സൗരോർജ്ജ സെല്ലുകളുടെ പരിമിതികൾ മറികടക്കാൻ അപൂർവ-ഭൂമി മൂലകങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
പെറോവ്സ്കൈറ്റ് സോളാർ സെല്ലുകൾ നിലവിലുള്ള സോളാർ സെൽ സാങ്കേതികവിദ്യയെ അപേക്ഷിച്ച് പെറോവ്സ്കൈറ്റ് സോളാർ സെല്ലുകൾക്ക് ഗുണങ്ങളുണ്ട്. അവയ്ക്ക് കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമമായിരിക്കാനുള്ള കഴിവുണ്ട്, ഭാരം കുറവാണ്, മറ്റ് വകഭേദങ്ങളെ അപേക്ഷിച്ച് വിലയും കുറവാണ്. ഒരു പെറോവ്സ്കൈറ്റ് സോളാർ സെല്ലിൽ, പെറോവ്‌സ്‌കൈറ്റിന്റെ പാളി മുൻവശത്തുള്ള ഒരു സുതാര്യ ഇലക്ട്രോഡിനും പിൻഭാഗത്തുള്ള ഒരു പ്രതിഫലന ഇലക്ട്രോഡിനും ഇടയിൽ സാൻഡ്‌വിച്ച് ചെയ്തിരിക്കുന്നു. കാഥോഡ്, ആനോഡ് ഇന്റർഫേസുകൾക്കിടയിൽ ഇലക്ട്രോഡ് ട്രാൻസ്പോർട്ടും ഹോൾ ട്രാൻസ്പോർട്ടും ലെയറുകൾ ചേർക്കുന്നു, ഇത് ഇലക്ട്രോഡുകളിൽ ചാർജ് ശേഖരണം സുഗമമാക്കുന്നു. ചാർജ് ട്രാൻസ്പോർട്ട് ലെയറിന്റെ രൂപഘടനയും പാളി ക്രമവും അടിസ്ഥാനമാക്കി പെറോവ്സ്കൈറ്റ് സോളാർ സെല്ലുകളെ നാല് തരംതിരിക്കലുകൾ ഉണ്ട്: റെഗുലർ പ്ലാനർ, ഇൻവെർട്ടഡ് പ്ലാനർ, റെഗുലർ മെസോപോറസ്, ഇൻവെർട്ടഡ് മെസോപോറസ് ഘടനകൾ. എന്നിരുന്നാലും, ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ നിരവധി പോരായ്മകളുണ്ട്. വെളിച്ചം, ഈർപ്പം, ഓക്സിജൻ എന്നിവ അവയുടെ അപചയത്തിന് കാരണമാകും, അവയുടെ ആഗിരണം പൊരുത്തപ്പെടുന്നില്ലായിരിക്കാം, കൂടാതെ അവയ്ക്ക് നോൺ-റേഡിയേറ്റീവ് ചാർജ് റീകോമ്പിനേഷനുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പ്രശ്നങ്ങളുമുണ്ട്. ദ്രാവക ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ പെറോവ്സ്കൈറ്റുകളെ തുരുമ്പെടുക്കുകയും സ്ഥിരത പ്രശ്നങ്ങൾക്ക് കാരണമാവുകയും ചെയ്യും. അവയുടെ പ്രായോഗിക പ്രയോഗങ്ങൾ സാക്ഷാത്കരിക്കുന്നതിന്, അവയുടെ പവർ കൺവേർഷൻ കാര്യക്ഷമതയിലും പ്രവർത്തന സ്ഥിരതയിലും മെച്ചപ്പെടുത്തലുകൾ വരുത്തേണ്ടതുണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, സാങ്കേതികവിദ്യയിലെ സമീപകാല പുരോഗതി 25.5% കാര്യക്ഷമതയുള്ള പെറോവ്സ്കൈറ്റ് സോളാർ സെല്ലുകളിലേക്ക് നയിച്ചു, അതായത് അവ പരമ്പരാഗത സിലിക്കൺ ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സോളാർ സെല്ലുകളേക്കാൾ വളരെ പിന്നിലല്ല. ഇതിനായി, പെറോവ്സ്കൈറ്റ് സോളാർ സെല്ലുകളിലെ പ്രയോഗങ്ങൾക്കായി അപൂർവ-ഭൂമി മൂലകങ്ങൾ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്തിട്ടുണ്ട്. പ്രശ്‌നങ്ങളെ മറികടക്കുന്ന ഫോട്ടോഫിസിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ അവയിലുണ്ട്. അതിനാൽ പെറോവ്സ്കൈറ്റ് സോളാർ സെല്ലുകളിൽ ഇവ ഉപയോഗിക്കുന്നത് അവയുടെ ഗുണങ്ങൾ മെച്ചപ്പെടുത്തും, ഇത് ശുദ്ധമായ ഊർജ്ജ പരിഹാരങ്ങൾക്കായി വലിയ തോതിലുള്ള നടപ്പാക്കലിന് കൂടുതൽ പ്രായോഗികമാക്കും. പെറോവ്സ്കൈറ്റ് സോളാർ സെല്ലുകളെ അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങൾ എങ്ങനെ സഹായിക്കുന്നു ഈ പുതിയ തലമുറയിലെ സോളാർ സെല്ലുകളുടെ പ്രവർത്തനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഉപയോഗിക്കാവുന്ന നിരവധി ഗുണകരമായ ഗുണങ്ങൾ അപൂർവ-ഭൂമി മൂലകങ്ങൾക്കുണ്ട്. ഒന്നാമതായി, അപൂർവ-ഭൂമി അയോണുകളിലെ ഓക്‌സിഡേഷൻ, റിഡക്ഷൻ പൊട്ടൻഷ്യലുകൾ റിവേഴ്‌സിബിൾ ആണ്, ഇത് ലക്ഷ്യ വസ്തുവിന്റെ സ്വന്തം ഓക്‌സിഡേഷനും റിഡക്ഷനും കുറയ്ക്കുന്നു. കൂടാതെ, പെറോവ്‌സ്‌കൈറ്റുകളും ചാർജ് ട്രാൻസ്പോർട്ട് മെറ്റൽ ഓക്‌സൈഡുകളും ഉപയോഗിച്ച് ഈ മൂലകങ്ങൾ ചേർത്ത് നേർത്ത-ഫിലിം രൂപീകരണം നിയന്ത്രിക്കാൻ കഴിയും. കൂടാതെ, ഫേസ് ഘടനയും ഒപ്‌റ്റോഇലക്‌ട്രോണിക് ഗുണങ്ങളും ക്രിസ്റ്റൽ ലാറ്റിസിലേക്ക് പകരമായി ഉൾച്ചേർത്ത് ക്രമീകരിക്കാൻ കഴിയും. ലക്ഷ്യ മെറ്റീരിയലിലേക്ക് ഗ്രെയിൻ ബൗണ്ടറികളിലോ മെറ്റീരിയലിന്റെ ഉപരിതലത്തിലോ ഇന്റർസ്റ്റീഷ്യലായി ഉൾച്ചേർത്ത് വൈകല്യ നിഷ്ക്രിയത്വം വിജയകരമായി കൈവരിക്കാൻ കഴിയും. കൂടാതെ, അപൂർവ-ഭൂമി അയോണുകളിൽ നിരവധി ഊർജ്ജസ്വലമായ സംക്രമണ ഭ്രമണപഥങ്ങളുടെ സാന്നിധ്യം കാരണം ഇൻഫ്രാറെഡ്, അൾട്രാവയലറ്റ് ഫോട്ടോണുകളെ പെറോവ്സ്കൈറ്റ്-പ്രതികരിക്കുന്ന ദൃശ്യപ്രകാശമാക്കി മാറ്റാൻ കഴിയും. ഇതിന് ഇരട്ട ഗുണങ്ങളുണ്ട്: ഉയർന്ന തീവ്രതയുള്ള പ്രകാശത്താൽ പെറോവ്‌സ്‌കൈറ്റുകൾക്ക് കേടുപാടുകൾ സംഭവിക്കുന്നത് ഇത് ഒഴിവാക്കുകയും മെറ്റീരിയലിന്റെ സ്പെക്ട്രൽ പ്രതികരണ ശ്രേണി വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നത് പെറോവ്സ്കൈറ്റ് സോളാർ സെല്ലുകളുടെ സ്ഥിരതയും കാര്യക്ഷമതയും ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു. നേർത്ത ഫിലിമുകളുടെ രൂപാന്തരീകരണത്തിൽ മാറ്റം വരുത്തൽ മുമ്പ് സൂചിപ്പിച്ചതുപോലെ, അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങൾക്ക് ലോഹ ഓക്സൈഡുകൾ അടങ്ങിയ നേർത്ത ഫിലിമുകളുടെ രൂപഘടനയിൽ മാറ്റം വരുത്താൻ കഴിയും. അടിവസ്ത്രമായ ചാർജ് ട്രാൻസ്പോർട്ട് പാളിയുടെ രൂപഘടന പെറോവ്സ്കൈറ്റ് പാളിയുടെ രൂപഘടനയെയും ചാർജ് ട്രാൻസ്പോർട്ട് പാളിയുമായുള്ള സമ്പർക്കത്തെയും സ്വാധീനിക്കുന്നുവെന്ന് നന്നായി രേഖപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്. ഉദാഹരണത്തിന്, റെയർ-എർത്ത് അയോണുകൾ ഉപയോഗിച്ചുള്ള ഡോപ്പിംഗ്, ഘടനാപരമായ വൈകല്യങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുന്ന