بررسي استفاده از نانوذرات اكسيد روي لايه نشاني شده به دو روش مختلف بعنوان لايه انتقال دهنده الكترون در سلول خورشيدي پروسكايتي دما پايين

Evaluation of ZnO nanoparticles coated with two different techniques as an electron transport layer in low temperature perovskite solar cells

سلولهاي مرسوم پروسكايتي، سلول هاي با لايه انتقال دهنده الكتروني هستند كه نياز به پخت در دماي 500 درجه دارند. اين نوع سلول ها براي توليد در مقياس صنعتي ارزان قيمت وبراي بسترهاي انعطاف پذير مناسب نيستند. همچنين براي تجاري سازي و ورود به بازارهاي جهاني اين سلول ها نيازمند روشي مناسب براي لايه نشاني هستند كه بتواند جوابگوي توليد در حجم بالا و مقياس هاي بزرگ باشد. در اين مطالعه يك روش ارزان قيمت براي ساخت سلول با استفاده از نانوذرات اكسيد روي به عنوان لايه انتقال دهنده و جمع آوري كننده الكترون در سلول هاي پروسكايتي دما پايين استفاده گرديد. سلول هاي دما پايين نياز به پخت در دماي بالا نداشته و براي موارد انعطاف پذير مناسب هستند. نانوذرات اكسيد روي توانايي جمع آوري بارهاي بيشتري را دارند و موجب ممكن ساختن كل مراحل ساخت سلول در دماي حداكثر 150 درجه ميشوند. براي ساخت اين سلول از پودر نانو ذرات اكسيد روي محلولي يكنواخت تهيه شد و بعنوان زير لايه پروسكايت با استفاده از دستگاه لايه نشاني چرخشي و همچنين دستگاه اسپري پاششي بر روي FTO لايه نشاني شد. ساختار سلول مورد استفاده بصورت FTO/ZnO/perovskite/Au بوده است. بمنظور بهينه سازي سلول از غلظت هاي متفاوت ZnO (10، 20 و 30 ميلي گرم بر ميلي ليتر ) استفاده شد و با استفاده از دستگاه keithly 2400 و شبيه ساز خورشيدي سلول هاي مورد آزمايش مشخصه يابي گرديد. بررسي ها حاكي از آن است كه بر اساس مشخصه يابي هاي صورت گرفته بيشترين بازدهي براي سلول لايه نشاني شده به روش اسپري با غلظت mg/ml 20 بدست آمد كه برابر با 1.6 بوده است و بازدهي و كيفيت بهتري از سلول در روش لايه نشاني با اسپري نسبت به لايه نشاني چرخشي مشاهده گرديد. نتايج بدست آمده نشان مي دهد كه ساخت سلول پروسكايتي با استفاده از نانو ذرات اكسيد روي به عنوان انتقال دهنده الكترون و استفاده از روش لايه نشاني اسپري پاششي ميتواند روشي با بازدهي قابل قبول، مقرون به صرفه، مناسب براي بسترهاي انعطاف پذير و با قابليت تجاري سازي باشد.