L-Użu ta' Elementi Rari tad-Dinja biex Jingħelbu l-Limitazzjonijiet taċ-Ċelloli Solari
Ċelloli Solari Perovskite Iċ-ċelloli solari perovskite għandhom vantaġġi fuq it-teknoloġija attwali taċ-ċelloli solari. Għandhom il-potenzjal li jkunu aktar effiċjenti, huma ħfief, u jiswew inqas minn varjanti oħra. F'ċellola solari perovskite, is-saff tal-perovskite huwa mdaħħal bejn elettrodu trasparenti fuq quddiem u elettrodu riflettiv fuq wara taċ-ċellola. Saffi tat-trasport tal-elettrodi u tat-trasport tat-toqob huma mdaħħla bejn l-interfaċċji tal-katodu u tal-anodu, li jiffaċilita l-ġbir taċ-ċarġ fl-elettrodi. Hemm erba' klassifikazzjonijiet ta' ċelloli solari perovskite bbażati fuq l-istruttura tal-morfoloġija u s-sekwenza tas-saffi tas-saff tat-trasport tal-ċarġ: strutturi planari regolari, planari maqlubin, mesoporużi regolari, u mesoporużi maqlubin. Madankollu, jeżistu diversi żvantaġġi fit-teknoloġija. Id-dawl, l-umdità, u l-ossiġnu jistgħu jikkawżaw id-degradazzjoni tagħhom, l-assorbiment tagħhom jista' ma jkunx imqabbel, u għandhom ukoll problemi bir-rikombinazzjoni ta' ċarġ mhux radjattiv. Il-perovskiti jistgħu jiġu msaddma minn elettroliti likwidi, u dan iwassal għal problemi ta' stabbiltà. Biex jiġu realizzati l-applikazzjonijiet prattiċi tagħhom, iridu jsiru titjib fl-effiċjenza tal-konverżjoni tal-enerġija u l-istabbiltà operattiva tagħhom. Madankollu, avvanzi riċenti fit-teknoloġija wasslu għal ċelloli solari perovskite b'effiċjenza ta' 25.5%, li jfisser li mhumiex 'il bogħod minn ċelloli solari fotovoltajċi tas-silikon konvenzjonali. Għal dan il-għan, ġew esplorati elementi rari tad-dinja għal applikazzjonijiet f'ċelloli solari perovskite. Dawn għandhom proprjetajiet fotofiżiċi li jegħlbu l-problemi. Għalhekk, l-użu tagħhom f'ċelloli solari perovskite se jtejjeb il-proprjetajiet tagħhom, u jagħmilhom aktar vijabbli għal implimentazzjoni fuq skala kbira għal soluzzjonijiet ta' enerġija nadifa. Kif l-Elementi Rari tad-Dinja Jgħinu ċ-Ċelloli Solari Perovskite Hemm ħafna proprjetajiet vantaġġjużi li l-elementi rari tad-dinja għandhom li jistgħu jintużaw biex itejbu l-funzjoni ta’ din il-ġenerazzjoni ġdida ta’ ċelloli solari. L-ewwelnett, il-potenzjali ta’ ossidazzjoni u tnaqqis fl-joni rari tad-dinja huma riversibbli, u b’hekk inaqqsu l-ossidazzjoni u t-tnaqqis tal-materjal fil-mira stess. Barra minn hekk, il-formazzjoni ta’ film irqiq tista’ tiġi regolata biż-żieda ta’ dawn l-elementi billi jingħaqdu kemm mal-perovskiti kif ukoll mal-ossidi tal-metall għat-trasport tal-ċarġ. Barra minn hekk, l-istruttura tal-fażi u l-proprjetajiet optoelettroniċi jistgħu jiġu aġġustati billi jiġu inkorporati b'mod sostituttiv fil-kannizzata tal-kristall. Il-passivazzjoni tad-difetti tista' tinkiseb b'suċċess billi jiġu inkorporati fil-materjal fil-mira jew interstizjalment fil-konfini tal-qamħ jew fuq il-wiċċ tal-materjal. Barra minn hekk, il-fotoni infra-aħmar u ultravjola jistgħu jiġu konvertiti f'dawl viżibbli li jirrispondi għall-perovskite minħabba l-preżenza ta' bosta orbiti ta' transizzjoni enerġetika fil-joni tad-dinja rari. Il-vantaġġi ta' dan huma doppji: jevita li l-perovskiti jiġu mħassra minn dawl ta' intensità għolja u jestendi l-firxa tar-rispons spettrali tal-materjal. L-użu ta' elementi rari tad-dinja jtejjeb b'mod sinifikanti l-istabbiltà u l-effiċjenza taċ-ċelloli solari tal-perovskite. Modifika tal-Morfoloġija ta' Films Irqaq Kif imsemmi qabel, l-elementi rari tad-dinja jistgħu jimmodifikaw il-morfoloġiji ta' films irqaq li jikkonsistu minn ossidi tal-metall. Huwa dokumentat sew li l-morfoloġija tas-saff tat-trasport tal-ċarġ sottostanti tinfluwenza l-morfoloġija tas-saff tal-perovskite u l-kuntatt tiegħu mas-saff tat-trasport tal-ċarġ. Pereżempju, id-doping b'joni rari tad-dinja jipprevjeni l-aggregazzjoni ta' nanopartiċelli SnO2 li jistgħu jikkawżaw difetti strutturali, u jtaffi wkoll il-formazzjoni ta' kristalli kbar NiOx, u joħloq saff uniformi u kompatt ta' kristalli. Għalhekk, films irqaq ta' dawn is-sustanzi mingħajr difetti jistgħu jinkisbu bid-doping b'joni rari tad-dinja. Barra minn hekk, is-saff tal-armar fiċ-ċelloli perovskite li għandhom struttura mesoporuża għandu rwol importanti fil-kuntatti bejn il-perovskite u s-saffi tat-trasport tal-ċarġ fiċ-ċelloli solari. In-nanopartiċelli f'dawn l-istrutturi jistgħu juru difetti morfoloġiċi u bosta konfini tal-qamħ. Dan iwassal għal rikombinazzjoni ta' ċarġ mhux radjattiv avversa u serja. Il-mili tal-pori huwa wkoll kwistjoni. Id-doping b'joni rari tad-dinja jirregola t-tkabbir tal-scaffold u jnaqqas id-difetti, u joħloq nanostrutturi allinjati u uniformi. Billi jipprovdu titjib għall-istruttura morfoloġika tal-perovskite u s-saffi tat-trasport tal-ċarġ, il-joni tad-dinja rari jistgħu jtejbu l-prestazzjoni u l-istabbiltà ġenerali taċ-ċelloli solari tal-perovskite, u jagħmluhom aktar adattati għal applikazzjonijiet kummerċjali fuq skala kbira. L-importanza taċ-ċelloli solari perovskite ma tistax tiġi sottovalutata. Dawn se jipprovdu kapaċità ta' ġenerazzjoni ta' enerġija superjuri bi prezz ħafna aktar baxx miċ-ċelloli solari bbażati fuq is-silikon attwali fis-suq. L-istudju wera li d-doping tal-perovskite b'joni rari tad-dinja jtejjeb il-proprjetajiet tiegħu, u jwassal għal titjib fl-effiċjenza u l-istabbiltà. Dan ifisser li ċ-ċelloli solari perovskite bi prestazzjoni mtejba huma pass eqreb lejn li jsiru realtà.
Ħin tal-posta: 04 ta' Lulju 2022 