सामग्रीमध्ये अंतर्भूतरित्या धान्याच्या सीमेवर किंवा सामग्रीच्या पृष्ठभागावर एम्बेड करून यशस्वीरित्या प्राप्त केले जाऊ शकते.शिवाय, दुर्मिळ-पृथ्वी आयनांमध्ये असंख्य ऊर्जावान संक्रमण कक्षाच्या उपस्थितीमुळे इन्फ्रारेड आणि अल्ट्राव्हायोलेट फोटॉन्स पेरोव्स्काईट-प्रतिक्रियात्मक दृश्यमान प्रकाशात रूपांतरित केले जाऊ शकतात.याचे फायदे दुहेरी आहेत: हे उच्च-तीव्रतेच्या प्रकाशामुळे पेरोव्स्काईट्सचे नुकसान टाळते आणि सामग्रीची वर्णक्रमीय प्रतिसाद श्रेणी वाढवते. दुर्मिळ पृथ्वी घटकांचा वापर केल्याने पेरोव्स्काइट सौर पेशींची स्थिरता आणि कार्यक्षमता लक्षणीयरीत्या सुधारते.पातळ फिल्म्सचे मॉर्फोलॉजीज बदलणेआधी सांगितल्याप्रमाणे, दुर्मिळ पृथ्वीचे घटक मेटल ऑक्साईड असलेल्या पातळ फिल्म्सचे आकार बदलू शकतात. हे चांगले दस्तऐवजीकरण आहे की अंतर्निहित चार्ज ट्रान्सपोर्ट लेयरचे आकारविज्ञान पेरोव्स्काईट लेयरच्या आकारविज्ञानावर आणि चार्ज ट्रान्सपोर्ट लेयरशी त्याचा संपर्क प्रभावित करते.उदाहरणार्थ, दुर्मिळ-पृथ्वी आयनांसह डोपिंग SnO2 नॅनोकणांचे एकत्रीकरण प्रतिबंधित करते ज्यामुळे संरचनात्मक दोष होऊ शकतात आणि मोठ्या NiOx क्रिस्टल्सची निर्मिती देखील कमी होते, क्रिस्टल्सचा एकसमान आणि संक्षिप्त थर तयार होतो. अशाप्रकारे, दुर्मिळ-पृथ्वी डोपिंगद्वारे दोषांशिवाय या पदार्थांचे पातळ थर फिल्म्स मिळवता येतात.याव्यतिरिक्त, पेरोव्स्काईट पेशींमधील स्कॅफोल्ड लेयर ज्याची मेसोपोरस रचना आहे, पेरोव्स्काईट आणि सौर पेशींमधील चार्ज ट्रान्सपोर्ट लेयर यांच्यातील संपर्कात महत्त्वाची भूमिका बजावते. या रचनांमधील नॅनोकण आकारविज्ञान दोष आणि असंख्य धान्य सीमा प्रदर्शित करू शकतात.यामुळे प्रतिकूल आणि गंभीर नॉन-रेडिएटिव्ह चार्ज पुनर्संयोजन होते. छिद्र भरणे देखील एक समस्या आहे. दुर्मिळ-पृथ्वी आयनांसह डोपिंग स्कॅफोल्ड वाढ नियंत्रित करते आणि दोष कमी करते, संरेखित आणि एकसमान नॅनोस्ट्रक्चर तयार करते.पेरोव्स्काईट आणि चार्ज ट्रान्सपोर्ट लेयर्सच्या मॉर्फोलॉजिकल स्ट्रक्चरसाठी सुधारणा प्रदान करून, दुर्मिळ पृथ्वी आयन पेरोव्स्काइट सौर पेशींची एकूण कार्यक्षमता आणि स्थिरता सुधारू शकतात, ज्यामुळे ते मोठ्या प्रमाणात व्यावसायिक अनुप्रयोगांसाठी अधिक योग्य बनतात.भविष्यपेरोव्स्काइट सौर पेशींचे महत्त्व कमी केले जाऊ शकत नाही. ते बाजारातील सध्याच्या सिलिकॉन-आधारित सौर पेशींपेक्षा खूपच कमी खर्चात उच्च ऊर्जा निर्मिती क्षमता प्रदान करतील. अभ्यासात असे दिसून आले आहे की दुर्मिळ-पृथ्वी आयनांसह डोपिंग पेरोव्स्काईट त्याचे गुणधर्म सुधारते, ज्यामुळे कार्यक्षमता आणि स्थिरता सुधारते. याचा अर्थ असा की सुधारित कार्यक्षमतेसह पेरोव्स्काईट सौर पेशी वास्तव बनण्याच्या एक पाऊल जवळ आहेत.
