Defnyddio elfennau prin-ddaear i oresgyn cyfyngiadau celloedd solar
Ffynhonnell: Deunyddiau Azo Celloedd solar perovskite Mae gan gelloedd solar Perovskite fanteision dros dechnoleg celloedd solar cyfredol. Mae ganddyn nhw'r potensial i fod yn fwy effeithlon, maen nhw'n ysgafn, ac yn costio llai nag amrywiadau eraill. Mewn cell solar perovskite, mae'r haen o perovskite wedi'i rhyngosod rhwng electrod tryloyw yn y tu blaen ac electrod adlewyrchol yng nghefn y gell. Mewnosodir haenau cludo electrod a chludiant twll rhwng rhyngwynebau catod a anod, sy'n hwyluso casglu gwefr yn yr electrodau. Mae pedwar dosbarthiad o gelloedd solar perovskite yn seiliedig ar strwythur morffoleg a dilyniant haen yr haen cludo gwefr: planar rheolaidd, planar gwrthdro, mesoporous rheolaidd, a strwythurau mesoporous gwrthdro. Fodd bynnag, mae sawl anfantais yn bodoli gyda'r dechnoleg. Gall golau, lleithder ac ocsigen gymell eu diraddiad, gall eu hamsugno gael ei gamgymharu, ac mae ganddynt hefyd broblemau gydag ailgyfuno gwefr nad yw'n ymatebol. Gall perovskites gael eu cyrydu gan electrolytau hylifol, gan arwain at faterion sefydlogrwydd. Er mwyn gwireddu eu cymwysiadau ymarferol, rhaid gwneud gwelliannau yn eu heffeithlonrwydd trosi pŵer a sefydlogrwydd gweithredol. Fodd bynnag, mae datblygiadau diweddar mewn technoleg wedi arwain at gelloedd solar perovskite gydag effeithlonrwydd o 25.5%, sy'n golygu nad ydyn nhw ymhell y tu ôl i gelloedd solar ffotofoltäig silicon confensiynol. I'r perwyl hwn, archwiliwyd elfennau daear prin ar gyfer cymwysiadau mewn celloedd solar perovskite. Mae ganddyn nhw briodweddau ffotoffisegol sy'n goresgyn y problemau. Felly bydd eu defnyddio mewn celloedd solar perovskite yn gwella eu heiddo, gan eu gwneud yn fwy hyfyw ar gyfer gweithredu ar raddfa fawr ar gyfer datrysiadau ynni glân. Sut mae elfennau daear prin yn cynorthwyo celloedd solar perovskite Mae yna lawer o briodweddau manteisiol sydd gan elfennau prin y ddaear y gellir eu defnyddio i wella swyddogaeth y genhedlaeth newydd hon o gelloedd solar. Yn gyntaf, mae potensial ocsideiddio a lleihau mewn ïonau daear prin yn gildroadwy, gan leihau ocsidiad a gostyngiad y deunydd targed ei hun. Yn ogystal, gellir rheoleiddio'r ffurfiad ffilm denau trwy ychwanegu'r elfennau hyn trwy eu cyplysu â Perovskites a gwefru ocsidau metel cludo. Ar ben hynny, gellir addasu strwythur cyfnod ac eiddo optoelectroneg trwy eu hymgorffori yn y dellt grisial yn amnewid. Gellir cyflawni pasio nam yn llwyddiannus trwy eu hymgorffori yn y deunydd targed naill ai'n groestoriadol ar y ffiniau grawn neu ar wyneb y deunydd. Ar ben hynny, gellir trosi ffotonau is-goch ac uwchfioled yn olau gweladwy sy'n ymateb i berovskite oherwydd presenoldeb nifer o orbitau trosglwyddo egnïol yn yr ïonau daear prin. Mae manteision hyn yn ddeublyg: mae'n osgoi i'r perovskites gael eu difrodi gan olau dwyster uchel ac yn ymestyn ystod ymateb sbectrol y deunydd. Mae defnyddio elfennau daear prin yn gwella sefydlogrwydd ac effeithlonrwydd celloedd solar perovskite yn sylweddol. Addasu morffolegau ffilmiau tenau Fel y soniwyd yn flaenorol, gall elfennau daear prin addasu morffolegau ffilmiau tenau sy'n cynnwys ocsidau metel. Mae wedi'i gofnodi'n dda bod morffoleg yr haen cludo gwefr sylfaenol yn dylanwadu ar forffoleg yr haen perovskite a'i chysylltiad â'r haen cludo gwefr. Er enghraifft, mae dopio ag ïonau daear prin yn atal agregu nanoronynnau SNO2 a all achosi diffygion strwythurol, a hefyd yn lliniaru ffurfio crisialau niox mawr, gan greu haen unffurf a chryno o grisialau. Felly, gellir cyflawni ffilmiau haen denau o'r sylweddau hyn heb ddiffygion gyda dopio daear prin. Yn ogystal, mae'r haen sgaffald mewn celloedd perovskite sydd â strwythur mesoporous yn chwarae rhan bwysig yn y cysylltiadau rhwng y perovskite ac yn gwefru haenau cludo yn y celloedd solar. Gall y nanoronynnau yn y strwythurau hyn arddangos diffygion morffolegol a nifer o ffiniau grawn. Mae hyn yn arwain at ailgyfuno gwefr anffyddiol niweidiol a difrifol. Mae llenwi pore hefyd yn broblem. Mae dopio ag ïonau daear prin yn rheoleiddio'r twf sgaffald ac yn lleihau diffygion, gan greu nanostrwythurau wedi'u halinio ac unffurf. Trwy ddarparu gwelliannau ar gyfer strwythur morffolegol haenau trafnidiaeth perovskite a gwefru, gall ïonau daear prin wella perfformiad a sefydlogrwydd cyffredinol celloedd solar perovskite, gan eu gwneud yn fwy addas ar gyfer cymwysiadau masnachol ar raddfa fawr. Ni ellir tanddatgan pwysigrwydd celloedd solar perovskite. Byddant yn darparu gallu cynhyrchu ynni uwch ar gyfer cost llawer is na chelloedd solar cyfredol sy'n seiliedig ar silicon ar y farchnad. Mae'r astudiaeth wedi dangos bod dopio perovskite ag ïonau daear prin yn gwella ei briodweddau, gan arwain at welliannau mewn effeithlonrwydd a sefydlogrwydd. Mae hyn yn golygu bod celloedd solar perovskite sydd â pherfformiad gwell un cam yn agosach at ddod yn realiti.
Amser Post: Gorffennaf-04-2022 