SnO2 നാനോകണങ്ങളുടെ സംയോജനത്തെ തടയുന്നു, കൂടാതെ വലിയ NiOx പരലുകളുടെ രൂപീകരണം ലഘൂകരിക്കുകയും, പരലുകളുടെ ഒരു ഏകീകൃതവും ഒതുക്കമുള്ളതുമായ പാളി സൃഷ്ടിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. അതിനാൽ, റെയർ-എർത്ത് ഡോപ്പിംഗ് ഉപയോഗിച്ച് ഈ പദാർത്ഥങ്ങളുടെ നേർത്ത പാളി ഫിലിമുകൾ വൈകല്യങ്ങളില്ലാതെ നേടാൻ കഴിയും. കൂടാതെ, മെസോപോറസ് ഘടനയുള്ള പെറോവ്സ്കൈറ്റ് കോശങ്ങളിലെ സ്കാഫോൾഡ് പാളി, സൗരോർജ്ജ കോശങ്ങളിലെ പെറോവ്‌സ്‌കൈറ്റിനും ചാർജ് ട്രാൻസ്പോർട്ട് പാളികൾക്കും ഇടയിലുള്ള സമ്പർക്കങ്ങളിൽ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. ഈ ഘടനകളിലെ നാനോകണങ്ങൾക്ക് രൂപഘടന വൈകല്യങ്ങളും നിരവധി ധാന്യ അതിരുകളും പ്രദർശിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. ഇത് പ്രതികൂലവും ഗുരുതരവുമായ നോൺ-റേഡിയേറ്റീവ് ചാർജ് റീകോമ്പിനേഷനിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. പോർ ഫില്ലിംഗും ഒരു പ്രശ്നമാണ്. റെയർ-എർത്ത് അയോണുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഡോപ്പിംഗ് ചെയ്യുന്നത് സ്കാഫോൾഡ് വളർച്ചയെ നിയന്ത്രിക്കുകയും വൈകല്യങ്ങൾ കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് വിന്യസിച്ചതും ഏകീകൃതവുമായ നാനോസ്ട്രക്ചറുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു. പെറോവ്‌സ്‌കൈറ്റിന്റെയും ചാർജ് ട്രാൻസ്പോർട്ട് പാളികളുടെയും രൂപഘടനയിൽ മെച്ചപ്പെടുത്തലുകൾ നൽകുന്നതിലൂടെ, അപൂർവ എർത്ത് അയോണുകൾക്ക് പെറോവ്സ്കൈറ്റ് സോളാർ സെല്ലുകളുടെ മൊത്തത്തിലുള്ള പ്രകടനവും സ്ഥിരതയും മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയും, ഇത് വലിയ തോതിലുള്ള വാണിജ്യ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് അവയെ കൂടുതൽ അനുയോജ്യമാക്കുന്നു. പെറോവ്സ്കൈറ്റ് സോളാർ സെല്ലുകളുടെ പ്രാധാന്യം കുറച്ചുകാണാൻ കഴിയില്ല. നിലവിൽ വിപണിയിലുള്ള സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത സോളാർ സെല്ലുകളേക്കാൾ വളരെ കുറഞ്ഞ ചെലവിൽ മികച്ച ഊർജ്ജ ഉൽപ്പാദന ശേഷി അവ നൽകും. അപൂർവ-ഭൂമി അയോണുകൾ ഉപയോഗിച്ച് പെറോവ്സ്കൈറ്റ് ഡോപ്പിംഗ് ചെയ്യുന്നത് അതിന്റെ ഗുണങ്ങൾ മെച്ചപ്പെടുത്തുമെന്നും ഇത് കാര്യക്ഷമതയിലും സ്ഥിരതയിലും പുരോഗതിയിലേക്ക് നയിക്കുമെന്നും പഠനം തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഇതിനർത്ഥം മെച്ചപ്പെട്ട പ്രകടനമുള്ള പെറോവ്സ്കൈറ്റ് സോളാർ സെല്ലുകൾ യാഥാർത്ഥ്യമാകുന്നതിന് ഒരു പടി അടുത്താണ് എന്നാണ്.
പോസ്റ്റ് സമയം: ജൂലൈ-04-2022 