सौर पेशींच्या मर्यादांवर मात करण्यासाठी दुर्मिळ-पृथ्वी घटकांचा वापर
पेरोव्स्काईट सोलर सेल्सचे सध्याच्या सोलर सेल तंत्रज्ञानापेक्षा फायदे आहेत. त्यांच्यामध्ये अधिक कार्यक्षम असण्याची, हलके असण्याची आणि इतर प्रकारांपेक्षा कमी खर्च येण्याची क्षमता आहे. पेरोव्स्काईट सोलर सेलमध्ये, पेरोव्स्काईटचा थर समोरील पारदर्शक इलेक्ट्रोड आणि सेलच्या मागील बाजूस परावर्तक इलेक्ट्रोड यांच्यामध्ये सँडविच केला जातो. कॅथोड आणि एनोड इंटरफेसमध्ये इलेक्ट्रोड ट्रान्सपोर्ट आणि होल ट्रान्सपोर्ट लेयर्स घातले जातात, ज्यामुळे इलेक्ट्रोडवर चार्ज कलेक्शन सुलभ होते. आकारविज्ञान रचना आणि चार्ज ट्रान्सपोर्ट लेयरच्या थर क्रमावर आधारित पेरोव्स्काईट सौर पेशींचे चार वर्गीकरण आहेत: नियमित प्लॅनर, इनव्हर्टेड प्लॅनर, रेग्युलर मेसोपोरस आणि इन्व्हर्टेड मेसोपोरस स्ट्रक्चर्स. तथापि, या तंत्रज्ञानात अनेक तोटे आहेत. प्रकाश, ओलावा आणि ऑक्सिजनमुळे त्यांचे क्षय होऊ शकते, त्यांचे शोषण जुळत नाही आणि त्यांना रेडिएटिव्ह चार्ज नसलेल्या पुनर्संयोजनाच्या समस्या देखील आहेत. पेरोव्स्काईट्स द्रव इलेक्ट्रोलाइट्सद्वारे गंजू शकतात, ज्यामुळे स्थिरतेच्या समस्या उद्भवतात. त्यांच्या व्यावहारिक उपयोगांना साकार करण्यासाठी, त्यांच्या पॉवर कन्व्हर्जन कार्यक्षमता आणि ऑपरेशनल स्थिरतेमध्ये सुधारणा करणे आवश्यक आहे. तथापि, तंत्रज्ञानातील अलिकडच्या प्रगतीमुळे पेरोव्स्काईट सौर पेशी २५.५% कार्यक्षमतेसह बनल्या आहेत, याचा अर्थ ते पारंपारिक सिलिकॉन फोटोव्होल्टेइक सौर पेशींपेक्षा फार मागे नाहीत. यासाठी, पेरोव्स्काईट सौर पेशींमध्ये वापरण्यासाठी दुर्मिळ-पृथ्वी घटकांचा शोध घेण्यात आला आहे. त्यांच्याकडे प्रकाशभौतिक गुणधर्म आहेत जे समस्यांवर मात करतात. पेरोव्स्काईट सौर पेशींमध्ये त्यांचा वापर केल्याने त्यांचे गुणधर्म सुधारतील, ज्यामुळे ते स्वच्छ ऊर्जा उपायांसाठी मोठ्या प्रमाणात अंमलबजावणीसाठी अधिक व्यवहार्य बनतील. दुर्मिळ पृथ्वी घटक पेरोव्स्काईट सौर पेशींना कशी मदत करतात दुर्मिळ पृथ्वी घटकांमध्ये असे अनेक फायदेशीर गुणधर्म आहेत ज्यांचा वापर या नवीन पिढीच्या सौर पेशींचे कार्य सुधारण्यासाठी केला जाऊ शकतो. प्रथम, दुर्मिळ-पृथ्वी आयनमधील ऑक्सिडेशन आणि रिडक्शन पोटेंशियल्स उलट करता येण्याजोगे असतात, ज्यामुळे लक्ष्यित पदार्थाचे स्वतःचे ऑक्सिडेशन आणि रिडक्शन कमी होते. याव्यतिरिक्त, पेरोव्स्काईट्स आणि चार्ज ट्रान्सपोर्ट मेटल ऑक्साईड्स दोन्हीसह या घटकांची भर घालून पातळ-फिल्म निर्मिती नियंत्रित केली जाऊ शकते. शिवाय, फेज स्ट्रक्चर आणि ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक गुणधर्मांना क्रिस्टल जाळीमध्ये पर्यायीरित्या एम्बेड करून समायोजित केले जाऊ शकते. धान्याच्या सीमांवर किंवा सामग्रीच्या पृष्ठभागावर त्यांना लक्ष्य सामग्रीमध्ये