|
|
|
|
ساخت و بهینهسازی سلولهای خورشیدی پروسکایتی صفحهای با بهکارگیری ساختارهای دولایهای انتقالدهنده الکترون tio2/sno2، tio2/wo3 و sno2/wo3
|
|
|
|
|
|
|
|
نویسنده
|
کاظم زاده عطوفی مژگان ,رنجبر مهدی ,کرمانپور احمد ,تقوی نیا نیما ,حیدری مهسا
|
|
منبع
|
مواد و فناوري هاي پيشرفته - 1400 - دوره : 10 - شماره : 1 - صفحه:1 -12
|
|
چکیده
|
در سلولهای خورشیدی پروسکایتی (pscs)، تخلیه موثر الکترونها و کاهش بازترکیب زوجهای الکترونحفره در فصل مشترک لایه انتقالدهنده الکترون (etl)/پروسکایت، برای دستیابی به عملکرد بالاتر ضروری است. در این پژوهش، اثر حضور یک لایه بسیار نازک اکسید فلزی با ضخامت کمتر از 10 نانومتر بر روی etl اصلی با ضخامت 50 نانومتر در بهبود عملکرد فتوولتاییکی سلول، مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، مجموعه کاملی از ساختارهای دولایهای برای سه ماده اکسید فلزی etl رایج در psc ها یعنی tio2، sno2 و wo3 به روش دقیق و تکرارپذیر کندوپاش بسامد رادیویی، لایه نشانی شد و عملکرد آنها بهعنوان etl در سلول، مورد مقایسه قرار گرفت. مشخصه یابی های ساختاری و الکتریکی سلولها و etl های مختلف، توسط پراش پرتوی ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (fesem)، طیفسنجی uvvis، آنالیز متشاتکی و نمودارهای jv مورد بررسی قرار گرفت. نشان داده شد که بهکارگیری ساختارهای دولایهای tio2/sno2utl، tio2/wo3utl و sno2/wo3utl با ایجاد صفبندی موثرتر ترازهای انرژی، بازدهی سلول را بهطور قابل ملاحظهای افزایش میدهد. از سوی دیگر، با استفاده از ساختارهای دولایهای معکوسِ آنها یعنی sno2/tio2utl، wo3/tio2utl و wo3/sno2utl بازدهی سلولها کاهش یافت. نتایج حاصلشده، یک رهیافت ساده و امیدبخش را برای طراحی موثرتر ادوات فتوولتاییکی با عملکرد بهبودیافته پیشنهاد می دهد.
|
|
کلیدواژه
|
سلول خورشیدی پروسکایتی صفحه ای، کندوپاش بسامد رادیویی،
|
|
آدرس
|
دانشگاه صنعتی مواد و فناوری های پیشرفته, دانشکده فیزیک, ایران, دانشگاه صنعتی اصفهان, دانشکده فیزیک, ایران, دانشگاه صنعتی اصفهان, دانشکده مهندسی مواد, ایران, دانشگاه صنعتی شریف, دانشکده فیزیک, ایران, دانشگاه صنعتی شریف, دانشکده فیزیک, ایران
|
|
پست الکترونیکی
|
maah.heydari@gmail.com
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Synthesis and Optimization of Planar Perovskite Solar Cells Using TiO2/SnO2, TiO2/WO3 and SnO2/WO3 Electron Transport Bilayer Structures
|
|
|
|
|
Authors
|
Kazemzadeh Otoufi Mozhgan ,Ranjbar Mehdi ,Kermanpur Ahmad ,Taghavinia Nima ,Heidari Mahsa
|
|
Abstract
|
In perovskite solar cells (PSCs), effective electron extraction and reduction of electronhole pair recombination at the electron transport layer (ETL)/perovskite interface is essential for obtaining higher performance. In this research, the presence effect of a metal oxide ultrathin layer (< 10 nm thick) on the major ETL (≈ 50 nm thick) in improving the photovoltaic performance of the cell was investigated. For this purpose, a complete set of bilayer structures for the three common ETL metal oxide materials TiO2, SnO2 and WO3, were provided using the accurate and reproducible radiofrequency (RF) sputtering deposition method, and their performance as ETL in the cell was compared. Structural and electrical characterizations of different cells and ETLs were examined by Xray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FESEM), UVvis spectroscopy, MottSchottky analysis and JV diagrams. The use of TiO2/SnO2UTL, TiO2/WO3UTL and SnO2/WO3UTL bilayer structures has been shown to significantly increase cell efficiency by creating more efficient energy band alignment. On the other hand, using their inverted bilayer structures, SnO2/TiO2UTL, WO3/TiO2UTL, and WO3/SnO2UTL, resulted in reduced cell efficiency. The results suggest a simple and promising approach to designe more efficient photovoltaic devices with improved performance.
|
|
Keywords
|
SnO2 ,WO3 ,TiO2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|