بهبود عملکرد و پایداری سلول خورشیدی پروسکایتی سه‌بعدی-دوبعدی با افزودن نمک قلیایی

با توجه به افزایش تقاضای انرژی، تبدیل نور خورشید به الکتریسیته یکی از امیدوارکننده‌ترین مطالعات بدون تاثیر منفی بر آب‌وهوا و اقلیم جهانی است. تکنولوژی سلول‌های خورشیدی مسیری سازگار با محیط زیست و منبعی تجدیدپذیر برای تبدیل مستقیم انرژی فوتون به الکتریسیته است. سلول‌های خورشیدی پروسکایتی با داشتن بازدهی فوق‌العاده تبدیل توان که هم‌اکنون به بیش از5/25درصد رسیده و همچنین ساخت آسان در دمای پایین به عنوان چشم‌انداز آینده فناوری فوتوولتائی در نظر گرفته می‌شود. با این حال همچنان ناپایداری سلول یک چالش اساسی برای تجاری‌سازی این محصول است. رطوبت، نور و حرارت به‌عنوان اصلی‌ترین فاکتور‌های مخرب پایداری افزاره ها مطرح شده است. پروسکایت‌های هالیدی با ابعاد کم، نسبت به گونه‌های سه‌بعدی مزایایی از جمله بهبود پایداری در مقابل رطوبت و نور دارد. در این تحقیق سلول خورشیدی پروسکایتی سه‌بعدی با ساختار mapbi3 ، آلاییده شده با نمک قلیایی پتاسیم همراه با لایه سرپوش دوبعدی، مورد استفاده قرار گرفت. این امر موجب افرایش بازدهی از 36/13درصد به 66/15 درصد شده و پایداری افزاره‌ حاوی نمک پتاسیم در مقایسه با افزاره حاوی پروسکایت خالص بهبود یافته است.

performance and stability improvement of 2d/3d perovskite solar cell by alkali salt addition

the conversion of sunlight into electricity is one of the most promising studies meet the increasing energy demands without negative impact on global climate. solar cells technology provides an ecofriendly and renewable energy route to convert photon energy into electricity directly. perovskite solar cells owing their remarkable power conversion efficiency which exceeds 25.5% and easy fabrication at low temperature have emerged as future of photovoltaic technology. however instability of device still remains as a challenge for commercial use. humidity and heat have been addressed as the main destructive factors for devices stability. low-dimensional halide perovskites have shown some advantages compared to the 3d ones, such as improved stability against humidity and light. also for improvement of optical and electrical properties and increase the efficiency of the device, it is doped with small amount of chemicals as an additive in the perovskite precursor solution. in this research, 3d perovskite solar cell (mapbi3), doped with alkaline potassium salt and used with 2d capping layer. this has increased the efficiency from 13.36% to 15.66% and the stability of the device containing potassium salt has improved compared to the device containing pure perovskite.