افزايش پايداري سلول‌هاي خورشيدي با استفاده از لايه‌هاي جاذب پروسكايتي CH3NH3PbI3 آلاييده با برم

Increasing of solar cell stability using Br-doped CH3NH3PbI3 perovskite absorber layers

تركيب CH3NH3PbI3 يكي از معروف ­ترين و پركاربردترين تركيبات پروسكايتي هاليدي بر پايه سرب است كه در سلول­ هاي خورشيدي پرووسكايتي استفاده مي­شود. يكي از راه ­هاي مقابله با مسأله ناپايداري اين ساختار پروسكايتي در شرايط معمولي، آلايش برم در اين تركيب است. در اين كار، ضمن بررسي ويژگي­هاي ساختاري و نوري لايه­ هاي جاذب CH3NH3PbI3 آلاييده با برم (با نسبت­هاي مولي برم به يد 1:0، 3:1، 2:1، 1:1، 1:2، 0:1) كه به روش دومرحله اي چرخشي- چرخشي تهيه شدند، پارامترهاي فوتوولتايي سلول ­هاي ساخته ­شده برپايه اين لايه­ هاي جاذب نيز اندازه ­گيري و تحليل شدند. تغييرات مقادير پارامترهاي فوتوولتايي در مدت 162 روز از ساخت سلول­ ها به­ طور مرتب اندازه ­گيري شدند. نتايج بررسي ­ها نشان داد كه با وجود اينكه سلول شامل تركيب پروسكايتي بدون آلايش برم داراي بيشترين بازده اندازه ­گيري شده در روز ساخت (11/65%) است، ولي به ­مرور ­زمان دچار افت شديد بازده (86%) مي­گردد. مقايسه نتايج به­ دست­ آمده نشان داد كه كمترين ميزان افت بازده (1%) مربوط به سلول داراي لايه جاذب آلاييده با نسبت مولي برم به يد 1:1 با بازده تبديل انرژي 9% است.

The CH3NH3PbI3 is one of the most widely used and famous lead halide perovskite absorber layer for using in perovskite solar cells. One of the ways to deal with the instability problem of this perovskite structure in environmental condition is bromide doping in this composition. In this work, the structural and optical properties of the bromide doped CH3NH3PbI3 absorber layers were studied as well as J-V characteristics of solar cell devices based on this absorber layer were also measured and analyzed. Photovoltaic parameters of the fabricated solar cell were measured continuously for 162 days. The results of this study showed that even though the bromide-free perovskite devices has the highest PCE (11.65%), but suffer from a significant drop in PCE (86%) during the measured time period . Comparison of the results showed that the lowest rate of efficiency loss (1%) was obtained for the solar cell with a 1: 1 molar iodine-bromide ratio with an energy conversion efficiency of 9%.