بررسی اثر چگالی تله های سطحی بر عملکرد سلول های خورشیدی پروسکایتی بر پایه Mapbi3

سلول های خورشیدی پروسکایتی به عنوان نسل نوین سلول های خورشیدی پیشنهاد شده اند. روند رشد بازدهی این سلولها، در مقایسه با سایر سلولهای خورشیدی خیرکننده بوده است. به علت ماهیت جدید و متفاوت مواد پروسکایتی، شناخت دقیق پارامترهای این نوع مواد نیاز به پژوهش های گسترده تجربی و نظری می باشد. به علت ساختارهای لایه ای این نوع سلول های خورشیدی، بررسی دقیق اثرات بازترکیب سطحی و تله ها برای بهینه سازی این نوع سلول های خورشیدی بسیار مورد توجه می باشد. در این مقاله با استفاده از حل خودسازگار معادلات پیوستگی و پواسون با در نظر گرفتن بازترکیب و تولید حاملین بار، اثرات چگالی نقص های سطحی در پیوندگاه mapbi3/spiro-ometad بر عملکرد سلول های خورشیدی پروسکایتی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که با افزایش چگالی نقص های سطحی، بازترکیب حاملین در ناحیه فعال افزایش می یابد که باعث کاهش چگالی حاملین شده و در نتیجه جریان کاهش می یابد. نتایج به دست آمده نشان می دهد با افزایش چگالی نقص های سطحی تا میزان  cm-31013 کاهش محسوس در بازده مشاهده نمی شود ولی با افزایش تدریجی آن، بازده به شدت کاهش می یابد که به خاطر بازترکیب حاملین در نزدیکی لایه کاتد می باشد. علاوه بر این، به خاطر بازترکیب حاملین در این نقص ها، جریان نیز کاهش می یابد.

Influence of interface trap concentration on the performance of MAPbI3 Perovskite solar cells

In this paper, we have performed a numerical simulation study to investigate the effects of interface trap concentration on device behavior. For this purpose, we chose interface trap density from 1011 to 1015 cm-3 in MAPbI3/spiro-OMeTAD interface layer. Based on our results, when the interface defects density is below the 1012 cm-3, cell efficiency dropped about 2%, where Jsc is constant and Voc decreases linearly. By increasing the interface effect density from 1012 cm-3 to 1015 cm-3, the cell efficiency falls down dramatically from 23% to about 6%. Simulation results showed that by increasing the interface traps density, Jsc and Voc decrease 65% and 20%, respectively, where cell efficiency decreases significantly more than 75%, which concludes that the main loses of charge carriers occurs in interface layers. Quantum efficiency results show considerably decreasing when trap density is above 1013 cm-3.