13777

ساخت و مشخصه يابي سلول هاي خورشيدي پروسكايتي در ابعاد بزرگ بر پايه لايه هاي جاذب چاپ شده

1401

دكتر اميرمحمود بخشايش

امروزه كاهش سوخت‌هاي فسيلي سنتي و آلودگي‌هاي زيست‌محيطي آنها نگراني جامعه انساني را افزايش داده و بشر به‌دنبال توسعه منابع انرژي‌تجديدپذير براي رفع اين دغدغه‌ها است. انرژي خورشيدي يك منبع طبيعي فراوان و دوستدار محيط‌زيست است كه داراي ظرفيت قابل‌توجهي براي كمك به كاهش اثرات منفي گازهاي گلخانه‌اي مي‌باشد. سلول‌هاي خورشيدي بر پايه مواد پروسكايت از جمله فناوري‌هاي تحول‌آفرين و نوظهور هستند كه بازدهي آنها در تبديل انرژي نوراني به الكتريكي در يك دهه گذشته رشد چشمگيري داشته است به‌طوريكه كه به تازگي بازدهي تأييد شده 1/26 درصد را به ثبت رسانده‌اند. همچنين فناوري ساخت آنها كم هزينه و تكرارپذير است و در مقايسه با سلول‌هاي سيليكوني پيچيدگي‌هاي كمتري دارد. از چالش‌هاي مهم تجاري‌سازي و توليد انبوه اين نسل از سلول‌هاي خورشيدي ساخت آنها در ابعاد بزرگ مي‌باشد. عمده سلول‌هاي خورشيدي آزمايشگاهي با روش پوشش‌دهي چرخشي لايه‌نشاني مي‌شوند كه به لحاظ عملياتي و مصرف مواد گزينه مناسبي براي لايه‌هاي با ابعاد بزرگ به‌حساب نمي‌آيند. به همين دليل محققان به ساخت سلول‌هاي خورشيدي از طريق روش‌هاي چاپ (مانند پوشش‌دهي تيغه‌اي، جوهر افشان، قالب اسلات و شابلون‌) روي آورده‌اند. لايه پروسكايت به‌عنوان لايه جاذب نور، قلب سلول خورشيدي بوده و نقش ايجاد الكترون درون سيستم را برعهده دارد و روش‌هاي لايه نشاني آن بر يكنواختي، بلورينگي و نقائص لايه پروسكايت و در نتيجه عملكرد سلول‌خورشيدي تأثير مي‌‌گذارند. از طرفي، با افزايش اندازه سطح موثر سلول از مقياس آزمايشگاهي (cm2 05/0) به ابعاد بزرگ (cm2 5) بازدهي به علت افزايش مقاومت‌هاي داخلي و نرخ بازتركيب الكترون-حفره كاهش مي‌يابد. هدف از پژوهش حاضر، مطالعه روند فناوري‌هاي نوين ساخت سلول‌خورشيدي با ابعاد بزرگ بر پايه لايه‌ پروسكايت چاپ شده، بررسي متغيرهاي موثر بر عملكرد آن و مرور روش‌هاي مشخصه‌يابي خواص متالورژيكي (مورفولوژي و ساختمان بلوري)، خواص نوري (طيف‌سنجي‌هاي مرئي-فرابنفش و فتولومينسنس) و خواص الكتريكي (بازدهي سلول در تبديل انرژي الكتريكي به نوراني و بازدهي كوانتومي) آنها است.

9/13/2023 12:00:00 AM

83830

1403/07/11

Fabrication and Characterization of Large-scale Perovskite Solar Cells Based on Printed Absorber Layers

سلول خورشيدي، پروسكايت، ابعاد بزرگ، لايه‌نشاني چاپي، مشخصه‌يابي

Solar cells, perovskite, large-scale, printing deposition, characterization.