සූර්ය කෝෂ වල සීමාවන් ජය ගැනීමට දුර්ලභ පෘථිවි මූලද්රව්ය භාවිතා කිරීම
Perovskite සූර්ය කෝෂ වත්මන් සූර්ය කෝෂ තාක්ෂණයට වඩා වාසි ඇත. ඒවාට වඩා කාර්යක්ෂම වීමේ හැකියාවක් ඇත, සැහැල්ලු බරින් යුක්ත වන අතර අනෙකුත් ප්රභේදවලට වඩා අඩු පිරිවැයක් දරයි. පෙරොව්ස්කයිට් සූර්ය කෝෂයක, පෙරොව්ස්කයිට් තට්ටුව ඉදිරිපස පාරදෘශ්‍ය ඉලෙක්ට්‍රෝඩයක් සහ සෛලයේ පිටුපස ඇති පරාවර්තක ඉලෙක්ට්‍රෝඩයක් අතර සැන්ඩ්විච් කර ඇත. කැතෝඩ සහ ඇනෝඩ අතුරුමුහුණත් අතර ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ප්‍රවාහනය සහ සිදුරු ප්‍රවාහන ස්ථර ඇතුළත් කර ඇති අතර එමඟින් ඉලෙක්ට්‍රෝඩවල ආරෝපණ එකතු කිරීම පහසු කරයි. රූප විද්‍යාත්මක ව්‍යුහය සහ ආරෝපණ ප්‍රවාහන ස්ථරයේ ස්ථර අනුපිළිවෙල මත පදනම්ව පෙරොව්ස්කයිට් සූර්ය කෝෂ වර්ග හතරක් ඇත: සාමාන්‍ය තල, ප්‍රතිලෝම තල, සාමාන්‍ය මෙසොපොරස් සහ ප්‍රතිලෝම මෙසොපොරස් ව්‍යුහයන්. කෙසේ වෙතත්, තාක්ෂණයේ අවාසි කිහිපයක් තිබේ. ආලෝකය, තෙතමනය සහ ඔක්සිජන් ඒවායේ පරිහානියට හේතු විය හැක, ඒවායේ අවශෝෂණය නොගැලපේ, සහ විකිරණ නොවන ආරෝපණ ප්රතිසංයෝජනයේ ගැටළු ද ඇත. පෙරොව්ස්කයිට් ද්‍රව විද්‍යුත් විච්ඡේදක මගින් විඛාදනයට ලක්විය හැකි අතර එමඟින් ස්ථායීතා ගැටළු ඇතිවේ. ඒවායේ ප්‍රායෝගික යෙදුම් සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා, ඒවායේ බල පරිවර්තන කාර්යක්ෂමතාව සහ මෙහෙයුම් ස්ථාවරත්වය වැඩිදියුණු කළ යුතුය. කෙසේ වෙතත්, තාක්ෂණයේ මෑත කාලීන දියුණුව 25.5% ක කාර්යක්ෂමතාවයකින් යුත් පෙරොව්ස්කයිට් සූර්ය කෝෂ වලට හේතු වී ඇත, එයින් අදහස් කරන්නේ ඒවා සාම්ප්‍රදායික සිලිකන් ප්‍රකාශ වෝල්ටීයතා සූර්ය කෝෂවලට වඩා බොහෝ පසුපසින් නොවන බවයි. මේ සඳහා, perovskite සූර්ය කෝෂවල යෙදීම් සඳහා දුර්ලභ පෘථිවි මූලද්රව්ය ගවේෂණය කර ඇත. ගැටළු ජය ගන්නා ප්‍රභා භෞතික ගුණ ඔවුන්ට ඇත. Perovskite සූර්ය කෝෂ වල ඒවා භාවිතා කිරීම එබැවින් ඒවායේ ගුණාංග වැඩිදියුණු කරනු ඇත, පිරිසිදු බලශක්ති විසඳුම් සඳහා මහා පරිමාණ ක්රියාත්මක කිරීම සඳහා වඩාත් ශක්ය වේ. දුර්ලභ පෘථිවි මූලද්රව්ය පෙරොව්ස්කයිට් සූර්ය කෝෂවලට උපකාර කරන්නේ කෙසේද? මෙම නව පරම්පරාවේ සූර්ය කෝෂ වල ක්‍රියාකාරිත්වය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා භාවිතා කළ හැකි දුර්ලභ පෘථිවි මූලද්රව්ය සතුව ඇති වාසිදායක ගුණාංග රාශියක් ඇත. පළමුව, දුර්ලභ පෘථිවි අයනවල ඔක්සිකරණය සහ අඩු කිරීමේ විභවයන් ප්‍රතිවර්ත කළ හැකි අතර, ඉලක්ක ද්‍රව්‍යයේම ඔක්සිකරණය සහ අඩු කිරීම අඩු කරයි. මීට අමතරව, මෙම මූලද්රව්ය පෙරොව්ස්කයිට් සහ ආරෝපණ ප්‍රවාහන ලෝහ ඔක්සයිඩ යන දෙකම සමඟ සම්බන්ධ කිරීමෙන් තුනී පටල සෑදීම නියාමනය කළ හැකිය. තවද, අදියර ව්‍යුහය සහ දෘශ්‍ය ඉලෙක්ට්‍රොනික ගුණාංග ස්ඵටික දැලිස තුළට ආදේශක ලෙස කාවැද්දීම මගින් සකස් කළ හැක. ධාන්‍ය මායිම්වල හෝ ද්‍රව්‍යයේ මතුපිට අන්තර් අන්තරාල වශයෙන් ඉලක්කගත