सौर कोशिकाओं की सीमाओं को दूर करने के लिए दुर्लभ-पृथ्वी तत्वों का उपयोग करना
पेरोव्साइट सौर कोशिकाओं के वर्तमान सौर सेल प्रौद्योगिकी पर फायदे हैं। वे अधिक कुशल होने की क्षमता रखते हैं, हल्के होते हैं, और अन्य वेरिएंट की तुलना में कम लागत होती है। एक पेरोव्साइट सौर सेल में, पेरोव्साइट की परत सामने की ओर एक पारदर्शी इलेक्ट्रोड और सेल के पीछे एक चिंतनशील इलेक्ट्रोड के बीच सैंडविच होती है। इलेक्ट्रोड ट्रांसपोर्ट और होल ट्रांसपोर्ट लेयर्स को कैथोड और एनोड इंटरफेस के बीच डाला जाता है, जो इलेक्ट्रोड पर चार्ज संग्रह की सुविधा प्रदान करता है। आकृति विज्ञान संरचना और चार्ज ट्रांसपोर्ट लेयर की परत अनुक्रम के आधार पर पेरोव्साइट सौर कोशिकाओं के चार वर्गीकरण हैं: नियमित प्लानर, उल्टा प्लानर, नियमित मेसोपोरस और उल्टे मेसोपोरस संरचनाएं। हालांकि, प्रौद्योगिकी के साथ कई कमियां मौजूद हैं। प्रकाश, नमी और ऑक्सीजन उनके क्षरण को प्रेरित कर सकते हैं, उनके अवशोषण को बेमेल किया जा सकता है, और उनके पास गैर-विकिरण चार्ज पुनर्संयोजन के साथ भी मुद्दे हैं। पेरोव्साइट्स को तरल इलेक्ट्रोलाइट्स द्वारा संचालित किया जा सकता है, जिससे स्थिरता के मुद्दे हो सकते हैं। उनके व्यावहारिक अनुप्रयोगों का एहसास करने के लिए, उनकी शक्ति रूपांतरण दक्षता और परिचालन स्थिरता में सुधार किया जाना चाहिए। हालांकि, प्रौद्योगिकी में हाल के प्रगति ने 25.5% दक्षता के साथ पेरोव्साइट सौर कोशिकाओं को जन्म दिया है, जिसका अर्थ है कि वे पारंपरिक सिलिकॉन फोटोवोल्टिक सौर कोशिकाओं से बहुत पीछे नहीं हैं। इसके लिए, पेरोव्साइट सौर कोशिकाओं में अनुप्रयोगों के लिए दुर्लभ-पृथ्वी तत्वों का पता लगाया गया है। उनके पास फोटोफिजिकल गुण हैं जो समस्याओं को दूर करते हैं। पेरोव्साइट सौर कोशिकाओं में उनका उपयोग करना इसलिए उनके गुणों में सुधार करेगा, जिससे उन्हें स्वच्छ ऊर्जा समाधानों के लिए बड़े पैमाने पर कार्यान्वयन के लिए अधिक व्यवहार्य होगा। कैसे दुर्लभ पृथ्वी तत्व पेरोव्साइट सौर कोशिकाओं की सहायता करते हैं कई लाभप्रद गुण हैं जो दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के पास हैं जिनका उपयोग सौर कोशिकाओं की इस नई पीढ़ी के कार्य को बेहतर बनाने के लिए किया जा सकता है। सबसे पहले, दुर्लभ-पृथ्वी आयनों में ऑक्सीकरण और कमी की क्षमता प्रतिवर्ती होती है, जिससे लक्ष्य सामग्री के स्वयं के ऑक्सीकरण और कमी को कम किया जाता है। इसके अतिरिक्त, पतले-फिल्म के गठन को इन तत्वों के अतिरिक्त द्वारा विनियमित किया जा सकता है, जो उन्हें पेरोव्साइट्स और चार्ज ट्रांसपोर्ट मेटल ऑक्साइड दोनों के साथ जोड़कर। इसके अलावा, चरण संरचना और ऑप्टोइलेक्ट्रोनिक गुणों को प्रतिस्थापन द्वारा उन्हें क्रिस्टल जाली में एम्बेड करके समायोजित किया जा सकता है। दोष को पारित करने से सफलतापूर्वक उन्हें लक्ष्य सामग्री में अंतर्निहित रूप से अंतरालीय रूप से