Использование редкоземельных элементов для преодоления ограничений солнечных батарей
Перовский солнечные элементы Солнечные элементы Перовскита имеют преимущества по сравнению с современной технологией солнечных батарей. Они могут быть более эффективными, легкие и стоят меньше, чем другие варианты. В перовскитском солнечном элементе слой перовскита зажат между прозрачным электродом на передней части и отражающим электродом в задней части ячейки. Электрод переноса и переноса отверстия вставляются между интерфейсами катода и анода, что облегчает сбор зарядов на электродах. Существует четыре классификации солнечных элементов перовскита, основанных на морфологической структуре и последовательности слоев транспортного слоя заряда: обычные плоские, перевернутые плоские, регулярные мезопористые и инвертированные мезопористые структуры. Однако с технологией существует несколько недостатков. Свет, влажность и кислород могут вызвать их деградацию, их поглощение может быть несоответствует, и у них также есть проблемы с рекомбинацией нерадиативного заряда. Перовскиты могут быть коррозированы жидкими электролитами, что приводит к проблемам стабильности. Чтобы реализовать их практическое применение, необходимо внести улучшения в эффективности преобразования власти и эксплуатационной стабильности. Тем не менее, недавние достижения в области технологий привели к тому, что солнечные элементы перовскита с эффективностью 25,5%, что означает, что они не намного отстают от обычных кремниевых фотоэлектрических солнечных элементов. С этой целью, редкоземельные элементы были изучены для применений в солнечных элементах перовскита. Они обладают фотофизическими свойствами, которые преодолевают проблемы. Следовательно, использование их в солнечных элементах Перовскита улучшит их свойства, что сделает их более жизнеспособными для крупномасштабной реализации для решений для чистой энергии. Как редкоземельные элементы помогают перовските солнечные элементы Есть много выгодных свойств, которыми обладают редкоземельные элементы, которые могут быть использованы для улучшения функции этого нового поколения солнечных элементов. Во-первых, потенциалы окисления и восстановления в ионах редкоземельной зоны обратимы, что снижает собственное окисление и восстановление целевого материала. Кроме того, образование тонкой пленки может регулироваться добавлением этих элементов, связывая их с перовскитами и оксидами переноса металлов. Кроме того, фазовая структура и оптоэлектронные свойства могут быть скорректированы путем замены внедряя их в кристаллическую решетку. Дефектная пассивация может быть успешно достигнута путем включения их в целевой материал либо по интерстильно на границах зерна, либо на поверхность материала. Кроме того, инфракрасные и ультрафиолетовые фотоны могут быть преобразованы в перовский, чувствительный видимый свет из-за наличия многочисленных энергетических орбит переходных переходных и ионов. Преимущества этого являются двойными: это позволяет избежать повреждения перовскитов при высокой интенсивности света и расширяет диапазон спектрального отклика материала. Использование редкоземельных элементов значительно улучшает стабильность и эффективность солнечных элементов перовскита. Модификация морфологий тонких пленок Как упоминалось ранее, редкоземельные элементы могут модифицировать морфологию тонких пленок, состоящих из оксидов металлов. Хорошо документировано, что морфология базового транспортного слоя заряда влияет на морфологию уровня перовскита и его контакт с транспортным слоем заряда. Например, легирование с ионами редкоземельной зоны предотвращает агрегацию наночастиц SNO2, которые могут вызывать структурные дефекты, а также смягчает образование крупных кристаллов Niox, создавая равномерный и компактный слой кристаллов. Таким образом, пленки тонких слоев этих веществ без дефектов могут быть достигнуты при легировании редко-земли. Кроме того, слой каркаса в клетках перовскита, которые имеют мезопористую структуру, играет важную роль в контактах между перовскитом и транспортными слоями заряда в солнечных элементах. Наночастицы в этих структурах могут отображать морфологические дефекты и многочисленные границы зерен. Это приводит к неблагоприятному и серьезному нерадиативному рекомбинации заряда. Порная наполнение также является проблемой. Допинг ионов редкоземельной зоны регулирует рост каркасов и уменьшает дефекты, создавая выровненные и равномерные наноструктуры. Обеспечивая улучшения морфологической структуры перовскита и транспортных слоев, ионы редкоземельной системы могут улучшить общую производительность и стабильность солнечных элементов перовскита, что делает их более подходящими для крупномасштабных коммерческих применений. Важность перовскитных солнечных элементов не может быть преуменьшена. Они обеспечат превосходную производительность энергии на гораздо более низкую стоимость, чем текущие солнечные элементы на основе кремния на рынке. Исследование показало, что допинг перовскита с ионами редко-земли улучшает свои свойства, что приводит к повышению эффективности и стабильности. Это означает, что солнечные элементы перовскита с улучшенной производительностью на один шаг ближе к реальности.
Время сообщения: июль-04-2022 