Utilizendu l'elementi di e terre rare per superà i limiti di e cellule solari
Celle solari di perovskite E cellule solare perovskite anu vantaghji annantu à a tecnulugia attuale di e cellule solare. Anu u putenziale per esse più efficienti, sò leggere è costanu menu cà altre varianti. In una cellula solare perovskite, u stratu di perovskite hè inseritu trà un elettrodu trasparente à u fronte è un elettrodu riflettente à u fondu di a cellula. I strati di trasportu di l'elettrodi è di trasportu di i fori sò inseriti trà l'interfacce di u catodu è di l'anodu, ciò chì facilita a raccolta di carica à l'elettrodi. Ci sò quattru classificazioni di e cellule solari perovskitiche basate nantu à a struttura morfologica è a sequenza di strati di u stratu di trasportu di carica: strutture planari regulari, planari inverse, mesoporosi regulari è mesoporosi inverse. Tuttavia, esistenu parechji svantaghji cù a tecnulugia. A luce, l'umidità è l'ossigenu ponu induce a so degradazione, u so assorbimentu pò esse incompatibile, è anu ancu prublemi cù a ricombinazione di carica non radiativa. I perovskiti ponu esse curruditi da elettroliti liquidi, ciò chì porta à prublemi di stabilità. Per realizà e so applicazioni pratiche, devenu esse fatte migliuramenti in a so efficienza di cunversione di putenza è in a stabilità operativa. Tuttavia, i recenti progressi tecnologichi anu purtatu à celle solari perovskite cù una efficienza di 25,5%, ciò chì significa chì ùn sò micca assai luntanu da e celle solari fotovoltaiche di siliciu cunvinziunali. À questu scopu, l'elementi di terre rare sò stati esplorati per applicazioni in cellule solari perovskite. Possedenu proprietà fotofisiche chì superanu i prublemi. U so usu in cellule solari perovskite migliurà dunque e so proprietà, rendenduli più fattibili per l'implementazione à grande scala per suluzioni di energia pulita. Cumu l'elementi di a Terra Rara aiutanu e cellule solari perovskite Ci sò parechje proprietà vantaghjose chì l'elementi di terre rare pussedenu chì ponu esse aduprate per migliurà a funzione di sta nova generazione di cellule solari. Prima di tuttu, i putenziali d'ossidazione è di riduzione in l'ioni di terre rare sò reversibili, riducendu l'ossidazione è a riduzione di u materiale bersagliu. Inoltre, a furmazione di film sottili pò esse regulata da l'aghjunta di sti elementi accoppienduli sia cù perovskiti sia cù ossidi metallichi di trasportu di carica. Inoltre, a struttura di fase è e proprietà optoelettroniche ponu esse aghjustate incrustendule in modu sustitutivu in u reticolo cristallino. A passivazione di difetti pò esse ottenuta cù successu incrustenduli in u materiale di destinazione sia interstizialmente à i limiti di i grani sia nantu à a superficia di u materiale. Inoltre, i fotoni infrarossi è ultravioletti ponu esse cunvertiti in luce visibile sensibile à a perovskite per via di a presenza di numerose orbite di transizione energetica in l'ioni di terre rare. I vantaghji di questu sò dui: evita chì e perovskiti sianu dannighjate da a luce d'alta intensità è estende a gamma di risposta spettrale di u materiale. L'usu di elementi di terre rare migliora significativamente a stabilità è l'efficienza di e cellule solari di perovskite. Mudificazione di Morfologie di Film Sottili Cum'è digià mintuvatu, l'elementi di terre rare ponu mudificà e murfulugie di filmi fini custituiti da ossidi metallichi. Hè ben documentatu chì a murfulugia di u stratu di trasportu di carica sottustante influenza a murfulugia di u stratu di perovskite è u so cuntattu cù u stratu di trasportu di carica. Per esempiu, u dopaggiu cù ioni di terre rare impedisce l'aggregazione di nanoparticelle di SnO2 chì ponu causà difetti strutturali, è mitiga ancu a furmazione di grandi cristalli di NiOx, creendu un stratu uniforme è compactu di cristalli. Cusì, si ponu ottene filmi sottili di queste sustanze senza difetti cù u dopaggiu di terre rare. Inoltre, u stratu di scaffolding in e cellule di perovskite chì anu una struttura mesoporosa ghjoca un rolu impurtante in i cuntatti trà a perovskite è i strati di trasportu di carica in e cellule solari. E nanoparticelle in queste strutture ponu mustrà difetti morfologichi è numerosi limiti di granu. Questu porta à una ricombinazione di carica non radiativa avversa è seria. U riempimentu di i pori hè ancu un prublema. U dopaggiu cù ioni di terre rare regula a crescita di l'impalcatura è riduce i difetti, creendu nanostrutture allineate è uniformi. Fornendu miglioramenti à a struttura morfologica di a perovskite è di i strati di trasportu di carica, l'ioni di terre rare ponu migliurà e prestazioni generali è a stabilità di e cellule solari di perovskite, rendendule più adatte per applicazioni cummerciali à grande scala. L'impurtanza di e cellule solare perovskite ùn pò esse sottustimata. Furniranu una capacità di generazione d'energia superiore per un costu assai più bassu cà l'attuali cellule solare à basa di siliciu nantu à u mercatu. U studiu hà dimustratu chì u dopaggiu di perovskite cù ioni di terre rare migliora e so proprietà, purtendu à miglioramenti in efficienza è stabilità. Questu significa chì e cellule solare perovskite cù prestazioni migliorate sò un passu più vicine à diventà una realtà.
Data di publicazione: 04-lugliu-2022 