Uzante Rarajn Terajn Elementojn por Superi Limigojn de Sunĉeloj
Perovskitaj sunĉeloj havas avantaĝojn super la nuna sunĉela teknologio. Ili havas la potencialon esti pli efikaj, estas malpezaj, kaj kostas malpli ol aliaj variaĵoj. En perovskita sunĉelo, la tavolo de perovskito estas intermetita inter travidebla elektrodo ĉe la fronto kaj reflekta elektrodo ĉe la malantaŭo de la ĉelo. Elektrodtransporto- kaj truotransporto-tavoloj estas enigitaj inter katodo- kaj anodo-interfacoj, kio faciligas ŝargkolekton ĉe la elektrodoj. Ekzistas kvar klasifikoj de perovskitaj sunĉeloj bazitaj sur morfologio-strukturo kaj tavolsekvenco de la ŝarga transporttavolo: regulaj ebenaj, inversaj ebenaj, regulaj mezoporaaj kaj inversaj mezoporaaj strukturoj. Tamen, ekzistas pluraj malavantaĝoj kun la teknologio. Lumo, humideco kaj oksigeno povas kaŭzi ilian degeneron, ilia sorbado povas esti misagordita, kaj ili ankaŭ havas problemojn kun ne-radiativa ŝargrekombinado. Perovskitoj povas esti koroditaj de likvaj elektrolitoj, kondukante al stabilecproblemoj. Por realigi iliajn praktikajn aplikojn, oni devas plibonigi ilian efikecon de potenc-konverto kaj funkcian stabilecon. Tamen, lastatempaj progresoj en teknologio kondukis al perovskitaj sunĉeloj kun efikeco de 25.5%, kio signifas, ke ili ne estas multe malantaŭ konvenciaj siliciaj fotovoltaecaj sunĉeloj. Por tiu celo, raraj teraj elementoj estis esploritaj por aplikoj en perovskitaj sunĉeloj. Ili posedas fotofizikajn ecojn, kiuj solvas la problemojn. Uzi ilin en perovskitaj sunĉeloj tial plibonigos iliajn ecojn, igante ilin pli realigeblaj por grandskala efektivigo de puraenergiaj solvoj. Kiel Rarateraj Elementoj Helpas Perovskitajn Sunĉelojn Ekzistas multaj avantaĝaj ecoj, kiujn rarateraj elementoj posedas, kaj kiuj povas esti uzataj por plibonigi la funkcion de ĉi tiu nova generacio de sunĉeloj. Unue, la oksidiĝaj kaj reduktaj potencialoj en rarateraj jonoj estas reigeblaj, reduktante la propran oksidiĝon kaj redukton de la cela materialo. Krome, la formado de maldika filmo povas esti reguligita per aldono de ĉi tiuj elementoj, kuplante ilin kun kaj perovskitoj kaj ŝargotransportaj metaloksidoj. Krome, fazstrukturo kaj optoelektronikaj ecoj povas esti adaptitaj per anstataŭiga enkorpigo en la kristalan kradon. Difektopasivigo povas esti sukcese atingita per enkorpigo en la celan materialon aŭ interstice ĉe la grenlimoj aŭ sur la surfaco de la materialo. Krome, infraruĝaj kaj ultraviolaj fotonoj povas esti konvertitaj en perovskit-respondeman videblan lumon pro la ĉeesto de multaj energiaj transirorbitoj en la rarateraj jonoj. La avantaĝoj de tio estas duoblaj: ĝi evitas, ke la perovskitoj difektiĝu per alt-intensa lumo kaj plilongigas la spektran respondintervalon de la materialo. La uzo de raraj teraj elementoj signife plibonigas la stabilecon kaj efikecon de perovskitaj sunĉeloj. Modifante Morfologiojn de Maldikaj Filmoj Kiel menciite antaŭe, raraj teraj elementoj povas modifi la morfologiojn de maldikaj filmoj konsistantaj el metaloksidoj. Estas bone dokumentite, ke la morfologio de la subesta ŝarĝtransporta tavolo influas la morfologion de la perovskita tavolo kaj ĝian kontakton kun la ŝarĝtransporta tavolo. Ekzemple, dopado per rarateraj jonoj malhelpas agregiĝon de SnO2-nanopartikloj, kiuj povas kaŭzi strukturajn difektojn, kaj ankaŭ mildigas la formadon de grandaj NiOx-kristaloj, kreante unuforman kaj kompaktan tavolon de kristaloj. Tiel, maldikaj tavolfilmoj de ĉi tiuj substancoj sen difektoj povas esti atingitaj per rarateraj jonoj. Krome, la skafaldotavolo en perovskitaj ĉeloj kun mezopora strukturo ludas gravan rolon en la kontaktoj inter la perovskitaj kaj ŝargaj transportaj tavoloj en la sunĉeloj. La nanopartikloj en ĉi tiuj strukturoj povas montri morfologiajn difektojn kaj multajn grenlimojn. Tio kondukas al malfavora kaj grava ne-radiativa ŝargrekombinado. Porplenigo ankaŭ estas problemo. Dopado per rarateraj jonoj reguligas la kreskon de la skafaldo kaj reduktas difektojn, kreante vicigitajn kaj unuformajn nanostrukturojn. Per plibonigoj por la morfologia strukturo de perovskito kaj ŝargotransportaj tavoloj, rarateraj jonoj povas plibonigi la ĝeneralan rendimenton kaj stabilecon de perovskitaj sunĉeloj, igante ilin pli taŭgaj por grandskalaj komercaj aplikoj. La graveco de perovskitaj sunĉeloj ne povas esti subtaksita. Ili provizos superan energi-generadan kapaciton por multe pli malalta kosto ol la nunaj silicio-bazitaj sunĉeloj sur la merkato. La studo montris, ke dopado de perovskito per rarateraj jonoj plibonigas ĝiajn ecojn, kondukante al plibonigoj en efikeco kaj stabileco. Ĉi tio signifas, ke perovskitaj sunĉeloj kun plibonigita rendimento estas unu paŝon pli proksimaj al iĝi realo.
Afiŝtempo: Jul-04-2022 