بررسي اثر اضافه كردن كاتيون تركيبي روبيديم-سزيم روي عملكرد سلول خورشيدي پروسكايتي هاليد و كاتيون تركيبي MAFAPb(IBr)3

The effect of inserting combined Rubidium- Cesium cation on performance of perovkite solar cell FAMAPb(IBr)3

در اين تحقيق، كاتيون تركيبي روبيديم-سزيم (2 RbCsI) به محلول اصلي پروسكايت با ساختار MA0.17FA0.83Pb(I0.83Br0.17)3 تزريق گرديد. در ساختار اصلي اين سلول، هم كاتيون هاي MA و FA و هم آنيون هاي برم (Br) و يد (I) كه هاليد ساختار هستند، وجود دارند. نسبت روبيديم و سزيم برابر هم انتخاب شد و نسبت محلول يديد روبيديم-سزيم برابر 5 % كل محلول اصلي پروسكايت در نظر گرفته شد. براي مقايسه سلولي ديگر به عنوان سلول شاهد ساخته شد كه در آن فقط كاتيون سزيم (CsI) به محلول اصلي پروسكايت با ساختار فوق الذكر تزريق شد. در ادامه سلول حاوي كاتيون روبيديم-سزيم با سلول شاهد با توجه به نتايج تست هاي I-V، XRD و SEM مقايسه و بررسي گرديد. نتايج نشان دادند كه بازده سلول حاوي كاتيون روبيديم-سزيم 0/51 درصد بيشتر از بازده سلول شاهد مي باشند. علاوه براين پيك هاي پروسكايت در سلول حاوي كاتيون روبيديم-سزيم شدت بيشتري نسبت به سلول شاهد دارد كه نشان دهنده بلورينگي و خلوص بيشتر پروسكايت حاوي كاتيون روبيديم-سزيم است. همچنين تصاوير SEM نشان ميدهند كه حفره ها در پروسكايت حاوي كاتيون روبيديم-سزيم كمتر از سلول شاهد مي باشد. بنابراين سلول خورشيدي پروسكايتي حاوي كاتيون روبيديم-سزيم نسبت به سلول شاهد بهبود يافته است.

In this work, a combined cation of Cesium and Rubidium (RbCsI2) was injected to the main Perovskite solution. The main formulation of the cells was MA0.17FA0.83Pb (I0.83Br0.17)3, hence it contains“ MA” and “FA” cations and also “Br” and “I” anions, which are Halide. The Cesium-Rubidium iodide (RbCsI2) was added to the main solution of Perovskite, while in the control sample only cesium iodide (CsI) was added to the main solution. The two types of fabricated cells were compared according to the current-voltage characteristic (I-V), SEM and XRD tests. Regarding the current-voltage measurements, it was found that the cell efficiency of the cation containing Rubidium-Cesium is higher (0.4 percent) than that of the cell containing just Cesium. SEM images also showed that samples containing Rubidium-Cesium cation have fewer pinholes than Cesium cation on their surface layer. This lead to higher charge transfer and lower trapping of charge carriers, which ultimately increases the cell efficiency. The XRD patterns also show that the precipitate crystallization of the cation containing Rubidium-Cesium is higher than that of cesium cation, which also results in higher transfer rates and thus higher efficiency.