بهبود عملكرد و پايداري سلول خورشيدي پروسكايتي سه‌بعدي-دوبعدي با افزودن نمك قليايي

Performance and Stability Improvement of 2D/3D Perovskite Solar Cell by Alkali Salt Addition

با توجه به افزايش تقاضاي انرژي، تبديل نور خورشيد به الكتريسيته يكي از اميدواركننده‌ترين مطالعات بدون تاثير منفي بر آب‌وهوا و اقليم جهاني است. تكنولوژي سلول‌هاي خورشيدي مسيري سازگار با محيط زيست و منبعي تجديدپذير براي تبديل مستقيم انرژي فوتون به الكتريسيته است. سلول‌هاي خورشيدي پروسكايتي با داشتن بازدهي فوق‌العاده تبديل توان كه هم‌اكنون به بيش از5/25درصد رسيده و همچنين ساخت آسان در دماي پايين به عنوان چشم‌انداز آينده فناوري فوتوولتائي در نظر گرفته مي‌شود. با اين حال همچنان ناپايداري سلول يك چالش اساسي براي تجاري‌سازي اين محصول است. رطوبت، نور و حرارت به‌عنوان اصلي‌ترين فاكتور‌هاي مخرب پايداري افزاره ها مطرح شده است. پروسكايت‌هاي هاليدي با ابعاد كم، نسبت به گونه‌هاي سه‌بعدي مزايايي از جمله بهبود پايداري در مقابل رطوبت و نور دارد. در اين تحقيق سلول خورشيدي پروسكايتي سه‌بعدي با ساختار MAPbI3 ، آلاييده شده با نمك قليايي پتاسيم همراه با لايه سرپوش دوبعدي، مورد استفاده قرار گرفت. اين امر موجب افرايش بازدهي از 36/13درصد به 66/15 درصد شده و پايداري افزاره‌ حاوي نمك پتاسيم در مقايسه با افزاره حاوي پروسكايت خالص بهبود يافته است.

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.