ද්රව්ය තුළට ඒවා තැන්පත් කිරීමෙන් දෝෂ නිෂ්ක්‍රීය කිරීම සාර්ථකව සිදු කළ හැක. එපමනක් නොව, දුර්ලභ පෘථිවි අයනවල ශක්තිජනක සංක්‍රාන්ති කක්ෂ රාශියක් පැවතීම හේතුවෙන් අධෝරක්ත සහ පාරජම්බුල ෆෝටෝන perovskite-ප්‍රතිචාරාත්මක දෘශ්‍ය ආලෝකය බවට පරිවර්තනය කළ හැක. මෙහි ඇති වාසි දෙකකි: එය අධි-තීව්‍ර ආලෝකයෙන් perovskites වලට හානි වීම වළක්වන අතර ද්‍රව්‍යයේ වර්ණාවලි ප්‍රතිචාර පරාසය දිගු කරයි. දුර්ලභ පෘථිවි මූලද්රව්ය භාවිතා කිරීම perovskite සූර්ය කෝෂවල ස්ථාවරත්වය සහ කාර්යක්ෂමතාව සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි දියුණු කරයි. තුනී පටලවල රූපාකාරයන් වෙනස් කිරීම කලින් සඳහන් කළ පරිදි, දුර්ලභ පෘථිවි මූලද්‍රව්‍යවලට ලෝහ ඔක්සයිඩ වලින් සමන්විත තුනී පටලවල රූපාකාරයන් වෙනස් කළ හැකිය. යටින් පවතින ආරෝපණ ප්‍රවාහන ස්ථරයේ රූප විද්‍යාව පෙරොව්ස්කයිට් ස්ථරයේ රූප විද්‍යාවට සහ ආරෝපණ ප්‍රවාහන ස්තරය සමඟ එහි සම්බන්ධතාවට බලපෑම් කරන බව හොඳින් ලේඛනගත කර ඇත. නිදසුනක් ලෙස, දුර්ලභ-පෘථිවි අයන සමඟ මාත්‍රණය කිරීම ව්‍යුහාත්මක දෝෂ ඇති කළ හැකි SnO2 නැනෝ අංශු සමුච්චය වීම වළක්වන අතර විශාල NiOx ස්ඵටික සෑදීම අවම කරයි, ඒකාකාර සහ සංයුක්ත ස්ඵටික ස්ථරයක් නිර්මාණය කරයි. මේ අනුව, දුර්ලභ-පෘථිවි මාත්‍රණයෙන් දෝෂ රහිත මෙම ද්‍රව්‍යවල තුනී ස්ථර පටල ලබා ගත හැකිය. මීට අමතරව, මෙසොපොරස් ව්‍යුහයක් ඇති පෙරොව්ස්කයිට් සෛලවල ඇති පලංචිය ස්ථරය සූර්ය කෝෂවල පෙරොව්ස්කයිට් සහ ආරෝපණ ප්‍රවාහන ස්ථර අතර සම්බන්ධතා සඳහා වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. මෙම ව්‍යුහයේ නැනෝ අංශුවලට රූප විද්‍යාත්මක දෝෂ සහ ධාන්‍ය මායිම් රාශියක් පෙන්විය හැක. මෙය අහිතකර හා බරපතල නොවන විකිරණ ආරෝපණ නැවත සංකලනය වීමට හේතු වේ. සිදුරු පිරවීම ද ගැටළුවකි. දුර්ලභ-පෘථිවි අයන සමඟ මාත්‍රණය කිරීම පලංචිය වර්ධනය නියාමනය කරන අතර දෝෂ අඩු කරයි, පෙළගැස්වූ සහ ඒකාකාර නැනෝ ව්‍යුහයන් නිර්මාණය කරයි. පෙරොව්ස්කයිට් සහ ආරෝපණ ප්‍රවාහන ස්ථරවල රූප විද්‍යාත්මක ව්‍යුහය සඳහා වැඩිදියුණු කිරීම් සැපයීමෙන්, දුර්ලභ පෘථිවි අයනවලට පෙරොව්ස්කයිට් සූර්ය කෝෂවල සමස්ත ක්‍රියාකාරිත්වය සහ ස්ථායීතාවය වැඩිදියුණු කළ හැකි අතර, ඒවා මහා පරිමාණ වාණිජ යෙදුම් සඳහා වඩාත් සුදුසු වේ. Perovskite සූර්ය කෝෂ වල වැදගත්කම අවතක්සේරු කළ නොහැක. වෙළඳපොලේ පවතින සිලිකන් මත පදනම් වූ සූර්ය කෝෂවලට වඩා ඉතා අඩු පිරිවැයක් සඳහා ඔවුන් උසස් බලශක්ති උත්පාදන ධාරිතාවක් ලබා දෙනු ඇත. දුර්ලභ-පෘථිවි අයන සහිත පෙරොව්ස්කයිට් මාත්‍රණය කිරීමෙන් එහි ගුණාංග වැඩි දියුණු කරන අතර කාර්යක්ෂමතාව සහ ස්ථායීතාවයේ වැඩිදියුණු කිරීම්වලට තුඩු දෙන බව අධ්‍යයනයෙන් පෙන්නුම් කර ඇත. මෙයින් අදහස් කරන්නේ වැඩිදියුණු කළ කාර්ය සාධනයක් සහිත පෙරොව්ස්කයිට් සූර්ය කෝෂ යථාර්ථයක් වීමට එක් පියවරක් සමීප බවයි.
පසු කාලය: නොවැම්බර්-24-2021