Käyttämällä harvinaisten maametallien elementtejä aurinkokennojen rajoitusten voittamiseksi
Perovskite -aurinkokennot Perovskite -aurinkokennoilla on etuja nykyiseen aurinkokennoteknologiaan verrattuna. Heillä on potentiaalia olla tehokkaampia, ne ovat kevyitä ja maksavat vähemmän kuin muut muunnelmat. Perovskite -aurinkokennossa perovskiittikerros on kerrostettu läpinäkyvän elektrodin ja heijastavan elektrodin väliin solun takana. Elektrodien kuljetus- ja reiän kuljetuskerrokset asetetaan katodi- ja anodirajapintojen väliin, mikä helpottaa varauskeräystä elektrodissa. Perovskite -aurinkokennoista on neljä luokitusta, jotka perustuvat varauksen kuljetuskerroksen morfologiarakenteeseen ja kerrossekvenssiin: säännöllinen tasomainen, käänteinen taso, säännöllinen mesoporous ja käänteinen mesohuokoinen rakenne. Teknologialla on kuitenkin useita haittoja. Valo, kosteus ja happi voivat indusoida heidän hajoamisensa, niiden imeytyminen voidaan sopimatonta, ja heillä on myös ongelmia ei-radiatiivisessa varausrekombinaatiossa. Nestemäiset elektrolyyttit voivat syöpätä perovskiitteja, mikä johtaa vakausongelmiin. Käytännön sovellusten toteuttamiseksi on tehtävä parannuksia niiden voimanmuuntamistehokkuuteen ja toiminnan vakauteen. Teknologian viimeaikainen kehitys on kuitenkin johtanut Perovskite -aurinkokennoihin, joilla on 25,5% tehokkuus, mikä tarkoittaa, että ne eivät ole kaukana tavanomaisista piidolähetyksistä aurinkokennoista. Tätä varten on tutkittu harvinaisia maamaterialaisia elementtejä Perovskite-aurinkokennoissa. Heillä on fotofysikaalisia ominaisuuksia, jotka voittavat ongelmat. Niiden käyttäminen Perovskite-aurinkokennoissa parantaa niiden ominaisuuksia, mikä tekee niistä elinkelpoisempia puhdasta energiaratkaisujen laajamittaiseen toteutukseen. Kuinka harvinaiset maametallit auttavat perovskite -aurinkokennoja On olemassa monia edullisia ominaisuuksia, jotka harvinaisten maametallien elementeillä on, joita voidaan käyttää tämän uuden aurinkokennojen toiminnan parantamiseksi. Ensinnäkin harvinaisten maamaisen ionien hapettumis- ja vähentämispotentiaalit ovat palautuvia, vähentäen kohdemateriaalin omaa hapettumista ja pelkistämistä. Lisäksi ohutkalvojen muodostumista voidaan säädellä lisäämällä nämä elementit kytkemällä ne sekä perovskiteihin että varauskuljetusmetallioksideihin. Lisäksi vaiherakenne ja optoelektroniset ominaisuudet voidaan säätää upottamalla ne substituuttisesti kidehilaan. Vian passivainti voidaan saavuttaa onnistuneesti upottamalla ne kohdemateriaaliin joko interstitiaalisesti viljan rajoissa tai materiaalin pinnalla. Lisäksi infrapuna- ja ultraviolettifotonit voidaan muuntaa perovskiittien reagoivaksi näkyväksi valoksi, koska lukuisat energiset siirtymäkiertot ovat harvinaisissa maametallioneissa. Tämän edut ovat kaksitahoisia: se välttää perovskiittien vaurioitumisen korkean intensiteetin valon avulla ja laajentaa materiaalin spektrireaktioaluetta. Harvinaisten maametallien elementtien käyttö parantaa merkittävästi Perovskite -aurinkokennojen stabiilisuutta ja tehokkuutta. Ohuiden kalvojen morfologioiden muokkaaminen Kuten aiemmin mainittiin, harvinaisten maametallien elementit voivat muokata ohutkalvojen morfologioita, jotka koostuvat metallioksideista. On hyvin dokumentoitu, että taustalla olevan varauskuljetuskerroksen morfologia vaikuttaa perovskiittikerroksen morfologiaan ja sen kosketukseen varauskuljetuskerrokseen. Esimerkiksi harvinaisten maametallien ionien doping estää SNO2-nanohiukkasten aggregaation, jotka voivat aiheuttaa rakenteellisia vikoja, ja myös lieventää suurten niox-kiteiden muodostumista, jolloin muodostuu tasainen ja kompakti kiteiden kerros. Siten näiden aineiden ohuet kerroskalvot, joilla ei ole vikoja, voidaan saavuttaa harvinaisella maametallilla. Lisäksi perovskiittisolujen telinekerroksella, jolla on mesohuokoinen rakenne, on tärkeä rooli aurinkokennojen perovskiitin ja varauskuljetuskerrosten välisissä kosketuksissa. Näiden rakenteiden nanohiukkaset voivat näyttää morfologisia vikoja ja lukuisia viljarajoja. Tämä johtaa haitalliseen ja vakavaan ei-radiatiiviseen varausrekombinaatioon. Huokos täyte on myös ongelma. Doping harvinaisten maametallien kanssa säätelee telineiden kasvua ja vähentää vikoja, jolloin luodaan kohdistettuja ja yhtenäisiä nanorakenteita. Tarjoamalla parannuksia perovskiitti- ja varauskuljetuskerrosten morfologiseen rakenteeseen, harvinaisten maametallien ionit voivat parantaa Perovskite-aurinkokennojen yleistä suorituskykyä ja stabiilisuutta, mikä tekee niistä sopivampia laaja-alaisia kaupallisia sovelluksia. Perovskite -aurinkokennojen merkitystä ei voida aliarvioida. Ne tarjoavat erinomaisen energiantuotantokapasiteetin huomattavasti alhaisemmille kustannuksille kuin nykyiset piidopohjaiset aurinkokennot markkinoilla. Tutkimus on osoittanut, että harvinaisten maametallien ionien kanssa tehdyt doping-perovskite parantaa sen ominaisuuksia, mikä johtaa tehokkuuden ja vakauden parannuksiin. Tämä tarkoittaa, että Perovskite -aurinkokennot, joilla on parantunut suorituskyky, ovat askeleen lähempänä todellisuutta tulemista.
Viestin aika: heinäkuu-04-2022 