एम्बेड करून दोष निष्क्रियता यशस्वीरित्या साध्य केली जाऊ शकते. शिवाय, दुर्मिळ-पृथ्वी आयनांमध्ये असंख्य ऊर्जावान संक्रमण कक्षांच्या उपस्थितीमुळे इन्फ्रारेड आणि अल्ट्राव्हायोलेट फोटॉन पेरोव्स्काईट-प्रतिसादात्मक दृश्यमान प्रकाशात रूपांतरित केले जाऊ शकतात. याचे दुहेरी फायदे आहेत: ते उच्च-तीव्रतेच्या प्रकाशामुळे पेरोव्स्काइट्सचे नुकसान टाळते आणि सामग्रीची वर्णक्रमीय प्रतिसाद श्रेणी वाढवते. दुर्मिळ पृथ्वी घटकांचा वापर पेरोव्स्काइट सौर पेशींची स्थिरता आणि कार्यक्षमता लक्षणीयरीत्या सुधारतो. पातळ फिल्म्सचे आकारविज्ञान सुधारणे आधी सांगितल्याप्रमाणे, दुर्मिळ पृथ्वी घटक धातूच्या ऑक्साईड असलेल्या पातळ फिल्म्सच्या आकारविज्ञानात बदल करू शकतात. हे चांगले दस्तऐवजीकरण केलेले आहे की अंतर्निहित चार्ज ट्रान्सपोर्ट लेयरचे आकारविज्ञान पेरोव्स्काईट लेयरच्या आकारविज्ञानावर आणि चार्ज ट्रान्सपोर्ट लेयरशी त्याच्या संपर्कावर प्रभाव पाडते. उदाहरणार्थ, दुर्मिळ-पृथ्वी आयनांसह डोपिंग केल्याने SnO2 नॅनोपार्टिकल्सचे एकत्रीकरण रोखले जाते ज्यामुळे संरचनात्मक दोष निर्माण होऊ शकतात आणि मोठ्या NiOx क्रिस्टल्सची निर्मिती देखील कमी होते, ज्यामुळे क्रिस्टल्सचा एकसमान आणि संक्षिप्त थर तयार होतो. अशाप्रकारे, दुर्मिळ-पृथ्वी डोपिंगद्वारे दोषांशिवाय या पदार्थांचे पातळ थर असलेले चित्रपट साध्य करता येतात. याव्यतिरिक्त, मेसोपोरस रचना असलेल्या पेरोव्स्काईट पेशींमधील स्कॅफोल्ड थर सौर पेशींमधील पेरोव्स्काईट आणि चार्ज ट्रान्सपोर्ट थरांमधील संपर्कांमध्ये महत्त्वाची भूमिका बजावते. या रचनांमधील नॅनोपार्टिकल्स आकारिकीय दोष आणि असंख्य धान्य सीमा प्रदर्शित करू शकतात. यामुळे प्रतिकूल आणि गंभीर नॉन-रेडिएटिव्ह चार्ज रीकॉम्बिनेशन होते. छिद्र भरणे ही देखील एक समस्या आहे. दुर्मिळ-पृथ्वी आयनांसह डोपिंग स्कॅफोल्ड वाढीचे नियमन करते आणि दोष कमी करते, संरेखित आणि एकसमान नॅनोस्ट्रक्चर तयार करते. पेरोव्स्काईट आणि चार्ज ट्रान्सपोर्ट लेयर्सच्या मॉर्फोलॉजिकल स्ट्रक्चरमध्ये सुधारणा करून, दुर्मिळ पृथ्वी आयन पेरोव्स्काईट सौर पेशींची एकूण कार्यक्षमता आणि स्थिरता सुधारू शकतात, ज्यामुळे ते मोठ्या प्रमाणात व्यावसायिक अनुप्रयोगांसाठी अधिक योग्य बनतात. पेरोव्स्काईट सौर पेशींचे महत्त्व कमी लेखता येणार नाही. ते बाजारात सध्या उपलब्ध असलेल्या सिलिकॉन-आधारित सौर पेशींपेक्षा खूपच कमी किमतीत उच्च ऊर्जा निर्मिती क्षमता प्रदान करतील. अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की दुर्मिळ-पृथ्वी आयनांसह पेरोव्स्काईटचे डोपिंग केल्याने त्याचे गुणधर्म सुधारतात, ज्यामुळे कार्यक्षमता आणि स्थिरता सुधारते. याचा अर्थ असा की सुधारित कामगिरीसह पेरोव्स्काईट सौर पेशी प्रत्यक्षात येण्याच्या एक पाऊल जवळ आहेत.
पोस्ट वेळ: जुलै-०४-२०२२ 