सौर्य कोषहरूको सीमितताहरू पार गर्न दुर्लभ-पृथ्वी तत्वहरूको प्रयोग
पेरोभस्काइट सौर्य सेलहरूमा हालको सौर्य सेल प्रविधिको तुलनामा फाइदाहरू छन्। तिनीहरूसँग बढी कुशल हुने, हलुका हुने र अन्य भेरियन्टहरू भन्दा कम लागत हुने सम्भावना छ। पेरोभस्काइट सौर्य सेलमा, पेरोभस्काइटको तह अगाडिको पारदर्शी इलेक्ट्रोड र सेलको पछाडिको परावर्तक इलेक्ट्रोडको बीचमा स्यान्डविच गरिएको हुन्छ। क्याथोड र एनोड इन्टरफेसहरू बीच इलेक्ट्रोड ट्रान्सपोर्ट र प्वाल ट्रान्सपोर्ट तहहरू सम्मिलित गरिन्छ, जसले इलेक्ट्रोडहरूमा चार्ज सङ्कलनलाई सहज बनाउँछ। चार्ज ट्रान्सपोर्ट लेयरको आकारविज्ञान संरचना र तह अनुक्रमको आधारमा पेरोभस्काइट सौर्य कोषहरूको चार वर्गीकरणहरू छन्: नियमित समतल, उल्टो समतल, नियमित मेसोपोरस, र उल्टो मेसोपोरस संरचनाहरू। यद्यपि, यस प्रविधिमा धेरै कमजोरीहरू छन्। प्रकाश, आर्द्रता र अक्सिजनले तिनीहरूको क्षय निम्त्याउन सक्छ, तिनीहरूको अवशोषण बेमेल हुन सक्छ, र तिनीहरूमा गैर-विकिरणीय चार्ज पुनर्संयोजनको समस्या पनि छ। पेरोभस्काइटहरू तरल इलेक्ट्रोलाइट्सद्वारा क्षरण गर्न सकिन्छ, जसले स्थिरता समस्याहरू निम्त्याउँछ। तिनीहरूको व्यावहारिक प्रयोगहरू महसुस गर्न, तिनीहरूको पावर रूपान्तरण दक्षता र सञ्चालन स्थिरतामा सुधार गर्नुपर्छ। यद्यपि, प्रविधिमा हालैको प्रगतिले २५.५% दक्षताका साथ पेरोभस्काइट सौर्य कोषहरू बनाएको छ, जसको अर्थ तिनीहरू परम्परागत सिलिकन फोटोभोल्टिक सौर्य कोषहरू भन्दा धेरै पछाडि छैनन्। यस उद्देश्यका लागि, पेरोभस्काइट सौर्य कोषहरूमा प्रयोगको लागि दुर्लभ-पृथ्वी तत्वहरूको अन्वेषण गरिएको छ। तिनीहरूसँग समस्याहरू पार गर्ने फोटोफिजिकल गुणहरू छन्। पेरोभस्काइट सौर्य कोषहरूमा तिनीहरूलाई प्रयोग गर्नाले तिनीहरूको गुणहरूमा सुधार हुनेछ, जसले गर्दा तिनीहरूलाई स्वच्छ ऊर्जा समाधानहरूको लागि ठूलो मात्रामा कार्यान्वयनको लागि अझ व्यवहार्य बनाउनेछ। दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरूले पेरोभस्काइट सौर्य कोषहरूलाई कसरी मद्दत गर्छन् दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरूमा भएका धेरै फाइदाजनक गुणहरू छन् जुन यस नयाँ पुस्ताको सौर्य कोषहरूको कार्य सुधार गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। पहिलो, दुर्लभ-पृथ्वी आयनहरूमा अक्सिडेशन र रिडक्सन क्षमताहरू उल्टाउन मिल्ने हुन्छन्, जसले लक्षित सामग्रीको आफ्नै अक्सिडेशन र रिडक्सनलाई कम गर्छ। थप रूपमा, पातलो-फिल्म गठनलाई यी तत्वहरूलाई पेरोभस्काइटहरू र चार्ज ट्रान्सपोर्ट मेटल अक्साइडहरू दुवैसँग जोडेर थपेर नियमन गर्न सकिन्छ। यसबाहेक, चरण संरचना र अप्टोइलेक्ट्रोनिक गुणहरूलाई क्रिस्टल जालीमा प्रतिस्थापन रूपमा इम्बेड गरेर समायोजन गर्न सकिन्छ। दानाको सीमामा वा सामग्रीको सतहमा अन्तर्क्रियात्मक रूपमा लक्षित सामग्रीमा इम्बेड गरेर दोष निष्क्रियता सफलतापूर्वक प्राप्त