იშვიათი დედამიწის ელემენტების გამოყენება მზის უჯრედების შეზღუდვების დასაძლევად
პეროვსკიტის მზის უჯრედები პეროვსკიტის მზის უჯრედებს აქვთ უპირატესობა მზის უჯრედების ამჟამინდელი ტექნოლოგიით. მათ აქვთ უფრო ეფექტური, არიან მსუბუქი წონა და სხვა ვარიანტებზე ნაკლები ღირებულება. პეროვსკიტის მზის უჯრედში, პეროვსკიტის ფენა სენდვიჩდება წინა მხარეს გამჭვირვალე ელექტროდს შორის და ამრეკლავი ელექტროდი უჯრედის უკანა მხარეს. ელექტროდების სატრანსპორტო და ხვრელის სატრანსპორტო ფენები ჩასმულია კათოდსა და ანოდის ინტერფეისებს შორის, რაც ხელს უწყობს ელექტროდების დატენვის შეგროვებას. არსებობს პეროვსკიტის მზის უჯრედების ოთხი კლასიფიკაცია, რომელიც დაფუძნებულია მორფოლოგიის სტრუქტურასა და დატენვის სატრანსპორტო ფენის ფენის თანმიმდევრობით: რეგულარული პლანტარული, ინვერსიული პლანტარული, რეგულარული მეზოპორული და ინვერსიული მეზოპორული სტრუქტურები. ამასთან, რამდენიმე ნაკლი არსებობს ტექნოლოგიით. მსუბუქი, ტენიანობა და ჟანგბადი შეიძლება გამოიწვიოს მათი დეგრადაცია, მათი შეწოვა შეიძლება შეუსაბამობდეს, მათ ასევე აქვთ პრობლემები არა რადიაციული მუხტის რეკუმინაციასთან. პეროვსკიტების კოროზირება შესაძლებელია თხევადი ელექტროლიტებით, რაც იწვევს სტაბილურობის საკითხებს. მათი პრაქტიკული პროგრამების გასაცნობად, გაუმჯობესება უნდა განხორციელდეს მათი ენერგიის კონვერტაციის ეფექტურობაში და ოპერაციულ სტაბილურობაზე. ამასთან, ტექნოლოგიის ბოლოდროინდელმა მიღწევებმა განაპირობა პეროვსკიტის მზის უჯრედები 25.5% ეფექტურობით, რაც იმას ნიშნავს, რომ ისინი არ ჩამორჩებიან ჩვეულებრივი სილიკონის ფოტომოლტარული მზის უჯრედებს. ამისათვის იშვიათი დედამიწის ელემენტები გამოიკვლიეს პეროვსკიტის მზის უჯრედებში განაცხადებისთვის. მათ აქვთ ფოტოფიზიკური თვისებები, რომლებიც გადალახავს პრობლემებს. პეროვსკიტის მზის უჯრედებში მათი გამოყენება გააუმჯობესებს მათ თვისებებს, რაც მათ უფრო სიცოცხლის ხანგრძლივობას გახდის სუფთა ენერგიის გადაწყვეტილებებისთვის ფართომასშტაბიანი განხორციელებისთვის. რამდენად იშვიათი დედამიწის ელემენტები ეხმარება პეროვსკიტის მზის უჯრედებს არსებობს მრავალი ხელსაყრელი თვისება, რომელსაც დედამიწის იშვიათი ელემენტები ფლობენ, რომლებიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას მზის უჯრედების ამ ახალი თაობის ფუნქციის გასაუმჯობესებლად. პირველ რიგში, იშვიათ დედამიწის იონებში ჟანგვისა და შემცირების პოტენციალი შექცევადია, რაც ამცირებს სამიზნე მასალის საკუთარ ჟანგვას და შემცირებას. გარდა ამისა, თხელი ფილმის წარმოქმნა შეიძლება მოწესრიგდეს ამ ელემენტების დამატებით, მათ პეროვსკიტებთან და დააკისროს ლითონის ოქსიდებთან. გარდა ამისა, ფაზის სტრუქტურა და ოპტოელექტრონული თვისებების კორექტირება შესაძლებელია ბროლის ცხრილში მათი ჩანაცვლებით. დეფექტის პასივაციის წარმატებით მიღწევა შესაძლებელია სამიზნე მასალაში