Lur arraroen elementuak erabiltzea eguzki-zelulen mugak gainditzeko
Perovskitazko eguzki-zelulak Perovskitazko eguzki-zelulek abantailak dituzte egungo eguzki-zelulen teknologiarekin alderatuta. Eraginkorragoak izateko ahalmena dute, arinak dira eta beste aldaera batzuk baino merkeagoak dira. Perovskitazko eguzki-zelula batean, perovskita geruza zelularen aurrealdeko elektrodo garden baten eta atzealdeko elektrodo islatzaile baten artean dago. Elektrodoen garraio geruzak eta zuloen garraio geruzak katodoaren eta anodoaren interfazeen artean txertatzen dira, eta horrek elektrodoetan karga biltzea errazten du. Perovskitazko eguzki-zelulen lau sailkapen daude, morfologia-egituraren eta karga-garraio geruzaren geruzen sekuentziaren arabera: egitura planar erregularra, egitura planar alderantzikatua, egitura mesoporotsu erregularra eta egitura mesoporotsu alderantzikatua. Hala ere, hainbat eragozpen ditu teknologiak. Argiak, hezetasunak eta oxigenoak degradazioa eragin dezakete, xurgapena desorekatua izan daiteke, eta karga ez-erradiatiboaren birkonbinazioarekin arazoak ere badituzte. Perovskitak elektrolito likidoek korrosioa har dezakete, eta horrek egonkortasun arazoak sortzen ditu. Aplikazio praktikoak gauzatzeko, hobekuntzak egin behar dira haien potentzia-bihurketaren eraginkortasunean eta funtzionamendu-egonkortasunean. Hala ere, teknologian izandako aurrerapen berriek % 25,5eko eraginkortasuneko perovskitazko eguzki-zelulak ekarri dituzte, eta horrek esan nahi du ez daudela ohiko siliziozko eguzki-zelula fotovoltaikoen atzetik. Horretarako, lur arraroen elementuak aztertu dira perovskitazko eguzki-zeluletan aplikatzeko. Arazoak gainditzen dituzten propietate fotofisikoak dituzte. Beraz, perovskitazko eguzki-zeluletan erabiltzeak haien propietateak hobetuko ditu, eta bideragarriagoak izango dira energia garbien irtenbideetarako eskala handiko inplementaziorako. Nola laguntzen duten Lur Arraroen Elementuek Perovskitazko Eguzki Zelula Lur arraroen elementuek propietate onuragarri asko dituzte, eguzki-zelulen belaunaldi berri honen funtzioa hobetzeko erabil daitezkeenak. Lehenik eta behin, lur arraroen ioien oxidazio- eta erredukzio-potentzialak itzulgarriak dira, helburu-materialaren oxidazio- eta erredukzio-potentzialak murriztuz. Gainera, film mehearen eraketa erregulatu daiteke elementu hauek gehituz, perovskitekin eta karga-garraioko metal-oxidoekin akoplatuz. Gainera, fase-egitura eta propietate optoelektronikoak doi daitezke kristal-sarean ordezkapenez txertatuz. Akatsen pasibazioa arrakastaz lor daiteke helburu-materialean txertatuz, ale-mugetan tartekatuta edo materialaren gainazalean. Gainera, infragorri eta ultramore fotoiak perovskitari erantzuten dion argi ikusgai bihur daitezke lur arraroen ioietan trantsizio-orbita energetiko ugari daudelako. Honen abantailak bikoitzak dira: perovskitak intentsitate handiko argiaren eraginez kaltetzea saihesten du eta materialaren erantzun espektralaren tartea zabaltzen du. Lur arraroen elementuak erabiltzeak perovskita eguzki-zelulen egonkortasuna eta eraginkortasuna nabarmen hobetzen ditu. Film meheen morfologiak aldatzea Aurretik aipatu bezala, lur arraroetako elementuek metal oxidoz osatutako film meheen morfologiak alda ditzakete. Oso ondo dokumentatuta dago azpiko karga-garraio geruzaren morfologiak perovskita geruzaren morfologian eta karga-garraio geruzarekin duen kontaktuan eragina duela. Adibidez, lur arraroen ioiekin dopatzeak SnO2 nanopartikulak agregatzea eragozten du, eta horrek akatsak sor ditzake, eta NiOx kristal handien eraketa ere arintzen du, kristal geruza uniforme eta trinkoa sortuz. Horrela, substantzia horien geruza meheko filmak lor daitezke akatsik gabe lur arraroen dopaketarekin. Gainera, egitura mesoporotsua duten perovskita zeluletako egitura-geruzak zeregin garrantzitsua du perovskita eta karga-garraio geruzen arteko kontaktuetan eguzki-zeluletan. Egitura horietako nanopartikulek akats morfologikoak eta ale-muga ugari erakuts ditzakete. Honek karga-berkonbinazio ez-erradiatiboa kaltegarri eta larria dakar. Poroen betetzea ere arazo bat da. Lur arraroen ioiekin dopatzeak egituraren hazkundea erregulatzen du eta akatsak murrizten ditu, nanoegitura lerrokatu eta uniformeak sortuz. Perovskita eta karga-garraio geruzen egitura morfologikoa hobetuz, lur arraroen ioiek perovskita eguzki-zelulen errendimendu orokorra eta egonkortasuna hobetu ditzakete, eta, beraz, eskala handiko aplikazio komertzialetarako egokiagoak bihurtu. Ezin da gutxietsi perovskitazko eguzki-zelulen garrantzia. Merkatuan dauden siliziozko eguzki-zelulek baino askoz kostu txikiagoan energia sortzeko ahalmen handiagoa emango dute. Ikerketak frogatu du perovskita lur arraroen ioiekin dopatzeak bere propietateak hobetzen dituela, eraginkortasuna eta egonkortasuna hobetuz. Horrek esan nahi du errendimendu hobetua duten perovskitazko eguzki-zelulak errealitate bihurtzeko urrats bat gertuago daudela.
Argitaratze data: 2022ko uztailak 4 