अनाज की सीमाओं पर या सामग्री की सतह पर प्राप्त किया जा सकता है। इसके अलावा, अवरक्त और पराबैंगनी फोटॉन को दुर्लभ-पृथ्वी आयनों में कई ऊर्जावान संक्रमण कक्षाओं की उपस्थिति के कारण पेरोव्साइट-उत्तरदायी दृश्य प्रकाश में परिवर्तित किया जा सकता है। इसके फायदे दो गुना हैं: यह पेरोव्साइट्स को उच्च तीव्रता वाले प्रकाश से क्षतिग्रस्त होने से बचता है और सामग्री की वर्णक्रमीय प्रतिक्रिया सीमा का विस्तार करता है। दुर्लभ पृथ्वी तत्वों का उपयोग करने से पेरोविसाइट सौर कोशिकाओं की स्थिरता और दक्षता में काफी सुधार होता है। पतली फिल्मों के आकारिकी को संशोधित करना जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, दुर्लभ पृथ्वी तत्व धातु ऑक्साइड से युक्त पतली फिल्मों की आकारिकी को संशोधित कर सकते हैं। यह अच्छी तरह से प्रलेखित है कि अंतर्निहित चार्ज ट्रांसपोर्ट लेयर की आकृति विज्ञान पेरोव्साइट परत की आकृति विज्ञान और चार्ज ट्रांसपोर्ट लेयर के साथ इसके संपर्क को प्रभावित करती है। उदाहरण के लिए, दुर्लभ-पृथ्वी आयनों के साथ डोपिंग SNO2 नैनोकणों के एकत्रीकरण को रोकता है जो संरचनात्मक दोष पैदा कर सकते हैं, और बड़े Niox क्रिस्टल के गठन को कम करते हैं, जो क्रिस्टल की एक समान और कॉम्पैक्ट परत बनाते हैं। इस प्रकार, दोषों के बिना इन पदार्थों की पतली परत फिल्मों को दुर्लभ-पृथ्वी डोपिंग के साथ प्राप्त किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, पेरोविसाइट कोशिकाओं में पाड़ की परत जिसमें एक मेसोपोरस संरचना होती है, पेरोविसाइट के बीच संपर्कों में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है और सौर कोशिकाओं में परिवहन परतों को चार्ज करती है। इन संरचनाओं में नैनोकणों को रूपात्मक दोष और कई अनाज सीमाओं को प्रदर्शित कर सकते हैं। इससे प्रतिकूल और गंभीर गैर-विकिरणकारी चार्ज पुनर्संयोजन होता है। पोर फिलिंग भी एक मुद्दा है। दुर्लभ-पृथ्वी आयनों के साथ डोपिंग मचान वृद्धि को नियंत्रित करता है और दोषों को कम करता है, जिससे संरेखित और समान नैनोस्ट्रक्चर बनते हैं। पेरोविसाइट और चार्ज परिवहन परतों की रूपात्मक संरचना के लिए सुधार प्रदान करके, दुर्लभ पृथ्वी आयन पेरोव्साइट सौर कोशिकाओं के समग्र प्रदर्शन और स्थिरता में सुधार कर सकते हैं, जिससे वे बड़े पैमाने पर वाणिज्यिक अनुप्रयोगों के लिए अधिक उपयुक्त हो जाते हैं। पेरोव्साइट सौर कोशिकाओं के महत्व को नहीं समझा जा सकता है। वे बाजार पर वर्तमान सिलिकॉन-आधारित सौर कोशिकाओं की तुलना में बहुत कम लागत के लिए बेहतर ऊर्जा उत्पादन क्षमता प्रदान करेंगे। अध्ययन ने प्रदर्शित किया है कि दुर्लभ-पृथ्वी आयनों के साथ डोपिंग पेरोवकाइट अपने गुणों में सुधार करता है, जिससे दक्षता और स्थिरता में सुधार होता है। इसका मतलब यह है कि बेहतर प्रदर्शन के साथ पेरोव्साइट सौर कोशिकाएं एक वास्तविकता बनने के करीब एक कदम हैं।
पोस्ट टाइम: JUL-04-2022 