ჩართულობით, ან ინტერსტიციულად მარცვლეულის საზღვრებში ან მასალის ზედაპირზე. უფრო მეტიც, ინფრაწითელი და ულტრაიისფერი ფოტონები შეიძლება გარდაიქმნას პეროვსკიტზე მგრძნობიარე თვალსაჩინო შუქზე, იშვიათ დედამიწის იონებში მრავალი ენერგიული გადასვლის ორბიტის არსებობის გამო. ამის უპირატესობები ორჯერ არის: ის თავიდან აიცილებს პეროვსკიტებს დაზიანებული მაღალი ინტენსივობის შუქით და აგრძელებს მასალის სპექტრული რეაგირების დიაპაზონს. იშვიათი დედამიწის ელემენტების გამოყენება მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს პეროვსკიტის მზის უჯრედების სტაბილურობას და ეფექტურობას. თხელი ფილმების მორფოლოგიების შეცვლა როგორც უკვე აღვნიშნეთ, დედამიწის იშვიათ ელემენტებს შეუძლიათ შეცვალონ თხელი ფილმების მორფოლოგია, რომელიც შედგება ლითონის ოქსიდებისგან. კარგად არის დადასტურებული, რომ ძირითადი დატენვის სატრანსპორტო ფენის მორფოლოგია გავლენას ახდენს პეროვსკიტის ფენის მორფოლოგიაზე და მის კონტაქტზე დატენვის სატრანსპორტო ფენთან. მაგალითად, იშვიათი დედამიწის იონებით დოპინგი ხელს უშლის SNO2 ნანონაწილაკების აგრეგაციას, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს სტრუქტურული დეფექტები და ასევე შეამსუბუქოს დიდი ნიოქსის კრისტალების წარმოქმნა, ქმნის კრისტალების ერთგვაროვან და კომპაქტურ ფენას. ამრიგად, ამ ნივთიერებების თხელი ფენის ფილმები დეფექტების გარეშე შეიძლება მიიღოთ იშვიათი დედამიწის დოპინგით. გარდა ამისა, პეროვსკიტის უჯრედებში სკაფონის ფენა, რომელსაც აქვს შუამავალი სტრუქტურა, მნიშვნელოვან როლს ასრულებს პეროვსკიტსა და მზის უჯრედებში სატრანსპორტო ფენებს შორის კონტაქტებში. ამ სტრუქტურებში ნანონაწილაკებს შეუძლიათ აჩვენონ მორფოლოგიური დეფექტები და მარცვლეულის მრავალი საზღვარი. ეს იწვევს უარყოფითი და სერიოზული არა რადიაციული მუხტის რეკუმინაციას. ფორების შევსება ასევე საკითხია. იშვიათი დედამიწის იონებით დოპინგი არეგულირებს სკაფის ზრდას და ამცირებს დეფექტებს, ქმნის შესაბამის და ერთგვაროვან ნანოსტრუქტურებს. პეროვსკიტის მორფოლოგიური სტრუქტურისა და სატრანსპორტო ფენების მორფოლოგიური სტრუქტურის გაუმჯობესებით, იშვიათ დედამიწის იონებმა შეიძლება გააუმჯობესონ პეროვსკიტის მზის უჯრედების საერთო შესრულება და სტაბილურობა, რაც მათ უფრო შესაფერისი გახდება ფართომასშტაბიანი კომერციული პროგრამებისთვის. პეროვსკიტის მზის უჯრედების მნიშვნელობა არ შეიძლება გააზრებული. ისინი უზრუნველყოფენ ენერგიის წარმოქმნის უმაღლესი სიმძლავრეს გაცილებით დაბალ ფასად, ვიდრე ბაზარზე არსებული სილიკონის დაფუძნებული მზის უჯრედები. კვლევამ აჩვენა, რომ იშვიათი დედამიწის იონებით პეროვსკიტის დოპინგი აუმჯობესებს მის თვისებებს, რაც იწვევს ეფექტურობისა და სტაბილურობის გაუმჯობესებას. ეს ნიშნავს, რომ პეროვსკიტის მზის უჯრედები გაუმჯობესებული შესრულებით, ერთი ნაბიჯით უფრო ახლოსაა რეალობად.
პოსტის დრო: ივლისი -04-2022 