गर्न सकिन्छ। यसबाहेक, दुर्लभ-पृथ्वी आयनहरूमा असंख्य ऊर्जावान संक्रमण कक्षाहरूको उपस्थितिको कारणले गर्दा इन्फ्रारेड र पराबैंगनी फोटोनहरूलाई पेरोभस्काइट-प्रतिक्रियाशील दृश्य प्रकाशमा रूपान्तरण गर्न सकिन्छ। यसका फाइदाहरू दुई गुणा छन्: यसले उच्च-तीव्रताको प्रकाशबाट पेरोभस्काइटहरूलाई क्षतिग्रस्त हुनबाट जोगाउँछ र सामग्रीको वर्णक्रमीय प्रतिक्रिया दायरा विस्तार गर्दछ। दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरूको प्रयोगले पेरोभस्काइट सौर्य कोषहरूको स्थिरता र दक्षतामा उल्लेखनीय सुधार गर्दछ। पातलो फिल्महरूको आकारविज्ञान परिमार्जन गर्दै पहिले उल्लेख गरिएझैं, दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरूले धातु अक्साइडहरू मिलेर बनेको पातलो फिल्महरूको आकारविज्ञानलाई परिमार्जन गर्न सक्छन्। यो राम्रोसँग दस्तावेज गरिएको छ कि अन्तर्निहित चार्ज ट्रान्सपोर्ट लेयरको आकारविज्ञानले पेरोभस्काइट लेयरको आकारविज्ञान र चार्ज ट्रान्सपोर्ट लेयरसँगको यसको सम्पर्कलाई प्रभाव पार्छ। उदाहरणका लागि, दुर्लभ-पृथ्वी आयनहरूसँग डोपिङले संरचनात्मक दोषहरू निम्त्याउन सक्ने SnO2 न्यानोपार्टिकल्सको एकत्रीकरणलाई रोक्छ, र ठूला NiOx क्रिस्टलहरूको गठनलाई पनि कम गर्छ, जसले क्रिस्टलहरूको एकसमान र कम्प्याक्ट तह सिर्जना गर्दछ। यसरी, दुर्लभ-पृथ्वी डोपिङको साथ दोष बिना यी पदार्थहरूको पातलो तहको फिल्महरू प्राप्त गर्न सकिन्छ। थप रूपमा, मेसोपोरस संरचना भएका पेरोभस्काइट कोषहरूमा रहेको स्क्याफोल्ड तहले सौर्य कोषहरूमा पेरोभस्काइट र चार्ज ट्रान्सपोर्ट तहहरू बीचको सम्पर्कमा महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छ। यी संरचनाहरूमा रहेका न्यानोपार्टिकल्सले आकारविज्ञान दोषहरू र असंख्य अन्न सीमाहरू प्रदर्शन गर्न सक्छन्। यसले प्रतिकूल र गम्भीर गैर-विकिरणीय चार्ज पुनर्संयोजन निम्त्याउँछ। छिद्र भर्नु पनि एउटा समस्या हो। दुर्लभ-पृथ्वी आयनहरूसँग डोपिङले स्क्याफोल्ड वृद्धिलाई नियमन गर्छ र दोषहरू कम गर्छ, पङ्क्तिबद्ध र एकरूप न्यानोस्ट्रक्चरहरू सिर्जना गर्दछ। पेरोभस्काइट र चार्ज ट्रान्सपोर्ट तहहरूको आकार संरचनामा सुधार प्रदान गरेर, दुर्लभ पृथ्वी आयनहरूले पेरोभस्काइट सौर्य कोषहरूको समग्र कार्यसम्पादन र स्थिरतामा सुधार गर्न सक्छन्, जसले गर्दा तिनीहरूलाई ठूला-ठूला व्यावसायिक अनुप्रयोगहरूको लागि अझ उपयुक्त बनाउँछ। पेरोभस्काइट सौर्य कोषहरूको महत्त्वलाई कम आँकलन गर्न सकिँदैन। तिनीहरूले बजारमा हालको सिलिकन-आधारित सौर्य कोषहरू भन्दा धेरै कम लागतमा उच्च ऊर्जा उत्पादन क्षमता प्रदान गर्नेछन्। अध्ययनले देखाएको छ कि दुर्लभ-पृथ्वी आयनहरूसँग पेरोभस्काइट डोपिङले यसको गुणहरू सुधार गर्दछ, जसले दक्षता र स्थिरतामा सुधार ल्याउँछ। यसको अर्थ सुधारिएको प्रदर्शन भएका पेरोभस्काइट सौर्य कोषहरू वास्तविकता बन्न एक कदम नजिक छन्।
पोस्ट समय: जुलाई-०४-२०२२ 