Menggunakan elemen langka-bumi untuk mengatasi keterbatasan sel surya
Sel surya perovskit memiliki keunggulan dibandingkan teknologi sel surya saat ini. Mereka memiliki potensi untuk lebih efisien, ringan, dan harganya lebih murah dari varian lainnya. Dalam sel surya perovskit, lapisan perovskite diapit di antara elektroda transparan di bagian depan dan elektroda reflektif di bagian belakang sel. Transportasi elektroda dan lapisan transportasi lubang dimasukkan antara antarmuka katoda dan anoda, yang memfasilitasi pengumpulan muatan di elektroda. Ada empat klasifikasi sel surya perovskit berdasarkan struktur morfologi dan urutan lapisan lapisan transportasi muatan: planar reguler, planar terbalik, struktur mesopori mesopori biasa, dan terbalik. Namun, ada beberapa kelemahan dengan teknologi. Cahaya, kelembaban, dan oksigen dapat menyebabkan degradasi, penyerapannya dapat tidak cocok, dan mereka juga memiliki masalah dengan rekombinasi muatan non-radiatif. Perovskit dapat dikorosi oleh elektrolit cair, yang mengarah ke masalah stabilitas. Untuk mewujudkan aplikasi praktis mereka, perbaikan harus dilakukan dalam efisiensi konversi daya dan stabilitas operasional. Namun, kemajuan terbaru dalam teknologi telah menyebabkan sel surya perovskit dengan efisiensi 25,5%, yang berarti bahwa mereka tidak jauh di belakang sel surya fotovoltaik silikon konvensional. Untuk tujuan ini, elemen-elemen langka telah dieksplorasi untuk aplikasi dalam sel surya perovskit. Mereka memiliki sifat fotofisika yang mengatasi masalah. Oleh karena itu, menggunakannya dalam sel surya perovskit akan meningkatkan sifatnya, membuatnya lebih layak untuk implementasi skala besar untuk solusi energi bersih. Bagaimana Elemen Bumi Jarang Membantu Sel Surya Perovskite Ada banyak sifat menguntungkan yang dimiliki elemen tanah jarang yang dapat digunakan untuk meningkatkan fungsi generasi baru sel surya ini. Pertama, potensi oksidasi dan reduksi pada ion langka-bumi dapat dibalik, mengurangi oksidasi dan reduksi bahan target sendiri. Selain itu, pembentukan film tipis dapat diatur dengan penambahan elemen-elemen ini dengan menggabungkannya dengan perovskit dan muatan oksida logam transpor. Selain itu, struktur fase dan sifat optoelektronik dapat disesuaikan dengan menanamkan secara substitusi ke dalam kisi kristal. Pasifan cacat dapat berhasil dicapai dengan menanamkannya ke dalam bahan target baik secara interstitual pada batas butir atau pada permukaan material. Selain itu, foton inframerah dan ultraviolet dapat dikonversi menjadi cahaya tampak responsif perovskit karena adanya banyak orbit transisi energik dalam ion-ion langka. Keuntungan dari ini ada dua: ia menghindari perovskit yang rusak oleh cahaya intensitas tinggi dan memperluas rentang respons spektral material. Menggunakan elemen tanah jarang secara signifikan meningkatkan stabilitas dan efisiensi sel surya perovskit. Memodifikasi morfologi film tipis Seperti disebutkan sebelumnya, elemen tanah jarang dapat memodifikasi morfologi film tipis yang terdiri dari oksida logam. Adalah terdokumentasi dengan baik bahwa morfologi lapisan transportasi muatan yang mendasarinya mempengaruhi morfologi lapisan perovskit dan kontaknya dengan lapisan transportasi muatan. Sebagai contoh, doping dengan ion-earth langka mencegah agregasi nanopartikel SNO2 yang dapat menyebabkan cacat struktural, dan juga mengurangi pembentukan kristal Niox besar, menciptakan lapisan kristal yang seragam dan kompak. Dengan demikian, film lapisan tipis dari zat-zat ini tanpa cacat dapat dicapai dengan doping langka-bumi. Selain itu, lapisan perancah dalam sel perovskit yang memiliki struktur mesopori memainkan peran penting dalam kontak antara perovskit dan lapisan pengangkutan muatan dalam sel surya. Nanopartikel dalam struktur ini dapat menampilkan cacat morfologis dan banyak batas butir. Ini mengarah pada rekombinasi muatan non-radiatif yang merugikan dan serius. Pengisian pori juga menjadi masalah. Doping dengan ion-ion langka mengatur pertumbuhan perancah dan mengurangi cacat, menciptakan struktur nano yang selaras dan seragam. Dengan memberikan perbaikan untuk struktur morfologis perovskit dan lapisan transportasi muatan, ion tanah jarang dapat meningkatkan kinerja keseluruhan dan stabilitas sel surya perovskit, membuatnya lebih cocok untuk aplikasi komersial skala besar. Pentingnya sel surya perovskit tidak dapat dikecilkan. Mereka akan memberikan kapasitas pembangkit energi yang unggul dengan biaya yang jauh lebih rendah daripada sel surya berbasis silikon saat ini di pasaran. Studi ini telah menunjukkan bahwa doping perovskite dengan ion langka-bumi meningkatkan sifat-sifatnya, yang mengarah pada peningkatan efisiensi dan stabilitas. Ini berarti bahwa sel surya perovskit dengan kinerja yang lebih baik adalah satu langkah lebih dekat untuk menjadi kenyataan.
Waktu posting: Jul-04-2022 