Ο τρόπος με τον οποίο η χρήση διαφορετικών μορφών οξειδίου του τιτανίου επηρεάζει την απόδοση των ηλιακών κυττάρων Perovskite

Το οξείδιο του τιτανίου (TIO $ _2 $) είναι ένα ευπροσάρμοστο υλικό που έχει μελετηθεί ευρέως για τις πιθανές εφαρμογές του σε ηλιακά κύτταρα Perovskite (PSCs). Διαφορετικές μορφές Tio $ _2 $, όπως η ανατάση, η ρουτίνη και ο Brookite, έχουν διερευνηθεί ως στρώματα μεταφοράς ηλεκτρονίων (ETL) σε PSC λόγω της υψηλής κινητικότητας ηλεκτρονίων τους, της ευρείας ζώνης και της σταθερότητας. Η επιλογή του Polymorph Tio $ _2 $ μπορεί να επηρεάσει σημαντικά την απόδοση και τη σταθερότητα των PSC. Δείτε πώς η χρήση διαφορετικών μορφών οξειδίου του τιτανίου επηρεάζει την απόδοση του Perovskite Solar Cell:

anatase tio $ _2 $ :

- Η ανατάση Tio $ _2 $ είναι η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη μορφή TIO $ _2 $ σε PSC λόγω της υψηλής κινητικότητας ηλεκτρονίων και της κατάλληλης ευθυγράμμισης της ζώνης με υλικά Perovskite.

- Έχει τετραγωνική κρυσταλλική δομή και παρουσιάζει εξαιρετικές ιδιότητες μεταφοράς φορτίου.

- Η αναταράση Tio $ _2 $ ETLs μπορεί να διευκολύνει την αποτελεσματική εξαγωγή ηλεκτρονίων και τη μεταφορά από το στρώμα Perovskite, μειώνοντας τις απώλειες ανασυνδυασμού φορτίου και βελτιώνοντας τη συνολική απόδοση μετατροπής ισχύος (PCE) των PSCs.

- Ωστόσο, η ανατάση Tio $ _2 $ είναι σχετικά ασταθής υπό συνθήκες επεξεργασίας υψηλής θερμοκρασίας, οι οποίες μπορούν να οδηγήσουν σε μετασχηματισμό φάσης και υποβάθμιση του στρώματος Perovskite.

rutile tio $ _2 $ :

- Το Rutile Tio $ _2 $ έχει μια τετραγωνική κρυσταλλική δομή και είναι πιο σταθερή από την ανατάση Tio $ _2 $ σε υψηλές θερμοκρασίες.

- Εμφανίζει χαμηλότερη κινητικότητα ηλεκτρονίων σε σύγκριση με την ανατάση Tio $ _2 $, αλλά έχει καλύτερη θερμική σταθερότητα και μπορεί να αντέξει υψηλότερες θερμοκρασίες επεξεργασίας.

- rutile tio $ _2 $ etls μπορεί να παρέχει βελτιωμένη σταθερότητα σε PSCs, ειδικά υπό σκληρές περιβαλλοντικές συνθήκες ή παρατεταμένη λειτουργία.

- Ωστόσο, η κατώτερη κινητικότητα των ηλεκτρονίων του Rutile Tio $ _2 $ μπορεί να οδηγήσει σε ελαφρώς μειωμένη μεταφορά φορτίου και PCE σε σύγκριση με την ανατάση Tio $ _2 $.

Brookite Tio $ _2 $ :

- Το Brookite Tio $ _2 $ έχει μια ορθορομβική κρυσταλλική δομή και χρησιμοποιείται λιγότερο συχνά σε PSC λόγω της χαμηλότερης κινητικότητας ηλεκτρονίων και της λιγότερο ευνοϊκής ευθυγράμμισης της ζώνης με υλικά Perovskite.

- Ωστόσο, το Brookite Tio $ _2 $ έχει μοναδικές ιδιότητες, όπως ένας υψηλός δείκτης διάθλασης και η δυνατότητα ισχυρής σκέδασης φωτός, η οποία μπορεί να ενισχύσει την απορρόφηση φωτός σε PSCs.

- Με την ενσωμάτωση Brookite Tio $ _2 $ στο ETL ή ως πρόσθετο στρώμα σε PSCs, είναι δυνατόν να βελτιωθεί η συγκομιδή φωτός και να μειωθεί οι οπτικές απώλειες, οδηγώντας σε ενισχυμένο PCE.

Συνοπτικά, η χρήση διαφορετικών μορφών οξειδίου του τιτανίου ως ETL σε PSCs μπορεί να επηρεάσει την απόδοση και τη σταθερότητα της συσκευής. Η Anatase Tio $ _2 $ προσφέρει υψηλή κινητικότητα ηλεκτρονίων και αποτελεσματική μεταφορά φορτίου, ενώ το Rutile Tio $ _2 $ παρέχει καλύτερη θερμική σταθερότητα. Το Brookite Tio $ _2 $ έχει μοναδικές ιδιότητες σκέδασης φωτός που μπορούν να ενισχύσουν την απορρόφηση φωτός. Η επιλογή του κατάλληλου Polymorph TIO $ _2 $ εξαρτάται από τις επιθυμητές ιδιότητες και τις απαιτήσεις απόδοσης της συσκευής PSC.